Kleiner en fijner

Print
De programma's die we gebruiken op onze computers zijn de laatste jaren zo omvangrijk geworden, dat ze steeds meer ruimte op de harde schijf in beslag nemen. Ook de bestanden die met deze programma's worden gemaakt, groeien verder aan. Dat betekent dat ook de harde schijf steeds groter moeten worden. Kon je een aantal jaar geleden nog aardig uit de voeten met een schijf waarop veertig megabyte aan informatie paste, dan wordt elke computer nu al standaard uitgerust met een schijf van meerdere gigabytes. De vraag ligt dan ook voor de hand: hoe lang kan men daar nog mee doorgaan?
BR>Even opvallend als de stijging in opslagcapaciteit is dat de schijven fysiek helemaal niet groter geworden zijn. Om dat zo te houden, moesten de ontwerpers dus allerlei trucs uithalen om steeds meer data op dezelfde ruimte te krijgen. Maar wanneer stopt het? Waar liggen de fysieke grenzen van de harde schijf? Om op die vraag te antwoorden moeten we ook de wijze waarop informatie op zo'n schijf wordt vastgelegd, bekijken. Die twee dingen zijn namelijk onlosmakelijk verbonden.

Enorme evolutie


Net als het bandje van de cassetterecorder bestaat het oppervlak van een harde schijf uit magnetiseerbaar materiaal. Dat zijn kleine metaaldeeltjes die onder invloed van een elektrisch stroompje worden 'gericht', zodat ze een één of een nul vormen. In de loop der jaren zijn die metaaldeeltjes steeds fijner geworden en dichter op elkaar gepakt. De zogenaamde densiteit van het opslagmedium is daarmee sterk vergroot, wat betekent dat de ruimte voor het opslaan van gegevens groter werd. Een voorbeeld: de eerste harde schijf die IBM in 1956 op de markt bracht, bestond uit een flinke stapel van vijftig afzonderlijke schijven, elk met een diameter van 24 inch (ruim 60 cm). De opslagcapaciteit: vijf megabytes. De schijven die op dit moment in een gewone pc zitten, hebben een diameter van 3,5 inch (iets minder dan 9 cm) en kunnen moeiteloos 36 gigabytes aan informatie bevatten. Een hele evolutie dus. Dat het nóg kleiner kan, bewees IBM een tijd geleden met de Microdrive, een schijfje van 43 bij 36 mm groot en 5 mm dik dat goed is voor 16 gram en een opslagcapaciteit van 340 MB.

Snelheid


Naast het vergroten van de opslagcapaciteit wordt ook de snelheid van de harde schijf steeds verder opgevoerd. De zogenoemde access rate, de tijd die nodig is om een bepaald stukje data op de harde schijf te zoeken en aan het werkgeheugen van de computer door te geven, wordt almaar korter. Om dat te bereiken draait de harde schijf steeds sneller rond: nu al 10.000 toeren per minuut. Maar dat kan in de komende jaren makkelijk naar 15.000 tot 20.000 omwentelingen gaan. Het is duidelijk dat dit enorme eisen stelt aan de mechanische eigenschappen van zo'n schijfje. Maar het wordt wel steeds ingewikkelder om de grenzen te verleggen. Je hebt niet alleen te maken met de magnetische structuur van de schijf zelf, maar ook met de steeds kleiner wordende elementen die worden gebruikt om de data te lezen en te schrijven. Op een moment bereik je immers het punt dat je die dingen niet nóg kleiner meer kunt maken. Al zal dat nog wel even duren.

Superparamagnetisme


Onderzoek in laboratoria zorgt ervoor dat de magnetische schijf nog zeker tien jaar mee kan. Al staat er binnenkort nog één grote hindernis klaar voor de ontwerpers: het zogenaamde superparamagnetisme. Dat effect ontstaat op het moment dat de magnetiseerbare deeltjes op de schijf zó dicht bij elkaar worden geplaatst, dat ze elkaar gaan beïnvloeden. Als dat gebeurt, worden de gegevens onbruikbaar. Maar men is nu al druk bezig om ook dat probleem op te lossen. Bedoeling is om elk afzonderlijk metaaldeeltje op de schijf in een beschermend laagje in te pakken, zodat het wordt geïsoleerd van zijn buurman en onderlinge beïnvloeding voorkomen wordt. Voorlopig wordt daarond nog druk getest, maar in de laboratoria zijn toch al goede resultaten geboekt.

De toekomst heet lichtkristal


Rond 2010 komt uiteindelijk toch het definitieve einde van de magnetische harde schijf in zicht. Dan ontstaat het moment waarop niet nóg meer informatie op de schijf kan worden geperst. Tegen die tijd zal worden overgestapt op een heel nieuwe technologie die nu nog in de kinderschoenen staat: de holografische opslag van gegevens. Dat is geen magnetische opslagmethode, maar een optische, met licht dus. Er is ook niet meer per se een schijf nodig: de opslag kan dan bijvoorbeeld in een optisch kristal gebeuren. Groot voordeel daarvan is dat er dan geen bewegende delen meer zijn. In het laboratorium werkt die holografische opslag al, maar de apparaten zijn nog veel te groot. De belangrijkste taak voor de komende jaren is dan ook om dat systeem te miniaturiseren. Als dat eenmaal is gelukt, dan kunnen we weer vele jaren verder.
Nu in het nieuws