SANTA CLARA — Die Festplatten-Hersteller bereiten
den Umstieg auf das 'Perpendicular Recording' vor.
Von dem vertikalen Aufzeichnungsverfahren, das die
Kapazität von Festplatten drastisch erhöhen
dürfte, verspricht sich die Festplattenbranche
mehr Design-Wins bei Consumer-Geräten und stabilere
Gewinne als im PC-Markt.
Hoffen die Festplattenhersteller auch auf goldene
Zeiten durch die neue Technik, so wurde auf dem Branchentreffen
Diskcon 2005 vergangene Woche im kalifornischen Santa
Clara doch auch deutlich: Kampflos dürfte das
Perpendicular-Zeitalter kaum eingeläutet werden.
Denn die vertikale Aufzeichnungstechnik bekommt zunehmend
Konkurrenz aus der Flash-Ecke. So hat Apples Entscheidung
Anfang September, seinen iPod Mini mit 1-Zoll-Laufwerk
durch den iPod Nano mit preiswertem 2- bis 4-Gigabyte
Flash-Speicher zu ersetzen, einen Schatten über
die Diskcon geworfen.
Festplatten bieten zwar mehr
Kapazität, niedrigere
Kosten pro Gigabyte und höhere Datentransfer-Raten
als Flash-Speicher. Doch dafür sind bei Flash
die Speicher kleiner, robuster und benötigen
weniger Strom als ihre HD-Verwandten. Festplatten
wie Flash-Speicher bieten mittlerweile ähnliche
Kapazitäten und locken mit sinkenden Preisen.
Dazu verändert sich zunehmend die Schnittmenge
der Märkte, die beide Technologien bedienen
können.
Angesichts des iPod Nano befürchten Festplatten-Hersteller
nun, dass für die wichtigsten Consumer-Märkte
kapazitätsstarke 30-Dollar-Flash-Chips interessanter
seien als Festplatten, die mindestens 50 Dollar
kosten. Tatsächlich erklärte Michael
Maia, Verkaufs- und Marketinghchef von PortalPlayer,
auf der Konferenz, seine nächste Chipgeneration
für MP3-Player werde erstmals Flash-Speicher
und Festplatten unterstützen.
"Noch vor einem Jahr war die Lage vollkommen
anders. Wir haben Flash-Speicher mit Kapazitäten
von 2 und 4 Gigabyte unterschätzt", räumt
Maia ein. PortalPlayer aus dem kalifornischen San
Jose wird keine 0,85-Zoll-Laufwerke von Toshiba unterstützen.
Grund sei die mangelnde Kapazität, die mit Flash-Speicher
nicht mithalten kann.
"Wir dürfen den iPod Nano nicht überbewerten",
mahnt dagegen John Donovan, Vice President des Marktbeobachters
Trend Focus aus dem kalifornischen Los Olivos. Apple
wird kommendes Jahr wahrscheinlich einen Video-iPod
mit Festplatte herausbringen. Dazu kämen rund
200 weitere Consumer-Spielzeuge wie Videokameras,
die dem Analysten zufolge ebenfalls Festplatten beherbergen
können.
"Das Handy wird entscheiden, wohin sich 1-Zoll-Festplatten
entwickeln", vermutet Donovan vor dem Hintergrund,
dass viele Festplatten-Hersteller den Consumer-Markt
als gelobtes Land betrachten.
Doch auch hier müssen Festplatten mit einigen
Herausforderungen fertig werden: "Die Festplatten-Spezifikationen
müssen für Mobilgeräte weiterentwickelt
werden", fordert Marko Ahvenainen, als Senior
Research Engineer bei Nokia für die Auswahl
Handy-tauglicher Festplatten zuständig.
Bei einer Präsentation auf der Diskcon erklärte
Ahvenainen, sollte es Handys mit Festplatten geben,
so müssten letztere auch stärkere Schwankungen
der Betriebstemperaturen vertragen. Auch EMV-Störstrahlungen
und das hörbare Betriebsgeräusch müssten
verschwinden. Zudem sollten Festplatten Vibrationen
besser aushalten können. Speicherkapazität
und die Größe hält der Nokia-Ingenieur
ebenfalls für ausschlaggebende Parameter: "Die
Grenze, ob man Flash-Speicher oder eine Festplatte
verbaut, liegt heute bei 4 Gigabyte. Doch die konnte
sich im nächsten Jahr auf 8 GByte verschieben.
Und die Größe ist für uns wirklich
wichtig."
Hitachi Global Storage Technologies'
schlanke 1-Zoll-Festplatte 'Mikey' "käme schon für einige Produkte
in Betracht. Aber das ist noch unausgereift",
so Ahvenainen. "In die meisten Gehäuse
passt jedenfalls keine 0,85-Zoll-Platte."
Ken Morse, als Vice President bei Scientific Atlanta
für Client-Architekturen zuständig, sieht
dagegen eine positivere Zukunft für Festplatten
in der Unterhaltungselektronik. Das Unternehmen verkauft
derzeit rund 500 000 Festplatten pro Quartal für
Set-Top-Boxen und Kabelendgeräte. Vor drei Jahren
hatte Scientific Atlanta hier bei Null angefangen.
Die wachsende Nachfrage nach Video-on-Demand-Bibliotheken
am Kabelende und der Umstieg zu hochauflösenden
Set-Top-Boxen und digitalen Videorecordern sind für
Morse die wichtigsten Wachstumsmotoren für Festplatten.
