Honderd keer snellere harde schijf met lasertechniek

Onderzoekers van de Radboud Universiteit Nijmegen hebben een mogelijke nieuwe techniek gevonden die hardeschijven tot twee ordes van grootte sneller kan maken. Bits worden gemanipuleerd met behulp van een laser.

Hardeschijfkop met gepolariseerde laser Hoewel de capaciteit van harde schijven explosief groeit en inmiddels boven de 1TB ligt, kent de snelheid een veel lager groeitempo. De techniek met de magnetische schrijfkoppen heeft moeite de eisen van de consumenten bij te houden, maar volgens onderzoekers van de Radboud Universiteit kunnen de bits ook weggeschreven worden door een gepolariseerde laserbundel. Afhankelijk van de polarisatierichting van de bundel wordt een 1 of een 0 geschreven. De onderzoekers konden iedere 40 femtoseconden een bit wegschrijven, wat ongeveer honderd keer zo vaak is als met een magnetische schrijfkop mogelijk is.

Op dit moment is het door de laser gemanipuleerde oppervlak nog veel groter dan met magneettechnieken mogelijk is, namelijk vijf micron in diameter. Doctoraalkandidaat Daniel Stanciu denkt echter dat dat oppervlak met meer onderzoek verkleind kan worden naar een diameter van slechts tien nanometer. De Nijmeegse universiteit steekt andere onderzoekersinstellingen de loef af met hun doorbraak: hun legering van ijzer, kobalt en gadolinium is de eerste samenstelling die door gepolariseerd licht gemagnetiseerd kan worden. De volgende horde wordt het zoeken naar een betaalbare laser die pulsen kan sturen die kort genoeg duren, zodat niet per ongeluk meerdere bits tegelijk op dezelfde waarde worden gezet. De gezochte pulslengte is minder dan honderd femtoseconde.

Reacties (127)

127

117

Wijzig sortering

grunnsat 1 juli 2007 15:29

De grote bottleneck bij alle schijven vormt de verplaatsing van de koppen. Een gemiddelde random I/O van een schijf kost 5ms, ofwel de schijf kan 200 van dergelijke I/O's per seconde verrichten. Een typisch voorbeeld van zo'n I/O is het lezen van een database block van 8kB, en dat betekent dus dat zo'n schijf bij database operaties niet meer dan 200 x 8 = 1600kB/sec = 1,6MB/sec kan lezen. Bij sequential access waarbij de koppen nauwelijks bewegen en grote hoeveelheden data achter elkaar ingelezen worden kan zo'n schijf makkelijk 80MB/sec leveren, ofwel een factor 50 meer.

Het opvoeren van het toerental van de schijven heeft nauwelijks invloed op het bovenstaande. Daarbij komt dat al geprobeerd is om het maximale toerental van moderne SCSI schijven van het huidige 15.000rpm naar 20.000rpm te brengen, maar dat bleek technisch niet mogelijk.

De vraag of deze lasertechniek toepasbaar zal zijn is m.i. meer afhankelijk van de vraag of men in staat zal zijn heel lichte lees- en schrijfkoppen te maken, en dat kon wel eens heel moeilijk worden. De zware laserkoppen maken CD/DVD lezers ook buitengewoon ongeschikt voor snel lees en schrijf werk.

Schijven zijn relatief zeer trage mechanische onderdelen en hebben in een moderne computer eigenlijk niets te zoeken, maar we hebben (nog) niets anders om onze data op te slaan. Persoonlijk hoop ik en verwacht ik dat de flashram technologie de rol van de schijven zal gaan overnemen, maar dan moet er noge een aantal jaren research gedaan worden

Verwijderd @Ali3nSt0rmz • 1 juli 2007 21:37

Leer lezen: er staat "een factor 50 meer" en niet "50 factoren meer".

Verwijderd 1 juli 2007 12:49

Hoeveel sneller moeten HD's dan nog worden om werkgeheugen overbodig te maken voor dagelijks gebruik?

Wanneer die even snel als ram wordt, dan heeft het een zeer groot voordeel dat het gegevens kan onthouden zelfs als er geen stroom meer op zit

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 22:44]

AntiPasta @Verwijderd • 1 juli 2007 14:30

Je gaat nog een beetje voorbij aan het feit dat het geheugen op een harde schijf niet direct adresseerbaar is door de processor, zoals RAM dat wel is. Hier is natuurlijk wat aan te doen (met een andere memory controller), maar een beetje RAM heb je altijd nodig.

