Grundlagen: Festplattentechnik
Optimierungen
Aus der Form der magnetischen Bitzellen, breit und kurz in Bewegungsrichtung (Verhältnis etwa 8:1), ist ersichtlich, dass bei der Spurbreite und dem Spurabstand noch erhebliche Verbesserungen möglich sein müssten. Dabei könnten optische statt magnetische Servospuren für die präzisere Spurführung zum Einsatz kommen. Werden die magnetischen Zellen senkrecht gestellt, dann passen mehr davon in eine gegebene Fläche. Seit vielen Jahren wird an "vertical recording" geforscht, jetzt scheint es deutliche Fortschritte bei dieser Technik zu geben. Bei schräg gestellten Magnetbits ist die benötigte Schreibenergie im Vergleich zu senkrechten um bis zu 50 Prozent geringer. Dadurch und mit HAMR -Unterstützung lassen sich die hart-magnetischen Materialien mit vertretbarem Aufwand beschreiben.
Die Kopfpositionierung über einen langen Arm wird in Zukunft nicht mehr genau genug sein. Daher sollen am Kopfarm-Ende in der Nähe der Köpfe Mikro-Aktuatoren für die Verbesserung der Feinpositionierung eingesetzt werden. Das könnten dann auch MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) sein. Aktive Dämpfung, also die programmierte Anpassung der Kopfbewegungsgeschwindigkeit und Gegensteuerung sollen für leisere und genauere Positionierung sorgen. Positioniersysteme für 100.000 tpi sind bereits seit einiger Zeit verfügbar.
Die Versuche, die Flughöhe auf 3,5 nm zu reduzieren, laufen weiter, da dies wohl für das Ziel 1 Tbit/inch2 erforderlich sein wird. Die Deck- und Gleitschichten auf der Platte und auf dem Kopf dürfen dann nur noch etwa 1 nm dick sein.
Die Hersteller sind zuversichtlich, dass Kapazitätssteigerungen auch über die nächsten Jahre weiterhin möglich sind. Sehr oft wird das superparamagnetische Limit als Grenze für die Flächendichte genannt. Werden die Bitzellen immer kleiner, dann stehen nur noch wenige magnetische Partikel zur Verfügung. Durch die thermodynamische Bewegung verlieren im Laufe der Zeit einige Partikel spontan ihre magnetische Orientierung und das Bit löst sich selbst auf. Diesen Effekt gibt es bei jeder Bitzellengröße. Auf Grund der bisher zahlreich vorhandenen Magnetpartikel je Bitzelle würde dies aber Tausende von Jahren dauern.
Durch Materialauswahl, Herstellungsverfahren und andere physikalische Effekte wurde diese Grenze der Selbstauflösung immer wieder hinausgeschoben. Inzwischen gibt es Erkenntnisse, dass zum Beispiel durch Selbstorganisation der Materieteilchen (SOMA) diese vermeintliche Grenze zu überwinden ist. Einige dieser Technologien müssen in wenigen Jahren Serienreife erlangen, da mit der heutigen Technik die Erreichung der physikalischen Grenze absehbar ist. Für die horizontale und longitudinale Aufzeichnung steht diese Grenze bei etwa 100 bis 200 Gbit/ inch2 an.
Es wird zudem daran gearbeitet, in Zukunft möglichst viel Intelligenz in die Laufwerke zu integrieren. Objektorientierte Laufwerke sollen selbstständig das Inhaltsverzeichnis verwalten. Das Betriebssystem im Rechner könnte dadurch entlastet werden. Die Normierung dazu erfolgt im ANSI/SCSI-Komitee.