MAMR
MAMR ist eine Technologie für Festplatten, bei der Mikrowellen den Schreibprozess unterstützen, um deutlich mehr Daten auf derselben Fläche zu speichern. Sie gilt als einer der wichtigsten Schritte, um die Kapazität klassischer Festplatten in den kommenden Jahren weiter zu steigern.
MAMR steht für Microwave-Assisted Magnetic Recording, auf Deutsch etwa „mikrowellengestützte magnetische Aufzeichnung“. Festplatten speichern Daten, indem sie winzige Bereiche einer magnetischen Scheibe in eine bestimmte Richtung ausrichten — jede solche Ausrichtung steht für eine 0 oder eine 1. Um mehr Daten auf dieselbe Fläche zu bekommen, müssen diese Bereiche kleiner werden. Werden sie aber zu klein, lassen sie sich mit herkömmlichen Schreibköpfen nicht mehr zuverlässig beschreiben. MAMR löst genau dieses Problem: Ein winziger Mikrowellengenerator, der direkt am Schreibkopf sitzt, versetzt den magnetischen Bereich kurz in Schwingung und macht ihn dadurch leichter ummagnetisierbar. Der Schreibvorgang gelingt damit auch bei sehr kleinen, eigentlich zu hartnäckigen Bereichen.
Warum Festplatten ohne MAMR an ihre Grenzen stoßen
Die Kapazität von Festplatten hängt davon ab, wie dicht die magnetischen Bereiche auf der Scheibe liegen. Jahrzehntelang hat die Industrie diese Dichte regelmäßig erhöht. Irgendwann entsteht dabei jedoch ein Dilemma: Kleine Bereiche müssen aus physikalischen Gründen aus einem Material bestehen, das sich nur schwer ummagnetsieren lässt — sonst würden sie sich gegenseitig zufällig beeinflussen und Daten verlieren. Dieses schwer ummagnetisierbare Material wiederum lässt sich mit einem normalen Schreibkopf kaum beschreiben.
Dieses Dilemma nennt sich in der Fachwelt das „Trilemma der magnetischen Aufzeichnung“: Stabilität, Schreibbarkeit und hohe Dichte lassen sich nicht alle drei gleichzeitig erreichen — es sei denn, man fügt von außen etwas hinzu. MAMR ist genau dieser Zusatz. Ohne solche Hilfstechnologien wäre die Kapazitätssteigerung klassischer Festplatten in den frühen 2020er-Jahren praktisch zum Stillstand gekommen.
Der Mikrowellengenerator am Schreibkopf
Das Herzstück von MAMR ist ein sogenannter Spin-Torque-Oszillator — ein winziges Bauteil, das Strom in Mikrowellen umwandelt. Er ist direkt in den Schreibkopf der Festplatte integriert und erzeugt Mikrowellen im Gigahertz-Bereich, also in ähnlichen Frequenzen wie ein WLAN-Router. Diese Mikrowellen treffen genau den magnetischen Bereich, der gerade beschrieben werden soll.
Die Mikrowellen bringen die magnetischen Teilchen in dem Bereich in eine Art Resonanz — vergleichbar damit, wie eine Schaukel durch regelmäßige kleine Stöße immer höher schwingt. Dieser Zustand senkt kurzzeitig den Widerstand des Materials gegen Ummagnetisierung. Der Schreibkopf nutzt genau diesen Moment und schreibt die Information. Danach beruhigt sich das Material wieder und bleibt stabil. Der gesamte Vorgang dauert einen winzigen Bruchteil einer Sekunde.
MAMR ist dabei keine revolutionäre Neukonstruktion der Festplatte, sondern eine präzise Erweiterung des Schreibkopfes. Die restliche Mechanik bleibt weitgehend gleich. Das macht die Technologie verhältnismäßig einfach in bestehende Produktionslinien zu integrieren — ein entscheidender Vorteil gegenüber völlig neuen Speicherkonzepten.
MAMR in Rechenzentren und Heimanwendungen
Western Digital hat MAMR-Festplatten ab 2019 zunächst für Rechenzentren auf den Markt gebracht. Dort werden sie in Massen eingesetzt, weil Streamingdienste, Cloud-Anbieter und Unternehmen riesige Datenmengen günstig lagern müssen. Eine einzelne MAMR-Festplatte kann heute über 20 Terabyte speichern — zum Vergleich: Eine typische Festplatte aus dem Jahr 2010 fasste rund ein Terabyte.
Für Endverbraucher sind MAMR-Festplatten mittlerweile ebenfalls erhältlich, etwa als externe Speicherlösung oder in Desktop-Computern mit hohem Speicherbedarf. In der Fachpresse taucht MAMR häufig im Vergleich mit HAMR auf — einer konkurrierenden Technologie von Seagate, die statt Mikrowellen einen winzigen Laser nutzt. Beide Ansätze verfolgen dasselbe Ziel: die Kapazitätssteigerung klassischer Festplatten über die bisherigen physikalischen Grenzen hinaus.
Für den Nutzer ändert sich durch MAMR äußerlich nichts. Die Festplatte sieht genauso aus wie immer und wird genauso angeschlossen. Der Unterschied liegt allein darin, dass mehr Daten auf derselben Scheibe Platz finden — und das bei einem Preis pro Terabyte, der weiter sinkt.