8. Festplattenköpfe

Die Datendichte einer Festplatte bestimmt sich aus der minimalen Fläche, die man für die zuverlässige Speicherung eines Bits benötigt. Je kleiner diese minimale Fläche ist, desto größer ist die gesamte Datendichte der Platte.

Diese Fläche hängt hauptsächlich von drei Parametern ab:

1. dem Speichermaterial
2. der Kopfhöhe
3. der Kopfgröße

zu 1.: bei dem Speichermaterial werden ab und zu geringfügige Fortschritte erzielt.

zu 2.: die Kopfhöhe ist bereits am Limit

zu 3.: die Kopfgröße läßt noch lohnenswerten Spielraum.

Kopftechnologien

Dünnfilmköpfe (Thin-Film)

Dünnfilmköpfe schreiben und lesen die Daten mit Hilfe einer Magnetspule auf induktiver Basis.

Induktion:Wenn ein Magnetfeld in Bewegung ist und an einer Spule vorbeigeführt wird entsteht eine Spannung in der Spule, die als Signal interpretiert werden kann.

Gegenteil eines Elektromagneten: Spannung erzeugt ein Magnetfeld. Mit diesem Magnetfeld werden die magnetischen Teilchen auf der Scheibe ausgerichtet. Der Kopf kann seine Polarität ändern und so die magnetischen Teilchen ausrichten.

Diese Köpfe nutzen die Magnetspule nur noch zum Schreiben. Gelesen wird mit Hilfe eines speziellen Elementes, das im Magnetfeld seinen Ohm'schen Widerstand ändert. Man braucht also nur noch den Spannungsverfall über dem MR-Kopf zu messen, um das Bit zu erkennen. Dieses Verfahren ist wesentlich empfindlicher als die Dünnfilmtechnik. So lassen sich wesentlich höhere Datendichten erzielen, da jede Komponente auf ihren jeweiligen Einsatz hin viel besser optimiert werden kann.

Eine Spannung wird schon in die Spule hineingegeben, während der Kopf über die Magnetscheibe saust. An dieser Spule wird ein Magnetfeld in Form des magnetisierten Datenträgers, vorbeigeführt. Dieses Magnetfeld bewirkt durch Induktion in die Spule eine Veränderung des Ohm'schen Widerstandes in der Spule. Die Veränderung des Widerstandes kann auch wieder als logisches Signal interpretiert werden.

Obwohl die MR Technologie schon 1983 von IBM erfunden wurde, wurde sie erst sieben Jahre später in der Praxis eingesetzt.

Typische Flughöhe: 2,79 nm

Diese Technik macht sich die erst 1988 entdeckten Quanteneffekte zunutze. Hier besteht ein Kopf nicht nur aus einer magnetoresistiven Schicht, sondern aus mehreren hauchdünnen Lagen (Hauchdünn bedeutet Stärken bis zu 15 oder gar 5 Atomlagen).

Die GMR - Technik ist momentan noch in der Entwicklungsphase. Die ersten Festplatten, die diese Technik nutzen sind jedoch schon erhältlich:

IBM Platte mit 2,5 Zoll und 8,1GB Kapazität

IBM Platte mit 3,5 Zoll und 16,4GB Kapazität

Angepeilt werden mit Advanced GMR für das Jahr 2004 40GBit pro Quadratinch.

Zusammenfassung

Je höher die Datendichte wird, desto genauer muß auch der Kopf positioniert werden und um so feiner und kleiner muß der Schreib- /Lesekopf werden.