Neue Festplatten-Techniken im Check

Helium statt Luft im Festplatten-Gehäuse

von Mark Lubkowitz - 28.05.2014

Helium: Noch 2014 liefert HGST Festplatten mit 6 TByte Kapazität – dank Helium- statt Luftfüllung. Wie HGST die Festplattengehäuse hermetisch versiegeln konnte, ohne dass sie platzen, gibt der Hersteller nicht preis.

Ein weiterer Ansatz, um die Speicherkapazität einer Festplatte zu erhöhen, ist, mehr Magnetscheiben im Inneren der Festplatte unterzubringen.

Turbulenzen im Inneren

Im Inneren einer Festplatte herrscht kein Vakuum. Der Raum zwischen den Schreib-/Leseköpfen und den Magnetscheiben ist vielmehr mit Luft gefüllt. In dieser Umgebung rotieren die Magnetscheiben 7200-mal pro Minute und erzeugen dabei Strömungseffekte.

Einer dieser Effekte, der Bodeneffekt, bildet zum Beispiel ein Luftkissen, das für einen Abstand von 3 Nanometern sorgt und so verhindert, dass die Schreib-/Leseköpfe auf die Plattenoberfläche schlagen. Diese Strömungseffekte haben aber auch noch ganz andere Auswirkungen. Sie bilden einen mechanischen Widerstand, der den Motor der Festplatte bremst, verstärken die Vibrationen der Magnetplatten und der Schreib-/Leseköpfe, die Reibung der Luft produziert Wärme. Die Magnetscheiben müssen deshalb eine Mindesthöhe haben, um stabil genug zu rotieren.

Helium statt Luft

Bodeneffekt: Durch die Rotation der Magnetscheiben gerät auch die Luft innerhalb der Festplatte in Bewegung. Unter den Schreib-/Leseköpfen wird die Luft komprimiert und bildet ein Luftpolster. Man nennt das den Bodeneffekt. Einzig dieses Polster verhindert, dass die nur drei Nanometer entfernten Köpfe auf die Plattenoberfläche schlagen.

Die Luft im Inneren einer Festplatte entspricht normaler Umgebungsluft, wie wir sie atmen. Sie besteht unter anderem aus Sauerstoff und Stickstoff und hat eine recht hohe Dichte. Um die zahlreichen Strömungseffekte zu reduzieren, wird daher ein Gas benötigt, das eine geringere Dichte als Luft hat. Das trifft auf Helium zu.

Damit das Helium nicht entweicht und keine Luft ins Innere strömt, müssen Festplatten mit Heliumfüllung hermetisch versiegelt werden. Die Festplatten müssen daher so konstruiert sein, dass trotz Erwärmung des Heliums ein Druckausgleich stattfinden kann, ohne dass das Festplattengehäuse platzt.

Kühler, dünner, energieeffizienter

Dank der Heliumfüllung können die Magnetscheiben kleiner ausfallen, sodass statt fünf nun sieben Magnetplatten in eine 3,5-Zoll-Festplatte passen. Außerdem sinken durch die geringe Dichte von Helium die Turbulenzen, es entsteht weniger Abwärme, die Festplatte bleibt kühler, der Motor hat mit weniger Widerstand zu kämpfen, wodurch eine Heliumfestplatte weniger Energie benötigt.

Helium ab 2014

Als erster Hersteller wird HGST Festplatten mit Heliumfüllung auf den Markt bringen. Wie es HGST gelungen ist, die Festplatten hermetisch zu versiegeln, ohne dass sie während des Betriebs platzen, will der Hersteller nicht verraten.

Fest steht: Noch 2014 sollen Festplatten mit Heliumfüllung und 6 TByte Kapazität erhältlich sein. Einige Händler listen die HGST-Festplatte bereits – zu einem Preis von 700 Euro.

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