»Wir können einer Tape-Renaissance entgegen sehen«

Data & StorageStorage

In einem Interview erklärt IBM-Speicherexperte Kurt Gerecke, warum SSDs auf NAND-Basis bald an ihre Grenzen gelangen und warum das Tape noch lange nicht tot ist. Anders als 3,5-Zoll-Festplatten, deren Produktion die Hersteller nach Meinung von Gerecke zugunsten von 2,5-Zoll-Platten aufgeben werden.

Kurt Gerecke ist bereits seit 29 Jahren im Bereich Speichertechnologien bei IBM tätig und damit nach eigenen Aussagen der dienstälteste Storage-Mitarbeiter des Unternehmens in Europa. Im Rahmen der Eröffnung des neuen Nanotechnologie-Zentrums der IBM in Rüschlikon bei Zürich hatte ITespresso.de-Experte Norbert Deuschle die Gelegenheit, mit Gerecke über aktuelle Entwicklungen im Storage-Bereich zu sprechen. Das komplette Interview kann auf der Website des Storage Consortiums als PDF heruntergeladen werden.

2,5-Zoll-Laufwerken gehört die Zukunft

Gab es im Festplattenbereich zuletzt regelmäßig Kapazitätssteigerungen von 60 bis 80 Prozent pro Jahr, so rechnet Gerecke künftig nur noch mit 20 bis 25 Prozent. Die Möglichkeiten von GMR-Leseköpfen (Giant Magnetic Resistance), die in den 90er entwickelt wurden und es erlaubten, selbst kleinste Felder bei hohen Drehgeschwindigkeiten auszulesen, sind seiner Meinung nach nahezu ausgereizt. Den Preisverfall bei Festplatten sieht Gerecke dadurch gestoppt, zumal die Hersteller hohen Kostendruck haben und bald keine 2,5- und 3,5-Zoll-Laufwerke mehr parallel anbieten könnten.

Alle Festplattenanbieter würden in den nächsten Monaten gezwungen sein, auf 2,5-Zoll-Formfaktor umzustellen. »Bereits in 2011 dürfte es schwieriger werden, noch 3,5-Zoll-Laufwerke zu beziehen«, so der Storage-Experte.

Dass Solid State Drives (SSD) die Magnetplatten ersetzen, glaubt Gerecke indes nicht. Die neue Technologie sei zwar günstiger geworden, aber immer noch teurer als Festplatten, die daher speziell im Backup-Bereich weiterhin ihren festen Platz neben Tapes und Virtual Tape Librarys (VTL) hätten. Ein Problem sieht Gerecke für SSDs vor allem in der schnellen Materialermüdung, macht doch der verwendete NAND-Flashspeicher »in der Regel bereits nach 100 000 Lese- und Schreibzyklen schlapp« und »disqualifiziert die Module … für den Einsatz als Haupt- sowie Pufferspeicher in Network- und Storage-Systemen«.

Zudem ist nach Meinung von Gerecke die Miniaturisierung bei NAND-Speichern weitgehend ausgereizt. »Neue Produktionsprozesse machen in Chips zwar immer kleinere Leiterbahnen möglich, beim Flash-Speicher ist nach aktuellen Erkenntnissen bei 45 Nanometern Schluss«, erklärt der IBMer. »Darunter verhindern Streuverluste, dass sich noch Daten speichern lassen.« Erkennbar sei das bereits heute bei Flash-Speichern für Consumer, die zu Anfang schnell an Kapazität zulegten – im letzten halben Jahr hätte sich jedoch nicht mehr viel getan.

Die Flash-Alternativen

Als Alternativen zu NAND-Speichern sieht Gerecke derzeit so genannte Phasenwechselspeicher (Phase Change Memories, kurz: PCM) und Racetrack Memories. Bei Phasenwechselspeichern werden Chalkogenide, die auch in wiederbeschreibbaren CDs und DVDs zum Einsatz kommen, durch einen Stromimpuls zur Phasenänderung angeregt. Dabei kann nicht nur zwischen zwei, sondern auch mehreren Zuständen unterschieden werden. IBM hat einen Prototyp entwickelt, der 500 mal schneller als Flash beschrieben werden kann und nur halb so viel Energie benötigt. Zudem hält er mehr Schreib- und Lesezyklen aus und basiert auf kleineren Bauelementen. »Betrachtet man die schnelle Entwicklung bezüglich der Schreib- und Lesegeschwindigkeiten, eignet sich PCM auch als Ersatz für heute übliches RAM«, meint Gerecke.

Ein völlig neues Konzept steckt dagegen hinter Racetrack Memories, bei denen Informationen in Form von winzigen, gegensätzlich magnetisierten Regionen in einem Nanodraht gespeichert werden. Ein einzelner Datenleiter ist laut Gerecke nur wenige Nanometer groß und speichert zwischen 10 und 100 Bit. So lassen sich bis zu 100 mal so viele Daten wie auf einen Flash-Speicher gleicher Größe packen. Da Racetrack Memories ohne bewegliche Teil auskommen und sehr widerstandsfähig sind, haben sie Gerecke zufolge eine »quasi unbegrenzte Lebensdauer«.

Die Tape-Renaissance

Die konsequente Weiterentwicklung der Tape-Technologie hat Gerecke zufolge dafür gesorgt, dass sie in den nächsten Jahren gegenüber anderen Speichern wie Festplatte, Flash und PCM das größte Entwicklungspotenzial hinsichtlich der Speicherkapazität und Leistung hat. Gereke prophezeit eine »Tape-Renaissance« – vor allem für den Archivierungsbereich sei Tape am besten geeignet, was Haltbarkeit und Lagerfähigkeit betrifft. Zudem würden die Kassetten keinen Strom verbrauchen, wenn sie einmal beschrieben sind.

Daneben wird Tape nach Meinung von Gerecke aber auch andere Bereiche erobern, dafür sorge die stetige Weiterentwicklung. Als Beispiel führt er LTO5 von IBM an, ein Tape mit Long Term File System (LTFS), das sich nach dem Laden wie ein USB-Stick mit eigenem Directory verhält, ohne dass Backup-Applikationen notwendig sind, um das Tape zu bearbeiten.

 

Das komplette Interview mit Kurt Gerecke können Sie beim Storage Consortium herunterladen. Darin geht Gerecke genauer auf die Fortschritte bei der Tape-Technologie ein, spricht über holografische Speicher und erklärt die neuen Speichertechnologien PCM und Racetrack ausführlich.