Sony hat einen neuen Rekord für die Banddichte
angekündigt . Zusammen mit IBM Research (Zürich) erreichten sie eine Dichte von 201 GB pro Quadratzoll. Dies bedeutet, dass auf ein Band in einer Standard-TS1155-JD-Patrone mit den Maßen 109 × 125 × 24,5 mm nicht Standard 15 TB, sondern 330 TB Informationen passen (unter Berücksichtigung der Dehnung des Bandes um 6,4% aufgrund einer Verringerung seiner Dicke). Was ist 330 TB? Dies reicht beispielsweise aus, um
3379 komprimierte Kopien aller Wikipedia (in allen Sprachen) aufzunehmen. Oder 330 Millionen Bücher.
Eine gemeinsame Leistung wurde durch innovatives Magnetband, neue Schmierung und präzise Positionierung des Magnetkopfes ermöglicht.
Bandlaufwerke sind heute die sicherste, energieeffizienteste und
kostengünstigste Methode zur Langzeitspeicherung großer Informationsmengen. Dies ist eine ideale Lösung für Backups und Videoarchive, zum Speichern von Informationen von Radioteleskopen und dem Large Hadron Collider (tatsächlich haben alle keine andere Möglichkeit, als die gesammelten Daten auf Bandkassetten zu speichern). Jetzt findet das Band eine neue Anwendung in Big Data und als „kalter“ Speicher in Rechenzentren und Cloud-Diensten.
IBM
schreibt, dass Bandlaufwerke jetzt ihre zweite Jugend erleben und mit einem neuen Sony-Film für eine sehr lange Zeit relevant sein werden. Obwohl die Herstellung eines solchen Films mit Nanobeschichtung deutlich teurer ist als ein herkömmliches Band, das mit Bariumferrit (BaFe) beschichtet ist.
Das neue Band besteht aus mehreren Schichten von Nanopartikeln, und die Technik seiner Herstellung erinnert etwas an die Herstellung integrierter Schaltkreise.
Genauer kann die Struktur des Films unter einem Transmissionselektronenmikroskop untersucht werden (Foto unten).
Wie Sie sehen können, haben die untere Schicht des weichen CoZrNb-Substrats (14 nm) sowie die TiCr-Schicht (2 nm) eine amorphe, chaotische Struktur, aber dann beginnt der Spaß. Die nächste Schicht des NiW-Substrats (10 nm) sowie die Zwischenfilmschichten aus Ruthenium (dies ist ein Material, das jedoch unter verschiedenen Bedingungen abgeschieden wird, so dass zwei Schichten gebildet werden) und die magnetische CoPtCr-SiO
2 -Schicht (14 nm) selbst bestehen aus säulenförmigen Gruppen von Körnern . Aus diesem Grund bildet sich auf der Oberfläche der Magnetschicht eine solche Struktur, ähnlich einer Wabe, wie auf dem oberen Foto (in der oberen linken Ecke) zu sehen ist. Die Breite jeder "Zelle" beträgt etwa 7 nm.
Am Ende befindet sich über der magnetischen Schicht ein zuverlässiger Schutz der diamantartigen nanostrukturierten Kohlenstoffbeschichtung (DLC) mit einer Dicke von 5 nm.
Alle Schichten werden auf eine Polyamidbasis mit einer Dicke von weniger als 5 Mikrometern aufgebracht. Eigentlich ist dies die Dicke dieses Films.
Die folgende Abbildung zeigt schematisch, wie diese Schichten in einer Vakuumkammer aufgebracht werden. Es wird die Rolle-zu-Rolle-Methode verwendet - eine kontinuierliche Zufuhrmethode für Rollenmaterial, um Materialien darauf abzuscheiden, die mit der Größe eines Atoms vergleichbar sind. Der Prozess läuft bei Raumtemperatur ab.
Das Schreiben und Lesen von Informationen aus einem solchen Film wäre ohne das neue Fett, das ebenfalls von Sony entwickelt wurde, nicht möglich gewesen. Tatsache ist, dass zum Aufzeichnen / Lesen von Informationen mit einer solchen Dichte eine sehr hohe Empfindlichkeit des Kopfes erforderlich ist und er daher extrem nahe am Band sein muss. Auf dem Foto verschmilzt das Bild des Kopfes fast mit seiner Reflexion. Das erfundene Schmiermittel reduziert wirksam die Reibung zwischen dem Magnetkopf und der Oberfläche des Films, während es fest an der Magnetschicht "haftet".
Die Rolle von IBM Research in dieser Arbeit bestand darin, Signalverarbeitungsalgorithmen zu entwickeln, die die Prinzipien der Rauscherkennung und fortschrittliche Servosteuerungstechnologien zur Positionierung des Kopfes mit einer Genauigkeit von 7 nm berücksichtigen. Tatsächlich ist die Arbeit des Magnetkopfs in diesem Bandlaufwerk fast ausschließlich das Verdienst von IBM Research.
Interessanterweise sind 330 Terabyte nicht die Grenze. Im folgenden Video sagt Dr. Mark Lantz von IBM Research, dass die Banddichte in Zukunft weiter erhöht werden kann.
Die Präsentation der wissenschaftlichen Arbeit von Sony und IBM Research
fand am 2. August 2017 auf der Magnetic Recording Conference statt (doi: 10.1109 / TMAG.2017.2727822,
pdf ).