_eXistenZ_ @AntiPasta • 1 juli 2007 18:28

Dit is natuurlijk voortgekomen uit het model dat ze eerst bedacht hadden, het piramidemodel zoals we deze nu kennen.

Confusion @Verwijderd • 1 juli 2007 20:47

Bij ieder nieuwsbericht over een nieuwe flash module met een capaciteit van 2ⁿ GB wordt het tegenovergestelde geroepen: hoeveel groter moeten flash modules nog worden om harde schijven overbodig te maken voor dagelijks gebruik?
Het antwoord is: ze zullen elkaars concurrent worden, waarbij flash het vanwege afmeting en afwezigheid van mechanische onderdelen uiteindelijk zal winnen.

humbug @Confusion • 2 juli 2007 10:51

Dat roept men al "jaren" maar nog steeds is er geen echte doorbraak. Pure Solid State disks zijn zelfs trager dan normale harddisks. "Uiteindelijk" kan dus nog wel heel lang duren. Zelfs tape is nog steeds grootschalig in gebruik.

Jeanpaul145 @Verwijderd • 1 juli 2007 13:39

Hoeveel sneller moeten HD's dan nog worden om werkgeheugen overbodig te maken...

Ongeveer even snel als werkgeheugen lijkt me, aangezien secundaire opslag uberhaupt is uitgevonden omdat ram te duur was om in grote hoeveelheden aan boord te hebben

jochemd @Jeanpaul145 • 1 juli 2007 13:55

We are therefore forced to recognize the possibility of constructing a hierarchy of memories, each of which has greater capacity than the preceding but which is less quickly accessible.

A. W. Burks e.a. 1946

Jeanpaul145 @jochemd • 1 juli 2007 14:22

Het is anders vandaag de dag nog steeds van toepassing.
Vandaar dat er anno 2007 nog steeds zulke hierarchien gebruikt worden

Kurgan @Jeanpaul145 • 1 juli 2007 21:38

Hoeveel sneller moeten HD's dan nog worden om werkgeheugen overbodig te maken

Stel dat je met een beetje leuke schijf/RAID array 100MB/s haalt. Met deze nieuwe techniek wordt dat, pak 'em beet, 50 x sneller. (Die 100x is voor mij eerst zien, dan geloven) Dan ben je dus maar een klein beetje langzamer dan PC5400 RAM. En dat is bij een voorzichtige inschatting....

Maar alles staat of valt met het ontwikkelen van een geschikte laser. Een puls van 100 femtoseconden is mogelijk, maar niet makkelijk. De kortste pulsen tot nu toe zijn in de orde van 5 femtoseconden, maar dan moet je je niet afvragen welke apparatuur daarvoor nodig was.

En wat ik me ook afvraag: hoe zit het met de warmteproductie van zo'n laser? Tot nu toe gaat er bij het opwekken van laserpulsen behoorlijk wat (ca. 70%) energie verloren als warmte. Maar als mijn HD daardoor 50x sneller wordt wil ik best een extra fannetje in mijn behuizing hangen...

Verwijderd @Kurgan • 2 juli 2007 02:10

Leuke RAID-array's komen flink + 100MB/s uit hoor..

Deze gozer heeft 8 150 Gig Raptors+ controllertje erin.. $_/-\o_$

mxcreep @Verwijderd • 2 juli 2007 20:50

Heb hier SAN units liggen met 24 x 15K 146Gb SAS erin en dual active controllers...dat schopt kont

[Reactie gewijzigd door mxcreep op 24 juli 2024 22:44]

humbug @Kurgan • 2 juli 2007 10:48

Tsja, maar uiteindelijk is werkgeheugen ook maar een tussenstap. Ik wil geheugen wat net zo snel is als mijn level 1 cache.....

Verwijderd @Verwijderd • 1 juli 2007 16:51

Vergeet niet dat een HD slechts 1 bit tegelijk kan lezen, en je werkgeheugen 64bit of nog meer.
Wil je met een HD uit kunnen komen zal die HD dus in dit geval al 64 keer sneller moeten zijn dan je werkgeheugen om de sequentieele lees snelheid te compenseren.

Kurgan @Verwijderd • 1 juli 2007 21:42

Mwah, kun je oplossen door meerdere lasers op één arm te plaatsen, of evt. één laser via een beamsplitter. Je zou zelfs af kunnen stappen van het huidige spiraalpatroon op een HD, en een vaste arm met een heleboel beamsplitters gebruiken zodat elke track zijn eigen lees/schrijfkop heeft. Geen bewegende arm = extreem lage seektimes! Zal wel duur worden, maar de mogelijkheid is er.

