Schnelle und geräumige, mit Helium gefüllte Festplatten, bereit zum Abheben

Datenspeicherunternehmen HGST hat mit der Herstellung einer Sechs-Terabyte-Festplatte begonnen, die über eine 50 Prozent größere Speicherkapazität verfügt und etwa 20 Prozent weniger Strom verbraucht als herkömmliche Festplatten. Das Geheimnis dieses Leistungssprungs? Pumpen der Antriebe mit Helium.

Platte auf: Heliumgefüllte harte Tauchgänge können mehr Platten enthalten. Der hier gezeigte hat sieben statt der üblichen fünf.

Helium reduziert Reibung, Vibration und andere mechanische Probleme, die die Speicherdichte herkömmlicher Festplatten einschränken. Es macht auch Festplatten weniger stromhungrig.

Die Festplattenindustrie hat Helium seit den 1970er Jahren im Auge, aber kein Unternehmen konnte es jemals zum Laufen bringen, da Helium dazu neigt, aus jedem Behälter auszutreten, in dem es sich befindet – das gleiche Phänomen, das dazu führt, dass Geburtstagsballons ein paar Tropfen herabhängen Tage nach einer Feier. Das Ergebnis für eine mit Helium gefüllte Festplatte ist gravierender: Sie wird nicht mehr funktionieren.

HGST mit Hauptsitz in San Jose, Kalifornien, hat diese Herausforderungen gemeistert und produziert Festplatten mit einer garantierten Lebensdauer von fünf Jahren. Das Unternehmen fährt langsam die Produktion der Festplatten für seine ersten Kunden hoch, darunter das chinesische Telekommunikationsunternehmen Huawei , Europäisches Physikinstitut CERN und Computerhersteller Hewlett Packard .

Mit Helium gefüllte Festplatten könnten für Rechenzentren und Unternehmen wie Banken und Versicherungen interessant sein, die riesige Datenmengen verarbeiten. Die neuen Laufwerke sollen die Speicherkapazität erhöhen und gleichzeitig den Stromverbrauch im Zaum halten, sagt Fang Zhang , Analyst bei IHS Globaler Einblick .

2013 werden Festplattenhersteller Geräte mit einer Gesamtkapazität von rund 750 Milliarden Gigabyte ausliefern. Zhang prognostiziert, dass bis 2020 3.500 Milliarden Gigabyte Datenspeicher benötigt werden, von denen 60 Prozent in der Cloud in Rechenzentren gespeichert werden, verglichen mit 20 Prozent heute.

Im Inneren einer Festplatte sind magnetisch gemusterte Platten gestapelt, von denen jede einen Arm hat, der über ihrer Oberfläche hängt. Ein Schreib-Lese-Kopf schwebt sehr nah über dem Plattenteller, ohne ihn zu berühren – etwa einen Nanometer entfernt – und verwendet ein Magnetfeld, um Informationen zu lesen und zu schreiben. Diese winzigen Größenskalen und die hohen Rotationsgeschwindigkeiten (Festplatten drehen sich mit etwa 7.200 U / min) machen das Festplattendesign sehr knifflig.

Wenn sich die Platten einer Festplatte zu bewegen beginnen, beginnt sich auch die Luft um die Oberfläche der Festplatte zu drehen. Eine sich in der Luft drehende Festplatte stößt auf Widerstand und neigt zum Flattern, wodurch der Motor belastet wird und mehr Leistung benötigt wird. Da Helium besser strömt als Luft, erfahren mit dem Gas gefüllte Antriebe nur eine sehr geringe Reibung und die Arme erleiden weniger Turbulenzen.

Wenn der Arm auch nur mit einer Nanometer-Amplitude vibriert, bist du ein Toast, sagt Hossein Haj-Hariri , Professor für Maschinenbau an der University of Virginia in Charlottesville, der die Strömungsdynamik von Luft und Helium in Festplatten modelliert hat. Helium spritzt über und hinter den Arm, und die Turbulenzen im Helium lassen schnell nach, sagt er.

Geringere Vibrationen und Reibung bedeuten einen geringeren Stromverbrauch, niedrigere Betriebstemperaturen und eine größere Speicherdichte, da ein stabilerer Arm in der Lage ist, mit feinerer räumlicher Registrierung zu einer bestimmten Stelle auf dem stabilen Plattenteller einzutauchen. Mit weniger Flatterneigung können die Scheiben auch dünner gemacht werden, also mehr in das gleiche Gehäuse passen. Die neuen Laufwerke enthalten zwei zusätzliche Platten, also insgesamt sieben.

Eine reibungslosere Mechanik führt auch zu Betriebstemperaturen, die um 4 °C niedriger sind als bei herkömmlichen Festplatten. Laut HGST können die Laufwerke den Stromverbrauch pro Terabyte, das für ein Rechenzentrum gespeichert wird, um 49 Prozent reduzieren.

Die Zahlen überraschen Analysten und Forscher nicht, die sich in den letzten vier Jahrzehnten mit der Heliumtechnologie beschäftigt haben. Die Leute haben ständig über die Vorteile von Helium gesprochen, konnten es aber nicht zum Laufen bringen, weil es mit der Zeit aus dem Gehäuse entweicht, sagt Frank Talke , Professor an der University of California, San Diego, Zentrum für Magnetaufzeichnungsforschung , der in den 1970er Jahren an einem frühen Helium-Festplattenprojekt bei IBM arbeitete.

HGST hat keine Details darüber veröffentlicht, wie es das Helium abdichtet, abgesehen von der Zusicherung, dass es sich um eine hermetische Abdichtung mit einer Garantie von fünf Jahren handelt, aber Talke sagt, dass es so aussieht, als ob die Herausforderungen gemeistert wurden.

Zhang ist vorsichtig. Es hängt von der tatsächlichen Leistung ab, sagt sie. Ich denke, in etwa einem Jahr werden wir es wissen.

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