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IBM-Forscher erhöhen Speicherdichte auf Magnetbändern erheblich

Wissenschaftler von IBM Research in Zürich haben auf einem von Sony Storage Media Solutions entwickelten Tape-Prototypen eine Speicherdichte von 201 Gigabit pro Quadratzoll erreicht. Diese Speicherdichte ist rund das 20-fache der von den derzeit besten, kommerziell erhältlichen Magnetband-Speichersystemen erreichten. Konkret vergleichen sich die Forscher mit dem Bandlaufwerk IBM TS1155. Vorgeführt wurde die neue Technologie auf der Magnetic Recording-Konferenz (TMRC 2017) in Tsukuba in Japan, parallel wurden die Fortschritte in einer wissenschaftlichen Arbeit [1] dokumentiert.

IBM-Forscher erhöhen Speicherdichte auf Magnetbändern erheblich (Bild: IBM Research) [2]

Mit der aktuellen Technologie könnten ihnen zufolge auf einer Kassette, die auf einer Handfläche Platz findet, unkomprimiert 330 Terabyte gespeichert werden. Laut IBM entspricht das einer Textmenge von 330 Millionen Büchern. Dazu trägt auch bei, dass das neue Band dünner ausfällt und somit etwas mehr Band – genauer 6,4 Prozent – in eine Kassette passt. Für die IBM-Forscher ist es seit 2006 bereits das fünfte Mal, dass sie bei der Speicherdichte von Magnetbandspeichern Rekordwerte aufstellen. Bei früheren Rekorden [3] arbeiteten sie ebenfalls schon mit Sony, aber auch mit Fujifilm zusammen.

Die Verbesserungen bei der vor über 60 Jahren erfundenen Magnetbandspeichertechnologie sind nach Ansicht von IBM hilfreich, um ihr neue Einsatzgebiete zu erschließen. Neben der traditionellen Verwendung bei der lokalen Datensicherung in Rechenzentren, für Disaster-Recovery [4]-Lösungen oder zur Einhaltung rechtlicher Vorgaben bei der Datenaufbewahrung komme sie vermehrt im Zusammenhang mit neue Anwendungen in den Bereichen Big Data und Cloud Computing zum Zuge. Nach Ansicht von IBM können auch in den nächsten zehn Jahren mit Verbesserungen bei der Magnetbandspeichertechnologie gerechnet werden.

IBM hat in den vergangenen Jahren bereits mehrmals entscheidend zur Weiterentwicklung der Tape-Technologie beigetragen (Grafik: IBM) [5]
IBM hat in den vergangenen Jahren bereits mehrmals entscheidend zur Weiterentwicklung der Tape-Technologie beigetragen (Grafik: IBM)

Bei dem Sony Storage Media Solutions entwickelten Band wird die Magnetschicht mittels Kathodenzerstäubung – englisch “sputter deposition” – aufgetragen wurde. Dieses Verfahren erlaubt die besonders feine Verteilung der Magnetpartikel auf dem Band und damit letztlich auch eine höhere Speicherdichte.

“Im Vergleich zu heutigen kommerziellen Barium-Ferrit-Speicherbändern werden die Kosten für mit dem Sputter-Verfahren hergestellten Magnetbändern voraussichtlich etwas höher sein. Aber dank des sehr hohen Speicherpotenzials werden die Kosten pro TB dennoch konkurrenzfähig mit anderen Speichertechnologien sein”, so Evangelos Eleftheriou, IBM Fellow und Leiter des Cloud & Computing Infrastructure Departments im IBM Forschungszentrum in Rüschlikon bei Zürich, in einer Pressemitteilung. Damit biete sich die Technologie auch für die Speicherung wenig genutzter Daten in der Cloud (im sogenannten Cold Storage) an.

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Die Verbesserungen bei den Speicherbändern machen auch die Optimierung der zum Auslesen und Beschreiben verwendeten Technik erforderlich. Auch hier stellten die IBM-Wissenschaftler Fortschritte vor [6].

Neue Algorithmen zur Signalverarbeitung im Datenkanal ermöglichen nun auch bei Einsatz eines lediglich 48 Nanometer breiten, TMR-Lesekopfes bei einer linearen Dichte von 818.000 Bits pro Zoll die zuverlässige und schnelle Datendetektion. Und eine verbesserte Servo-Steuertechnik soll die Positionierung des Lese- und Schreibkopfes mit einer Abweichung von weniger als 7 Nanometern erlauben. Dadurch sind 246.200 parallele Spuren pro Zoll möglich. Das ist das 13-fache des von IBM aktuell verkauften Bandlaufwerks TS1155. Und eine neuartige Technologie für reibungsarme Lese- und Schreibköpfe ermöglicht es künftig, extrem glatte Magnetbandoberflächen zu verwenden. Wann die Neuentwicklungen aus Rüschlikon in Produkten Einzug halten, ist noch ungewiss.



Tipp: Wie gut kennen Sie IBM? Überprüfen Sie Ihr Wissen – mit 15 Fragen auf silicon.de. [7]