Jaco69 @Kurgan • 1 juli 2007 23:53

Hmm das best een goed idee. 1 lange chip met een paar honder lasers hoeft op het eind niet eens zo duur te zijn.

King4589 @Verwijderd • 1 juli 2007 20:19

of meerdere lijnen krijgen om de informatie over heen te sturen.

Verwijderd @King4589 • 1 juli 2007 23:08

Per lijn zou je dan een laser nodig hebben, en die kun je nooit direct 'naast elkaar' zetten om 64 bits tegelijk uit te lezen

Verwijderd @Verwijderd • 1 juli 2007 12:55

dan moet de seektimes natuurlijk ook flink opgeschroefd worden...

webkiller71 @Verwijderd • 1 juli 2007 15:29

Ik zou ze zelf flink verlagen...

AndreStarTrek @webkiller71 • 1 juli 2007 20:52

Volgens mij is opgeschroeven tweaken/beter/sneller maken. Dus dan klopt het wel wat hij zegt.

Praetor @AndreStarTrek • 1 juli 2007 21:21

Opschroeven betekent echt verhogen. Dat neemt natuurlijk niet weg dat iedereen wel snapt wat mariusjr bedoelt. De kleine correctieve reactie van webkiller71 is dan ook meteen de laatste in dit subthreadje die nog nut heeft.

Verwijderd @Praetor • 2 juli 2007 08:03

Vandale:
Opschroeven: 6. Synoniem: opporren

opporren: 3. aanzetten

aanzetten: 8. de sporen geven
sysnoniem: aansporen

Lijkt me toch echt: sneller maken in dit verband.

un1ty @Verwijderd • 1 juli 2007 18:02

wat dacht je van SSD's?
maar die zijn qua snelheid nog in ontwikkeling, maar daar zie ik wel een grotere toekomst in dan in schijven met platters

_Thanatos_ @Verwijderd • 2 juli 2007 14:27

Een harddisk gaat ook niet eeuwig mee. En RAM ook niet.

Jimbolino @_Thanatos_ • 2 juli 2007 14:38

Kingston geheugen (en de meeste andere merken) gaat anders een lifetime mee....

NomadTitan @Jimbolino • 2 juli 2007 15:45

Dat is de verwachte levensduur. 99 maanden, dus.

Verwijderd @Verwijderd • 1 juli 2007 14:38

de techniek omtrend ram geheugen zal in de toekomst niet stil staan dus zal de schrijfsnelheid van ram geheugen ook wel toenemen.

Verwijderd 1 juli 2007 13:08

Grappig eigenlijk. Je zou om redenen die ik niet kan onderbouwen maar wel zo "aanvoel" denken dat men eerder een techniek zou vinden om sneller data te "lezen" dan te "schrijven".

RAM zal denk ik niet vervangen worden hoor... ontwikkelingen op dit vlak staan ook niet stil.
Een HD moet vooral ook cost-effectief zijn.
RAM moet dat ook wel, maar mag voor de aangeboden hoeveelheid geheugen relatief al een stuk duurder zijn.

BlackRageNL 1 juli 2007 13:32

SSD's hebben geen bewegende delen, integen stelling tot deze HDD's met bewegende delen. daarom is een SSD alleen al veel geschikter voor een laptop en een HTCP

Plofkotje 1 juli 2007 13:34

Dit doet mij erg denken aan bijvoorbeeld Minidisc, waarmee je met een laser ook de disc magnetiseerd..

Mime X 1 juli 2007 15:29

"De gezochte pulsslengte is minder dan 100 femtoseconde"

Hmm dat is dus een laser die meer dan 1/100*10^-15 = 10 TeraHertz loopt te klapperen. Als we die hadden, hadden we ook al lang TeraBit verbingen door 1 vezel (met één kleur/golflengte dus).

dcm360

@Mime X • 1 juli 2007 18:18

Alleen zitten de platters van een HD ietsje dichter op de lees/schrijfkop dan de afstand tussen 2 computers. Dus zijn er voor een netwerkverbinding over glasvezel iets sterker pulsen nodig dan in je HD.

Auteur

Grrrrrene

@Mime X • 1 juli 2007 23:54

Die laser zal er blijkbaar wel zijn, maar is niet betaalbaar om in serieproductie genomen te worden en in HDD's ingebouwd te worden. Snappie?

