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Helium-Festplatte: Eine Festplatte, die in einer Heliumumgebung ausgeführt wird, hat viele Vorteile gegenüber einer Festplatte, die in der Luft ausgeführt wird.
Warum Helium?
Helium hat die niedrigste Dichte und niedrigste spezifische Wärme aller nicht brennbaren Substanzen. Diese beiden Eigenschaften machen Helium zum Gas der Wahl für viele Spezialanwendungen. Sie wird hauptsächlich als Kühlmittel in Magnetresonanztomographen (MRT) eingesetzt. Diese Nutzung hat zu einer starken Nachfrage nach einem Erdgasnebenprodukt geführt, das in wenigen Teilen der Welt unter ungewöhnlichen geologischen Bedingungen hergestellt werden kann.
Jetzt könnte eine andere Verwendung beginnen, dieses Edelgas noch schneller zu verbrauchen. Western Digital hat die erste Computerfestplatte hergestellt, die in einer Heliumatmosphäre versiegelt ist. Das Laufwerk wurde für den Einsatz in Rechenzentren entwickelt, in denen Hunderte oder Tausende von Computern betrieben werden.
Warum Helium? Helium hat nur 1/7 der Luftdichte. Dieser abgedichtete Heliumantrieb erzeugt weniger Luftverwirbelungen, was wiederum den Stromverbrauch senkt, weniger Wärme erzeugt, weniger Vibrationen erzeugt, weniger Geräusche erzeugt, eine größere Antriebsleistung ermöglicht und zu wesentlich geringeren Gesamtbetriebskosten führt. Die Herstellung der Laufwerke ist teuer, aber diese Kosten werden durch Energieeinsparungen und Leistungssteigerungen eingespart.
Verwendung von Helium: Relative Mengen an Helium, die in den USA für verschiedene Zwecke verbraucht werden. Wie passt der Verbrauch von Helium für Festplatten in diesen Mix? Diagramm unter Verwendung von Daten aus USGS.
Niedrigere Turbulenzen
Durch die geringere Dichte von Helium im Vergleich zu Luft dreht sich der Antrieb mit weniger Turbulenzen. Die geringere Turbulenz ermöglicht es dem Motor, den Antrieb mit einer Energieeinsparung von 23% zu drehen. Aufgrund des niedrigeren Turbulenzniveaus können sieben statt fünf Platten in einem 1-Zoll-hohen Laufwerk betrieben werden. Dies erhöht die Speicherkapazität des Laufwerks um 50 Prozent - von 4 TB auf 6 TB - und erhöht die Speicherkapazität eines Servers und dessen Gewicht pro TB.
Weniger Lärm
Das geringere Maß an Luftverwirbelungen im Inneren des Laufwerks verringert die Vibrationen, die von den sich drehenden Platten erzeugt werden. Es wurde festgestellt, dass der niedrigere Vibrationspegel die Geräuschentwicklung des Laufwerks um etwa 30% verringert.
Weniger Hitze
Durch die geringere Turbulenz im Antrieb entsteht weniger Reibung zwischen den Luftmolekülen. Auf diese Weise kann das Laufwerk bei einer Temperatur betrieben werden, die innerhalb des Laufwerks etwa 4 Grad Celsius kühler ist. Dies bedeutet, dass das Laufwerk weniger Wärme in das Rechenzentrum abgibt und weniger Klimaanlagen benötigt. Auf diese Weise können Sie auf andere Weise Strom sparen.
Die Fugitive Gas Challenge
Die Herstellung einer in einer Heliumumgebung versiegelten Festplatte war eine enorme Herausforderung. Warum? Heliumatome sind so klein, dass sie fast jedes Material durchdringen können. Die Herstellung eines Gehäuses, das über einen langen Zeitraum Helium enthält, war der schwierigste Teil bei der Herstellung des Laufwerks - und der Grund, warum Helium-Laufwerke vor langer Zeit nicht in Betrieb genommen wurden.
Das dicht verschlossene Gehäuse bietet noch einige weitere Vorteile. Feuchtigkeit, Staub und andere Verunreinigungen werden ferngehalten. Dies soll die Ausfallraten der Antriebe senken und die durchschnittliche Lebenserwartung des Heliumantriebs erhöhen.
Die Helium-Festplatte ist ein Beispiel dafür, wie die Verwendung spezieller Materialien besondere Herausforderungen schafft, aber zu außergewöhnlichen Einsparungen führen kann.
Eine Kopie der Produktankündigung von Western Digital (HGST) erhalten Sie hier.
Verfasser: Hobart M. King, Ph.D.