Die Geheimwaffe von Festplatten-Herstellern
in der Kapazitätsschlacht ist der Übergang zum
Perpendicular Recording. Dabei wird die Ladung vertikal
- statt wie bisher horizontal - aufgezeichnet. Durch
dieses Verfahren passen mehr Bits auf die Festplatten-Oberfläche.
Heutige Festplatten mit horizontaler Aufzeichnung
haben ihre Grenzen bei 150 GByte pro Quadratzoll
erreicht. Künftige Perpendicular-Platten könnten
dagegen durchaus 500 GByte pro Quadratzoll fassen.
Das wiederum könnte in den kommenden Jahren
1-Zoll-Laufwerk mit 40 GByte, 2,5-Zoll-Laufwerken
mit 500 GByte und 3,5-Zoll-Laufwerke mit 1 Terabyte
Kapazität ermöglichen.
Aber die Kosten für diesen Umstieg sind gewaltig.
Perpendicular-Festplatten gibt es im Labor bereits
seit 20 Jahren. Damit sie praxistauglich werden,
musste die Branche zunächst neue Köpfe,
Datenträger, Steuerelektronik, Fertigungsprozesse
und Materialien entwickeln.
"Das ist die größte Herausforderung,
die die Branche jemals durchlaufen hat. Vom Produkt-Standpunkt
stehen wir erst am Anfang", erklärt Marktbeobachter-Veteran
Jim Porter von Disk/Trend aus dem kalifornischen
Mountain View. "Wer diesen Prozess am besten
in den Griff bekommt, wird einen Vorteil haben."
Dieses Jahr hatte Toshiba
als erster Hersteller eine Festplatte mit Perpencidular
Recording auf den Markt gebracht. Dabei handelt
es sich um ein 1,8-Zoll-Modell mit einer Speicherdichte
von 133 GByte pro Quadratzoll. Die Mini-Festplatte
steckt im unternehmenseigenen MP3-Player 'Gigabeat'.
Auch ein US-Hersteller will die Festplatte kommendes
Jahr in einem MP3-Player vorstellen. Hitachi führt derzeit Praxistests
mit einer 2,5-Zoll-Perpendicular-Platte für
Laptops durch. Die Festplatte soll noch dieses Jahr
auf den Markt kommen.
"Die Branche hat die physikalische Entwicklung
des Perpendicular Recording abgeschlossen. Jetzt
arbeitet man an Fertigungsfragen, um diese Festplatten
mit der gleichen Ausbeute und zu den gleichen Kosten
wie heutige Festplatten anbieten zu können",
weiß Currie Munce, Vice President of Research
bei Hitachi Global Storage Technologies.
Kurt Rubin, bei Hitachi für Aufzeichnungssysteme
und Integrationsfragen zuständig, umreißt
einige der technischen Probleme, mit denen sein Team
beim Bau eines Perpendicular-Prototyps zu kämpfen
hatte. Dieser bietet eine Speicherdichte von 233
GByte pro Quadratzoll und verwendet CIP-GMR-Köpfe
(Current-in-Plane Giant Magnetoresistive). "Der
Schlüssel zum Perpendicular Recording ist die
weiche Unterschicht des Mediums", erläutert
Rubin. "Damit erhalten Sie die doppelte Feldstärke,
die man dann in eine höhere Dichte umsetzen
kann."
Hitachi verwendet einen komplexen
'Trailing-Shield-Head', um das Magnetfeld zu formen.
Dafür musste das
Team zuerst maßgeschneiderte mikromagnetische
Feldsimulatoren entwickeln. Ein angemessener Rauschabstand
bei gleichzeitiger thermischer Materialstabilität
war laut Rubin einer der größten Knackpunkte.
"In den kommenden zwei bis drei Jahren wird
die Branche mehrere hundert Millionen Dollar für
neue Anlagen ausgeben müssen", prophezeit
Don Kania, President von Veeco Instruments. Nur so
ließen sich höhere Speicherdichten erzielen,
argumentiert der Chef des Herstellers von Schreib-Lese-Köpfen.
"Diese Branche wird eine Milliarde Dollar für
den Umstieg aufs Perpendicular Recording ausgeben",
schätzt auch Tom McDorman, General Manager für
Consumer Electronics beim Festplatten-Hersteller Western
Digital.
"Wir gehen nicht davon aus, dass wir für
das Perpendicular Recording Spitzenpreise vom Endverbraucher
verlangen können. Die würde auch keiner
bezahlen", vermutet Munce of Hitachi Global
Storage.
Hiroshi Okamura, Assistant
Vice President von Toshibas Entwicklungszentrum
im kalifornischen Fremont, will beim Perpendicular
Recording auf weniger Probleme als allgemein angenommen
gestoßen sein. Zum
Beispiel benötigten die Köpfe keine geringere
Flughöhe über den Platten. Auch der weiche
Sublayer des Mediums blieb stabil. Toshiba wollte
nicht verraten, von wem es seine Köpfe und Platten
bezieht.
Nicht alle halten sich bedeckt:
Nach zwei Jahren Geheimhaltung hat der Festplatten-Hersteller
Seagate nun Details über seine Fortschritte mit getunnelten
magnetoresistiven Köpfen (TMR) veröffentlicht.
Die Köpfe hatte Seagate erstmals in einer 2,5-Zoll-Festplatte
verbaut, die seit einem Jahr auf dem Markt ist. Auch
Seagates erste Perpendicular-Platten, die in den
nächsten Monaten auf den Markt kommen sollen,
sollen mit TMR-Köpfen arbeiten.