In een lab kun je leuk bits veranderen met 10THz met een opstelling van 25k euro ofzo, maar geen consument die zoiets uitgeeft aan een hardeschijf, hoe snel die ook kan schrijven.

Verwijderd 1 juli 2007 19:56

Hoeveel sneller moeten HD's dan nog worden om werkgeheugen overbodig te maken voor dagelijks gebruik? Wanneer die even snel als ram wordt, dan heeft het een zeer groot voordeel dat het gegevens kan onthouden zelfs als er geen stroom meer op zit

Factor 10.000 omdat je met seektimes zit en je deze verschrikkelijk laag moet maken eer je in de 'buurt'wilt komen van normaal 133 MHz SDram geheugen.

Het kan ook nog een probleem zijn 'hoe' je de laser moet positioneren. Dat is seektime en als dat omlaag kan zullen we indedaad veel gaan merken en ik sta te wachten op de game die binnen 5 seconden een compleet level inlaad.
Ik sta te wachten op de techniek dat ik niet meer lang hoef te wachten als ik 64 GB overtank (geen illegale content, jammer jongens

).

Ik heb ooit voor de gein een ramdisk aagemaakt onder XP even geleden en deze was 1,5 gig groot en deze ging ik defragmenteren. ik meende iets van 2 a 3 seconden en het was klaar. Dus qua snelheid komt deze techniek in de buurt van RAM, maar qua seektimes is dat 'mechanisch' niet mogelijk dus helaas,

Verwijderd @Verwijderd • 2 juli 2007 02:01

Je hoeft niet langer te wachten. Pong(ook een game toch?) kan tegenwoordig binnen 5 seconden geladen worden.

masser120 1 juli 2007 22:05

Sequential readspeed:
(1/(40*10^-15))/8/1024/1024/1024 = 2910 GB per seconde...

Mmm...

Auredium 2 juli 2007 07:53

Natuurlijk is dit een goede vinding.
SSD's hebben een nog veel snellere accesstime, maar gezien de ontwikkelingsstaiums en problemen zoals herbruikbaarheid en formaat denk ik dat de vinding van HDD met lasertechnologie een sterke combinatie is. Snellere schijven met een groot mogelijk formaat. Desondanks blijf ik de voorkeur geven aan een SSD toekomst voor harde schijven.

Persoonlijk gesproken hekeld mij de mechnische onderdelen van de traditionele HDD's. Laser neemt dit ten dele weg, maar laat nopgsteeds een hoop mechanische onderdelen over. De problemen met huidige SSD's zullen in de toekomst wel succesvol worden verholpen en dan hebben we stille harde schijven zonder mechanische pericelen.

QinX 1 juli 2007 13:16

Dus SSD's zijn nu alweer overbodig?

Daar valt dan ook niet meer mee te concurreren als dit een feit wordt voor de SSD's.

Verwijderd @QinX • 1 juli 2007 13:28

Ten eerste is hier iets theoretisch aangetoont. Voordat dat massa-productierijp is, zijn we een hele tijd verder.
En ten tweede heeft dit systeem wel degelijk bewegende delen en heeft daardoor weer dezelfde problemen als conventionele HDD's.

Dus ik denk dat SSD's op een ander marktsegment zitten en dus geen directe concurenten van elkaar worden.

Theraven1982 @QinX • 1 juli 2007 13:31

SSDs zijn niet overbodig denk ik. Ik denk eerlijk gezegd ook niet dat dit veel nut heeft. Ze verwachtten dat het in ongeveer 10 jaar commercieel beschikbaar zal zijn... en dat is een lange tijd.
Bovendien kan op deze manier misschien wel snel sequentieel geschreven worden, maar je blijft vasthouden aan een mechanische manier van zoeken: zoals ik het begrepen heb, blijven ze met een bewegende kop zitten.
Sequentieel lezen/schrijven gaat nu ook redelijk rap: ik denk dat de traagheid van HD's komen door zoektijden: als je op 7200 rpm nogsteeds 5 ms moet wachten tot de gevraagde sector onder de kop verschijnt, blijf je een bottleneck hebben. Je verplaatst het alleen

Verwijderd @QinX • 1 juli 2007 13:53

Met een beetje geluk vinden ze een manier om de laser te positioneren op het oppervlak zonder gebruik van een een bewegende schrijfarm en draaiende schrijf.
In dat geval wordt het zelfs een SSD!

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Lees meer

Reacties (127)

Sorteer op:

Weergave: