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Festplatten-Forschung: Dicke der Beschichtung sinkt unter 1 Nanometer


Die Bausteine für immer höhere Festplattenkapazitäten sind den Herstellern lange bekannt: Helium-Füllung, SMR-Aufzeichnung und energieunterstützte Aufzeichnung sind Standar. In der Entwicklung sind mittels Lithografie geordnetes Magnetmaterial, später kommt eventuell Heated-Dot Magnetic Recording (HDMR), bei dem einzelne Magnete in Reihe einen Track darstellen.

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Eine entscheidende Rolle für die Steigerung spielt auch der Abstand des Schreibkopfs zur Magnetschicht. Je geringer dieser ausfällt, desto geringer kann auch das Magnetfeld sein, mit dem der Schreibkopf arbeitet, die Leseköpfe bekommen bessere Signale. An der Flughöhe über den Scheiben aber lässt sich kaum noch etwas verbessern: Bereits heute schweben diese gerade einmal noch 1 bis 2 Nanometer über den Scheiben, die mit bis zu 7200 Umdrehungen pro Minute rotieren.

Doch aktuelle Beschichtungen sind rund 2,5 Nanometer dick, der Abstand der Köpfe zum Magnetmaterial liegt damit bei 3,5 bis 4,5 Nanometer. Diesen Abstand möchten nun Forscher der National University of Singapore mit einem neuen Verfahren verkleinern.

Ein internationales Forscherteam um Hongji Zhang und Artem K. Grebenko stellt in der Fachzeitschrift Advanced Materials eine neue Schutzbeschichtung für Festplatten vor. Sie nennen das Material MAC – monolagiger amorpher Kohlenstoff. Die Schicht ist nur 0,8 Nanometer dick und damit nur etwa ein Drittel so dick wie bei der heute üblichen 2,5 Nanometer starken Beschichtungen aus diamantartigem Kohlenstoff.

Die Forscher züchteten MAC direkt auf kommerziellen 2,5-Zoll-Festplattenmedien. Der Prozess nutzt eine Kombination aus Laser und Plasma bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen von rund 300 Grad Celsius. Das Verfahren beschädigt weder die magnetische Aufzeichnungsschicht noch die Oberflächenstruktur der Scheiben. Die Rauheit vor und nach dem Beschichten bleibe praktisch identisch und auch die magnetischen Domänen bleiben intakt.

Trotz ihrer geringen Dicke schützt die MAC-Schicht den Angaben zufolge ebenso gut vor Korrosion wie herkömmliche Beschichtungen. In elektrochemischen Tests erreichte sie einen Korrosionsschutz von 82,7 Prozent. Dieser Wert entspricht dem einer 2,5 Nanometer dicken kommerziellen Schutzschicht.

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Besonders relevant ist die Thermostabilität für künftige Speichertechnologien. Bei der wärmeunterstützten magnetischen Aufzeichnung (HAMR) erhitzen Laser die Magnetbits auf etwa 450 Grad Celsius, um sie einfacher beschreiben zu können. Die MAC-Schicht überstand Laserbestrahlung unter HAMR-ähnlichen Bedingungen ohne messbare strukturelle Veränderungen. Der Herstellungsprozess erfüllt nach Angaben der Forscher wichtige Anforderungen für eine industrielle Umsetzung. Er lasse sich mindestens auf bis zu 4 Zoll große Scheiben skalieren und ist mit beidseitiger Beschichtung kompatibel. Die Wachstumszeit liegt derzeit im Minutenbereich. Die Forscher sehen Optimierungspotenzial, um diese Zeit weiter zu verkürzen.

Eine dünnere Schutzschicht ist notwendig, aber nicht hinreichend für höhere Kapazitäten, sagte ein Entwickler eines Festplattenherstellers auf Nachfrage. Für höhere Speicherdichten müssten alle Faktoren skalieren: Schreibkopf-Dimensionen, der TMR-Sensor fürs Auslesen, die Korngrößen und andere Faktoren in den Medien und eben auch der Abstand zwischen den Kopfelementen und der Magnetbeschichtung auf der Disk. Nur in letzteres geht die Dicke der Kohlenstoffbeschichtung ein.

Ob sich MAC in der Massenproduktion bewährt, müssen allerdings noch umfangreiche Tests zeigen. Besonders die Langzeitstabilität unter realen Betriebsbedingungen und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bleiben offene Fragen. Die Grundlagenforschung ist vielversprechend, der Weg zur Serienproduktion aber noch weit.


(ll)



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Mission Mondnacht: Startup plant günstige Energieerzeugung auf dem Erdtrabanten


In der Dunkelheit des Weltraums ist Energie die wertvollste Währung. In der Nähe der Sonne ist Photovoltaik der Standard. Solarpanele stoßen bei Langzeitmissionen im tiefen All oder während der zweiwöchigen Mondnacht aber an ihre physikalischen Grenzen. Das lettische Startup Deep Space Energy schickt sich nun an, diese Lücke durch einen alternative Energiequelle zu schließen und die europäische Raumfahrt unabhängiger und effizienter zu machen: Mit dem Abschluss einer Pre-Seed-Finanzierungsrunde in Höhe von 350.000 Euro sowie weiteren 580.000 Euro aus öffentlichen Aufträgen und Zuschüssen der Europäischen Weltraumorganisation ESA, der NATO und der lettischen Regierung rückt die Kommerzialisierung neuartiger Radionuklidbatterien in greifbare Nähe.

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Herzstück der Innovation ist ein Generator, der auf dem natürlichen Zerfall von Radioisotopen basiert. Das sind Materialien, die als Nebenprodukt in zivilen Kernreaktoren anfallen und durch ihren Zerfall Wärme abgeben. Herkömmliche thermoelektrische Radioisotopengeneratoren (RTGs) werden schon seit Jahrzehnten in der Raumfahrt eingesetzt. Die Lösung von Deep Space Energy verspricht hier eine hohe Effizienzsteigerung. Laut Firmengründer Mihails Ščepanskis benötigt ihr System für die gleiche elektrische Leistung fünfmal weniger Brennstoff als aktuelle Standardmodelle.

In Zahlen ausgedrückt bedeutet das: Für den Betrieb eines Mondrovers würden lediglich zwei Kilogramm Americium-241 ausreichen, einem künstlichen und hochradioaktiven Aktinoid, das primär durch den Zerfall von Plutonium-241 in Kernbrennstoffen entsteht. Klassische Systeme verschlingen rund zehn Kilogramm der kostbaren Substanz.

Diese Effizienz ist mehr als eine technische Spielerei. Deep Space Energy sieht sie als Schlüssel zur europäischen Souveränität im All. Die weltweiten Produktionskapazitäten für Americium-241 sind stark begrenzt und werden erst Mitte der 2030er Jahre ein Niveau erreichen, das großflächige Missionen erlaubt. Durch den reduzierten Bedarf könnten europäische Missionen zum Mond oder in den tiefen Weltraum fünf Jahre früher starten als bisher geplant. Angesichts der Transportkosten von bis zu einer Million Euro pro Kilogramm Nutzlast auf die Mondoberfläche verspricht die Gewichtsreduzierung zudem Einsparungen in dreistelliger Millionenhöhe.

Über die wissenschaftliche Exploration hinaus zielt Deep Space Energy auf den strategisch wichtigen Verteidigungssektor ab. Das Startup betont zwar, dass seine Generatoren nicht für Waffensysteme konzipiert sind. Doch ihre Rolle als Backup-Energiequelle für militärische Satelliten ist bedeutsam. In hohen Umlaufbahnen wie dem Geostationären Orbit (GEO) sichern solche Batterien die Redundanz kritischer Aufklärungs- und Frühwarnsysteme. Sie machen Satelliten immun gegen Angriffe, die auf die Zerstörung von Solarpaneelen abzielen. Zudem gewährleisten sie den Betrieb auch in Phasen ohne direkte Sonneneinstrahlung.

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Ščepanskis verweist auf die geopolitischen Lehren der jüngeren Vergangenheit: Der Ukraine-Krieg habe verdeutlicht, wie fatal die Abhängigkeit von US-Satellitennetzwerken wie Starlink sein könne, wenn der Informationsfluss unterbrochen würde. Eine eigene, robuste Energieversorgung für europäische Aufklärungssatelliten sei daher eine Grundvoraussetzung für eine eigenständige Sicherheitsarchitektur. Das Baltikum positioniert sich dabei zunehmend als Innovationshub für solche kritischen Technologien. Deep Space Energy etwa nimmt als erstes lettisches Unternehmen im NATO-Diana-Programm für Wirtschaftskooperationen eine Vorreiterrolle ein.

Langfristig sieht das Unternehmen sein Hauptfeld in der aufstrebenden Mondökonomie. Für Programme wie Artemis oder das Moon Village ist das Überleben der Technik während der extremen Mondnacht – mit Temperaturen von minus 150 Grad Celsius und einer Dauer von über 350 Stunden – die größte Hürde. Die Technologie aus Lettland könnte Rovern und Stationen erlauben, über mehrere Tag-Nacht-Zyklen hinweg aktiv zu bleiben und so die Erforschung permanent beschatteter Krater ermöglichen.


(nie)



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PCIe 6.0: Micron startet die Massenfertigung der ersten SSD


Micron startet mit der Produktion der SSD 9650, der ersten SSD mit PCIe 6.0. Damit kehrt sich die Richtung um: Während bei früheren PCIe-Versionen immer zuerst die Mainboards kamen und später die SSDs, kommt die Micron 9650 lange vor den Boards auf den Markt.

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Micron bewirbt die 9650 mit durchaus beeindruckenden Werten für einen Erstling einer neuen PCIe-Generation. 28 GByte/s soll die SSD beim Lesen schaffen, beim Schreiben sind es 14 GByte/s – servertypisch deutlich weniger, solche SSDs arbeiten ohne den bei Client-SSDs üblichen SLC-Cache. Auch bei im Serverbereich deutlich wichtigeren Zugriffen auf zufällige Adressen soll die SSD neue Spitzenwerte liefern, 5,5 Millionen IOPS beim Lesen stehen 900.000 IOPS beim Schreiben gegenüber.

Die 9650 kommt in zwei Bauformen, nämlich den EDSFF-Varianten E1.S und E3.S, dazu gesellen sich wie bei Micron üblich Pro- und Max-Versionen. Letztere haben etwas weniger Speicherplatz, weil Micron in der Firmware mehr Speicher für das Overprovisioning reserviert und damit auch eine höhere Schreiblast verspricht. Die Kapazitäten reichen von 6,4 beziehungsweise 7,68 TByte bis hin zu 25,6 beziehungsweise 30,72 TByte; die Endurance der Max-Varianten liegt jeweils beim 2,5-fachen der Pro-Modelle bei zufälliger Belastung.

Zu exakten Terminen oder Preisen hat Micron noch keine Informationen herausgegeben.

Im Desktop-Bereich wird es noch einige Jahre dauern, bis PCIe 6.0 interessant wird. Der Chef des Controller-Herstellers Silicon Motion, Wallace C. Kou, hatte im Sommer 2025 bei AMD und Intel kein Interesse feststellen können.

In die Rechenzentren aber könnten in diesem Jahr die ersten Rechner mit PCI Express 6.0 Einzug halten. AMD arbeitet an den Epyc-Kernen Zen 6, Intel am Xeon 7 alias Diamond Rapids. Andere Hardware ist aber schon verfügbar: Nvidias ConnectX-8 SuperNICs, Broadcoms PCIe-Switch-Chips der Serie Atlas 3 PEX90144 und Marvells PCIe-Retimer-Chips der Baureihe Alaska P beherrschen bereits PCIe 6.0. Auch Diodes hat Switches und Retimer für PCIe 6.0 im Angebot.


(ll)



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Tisch als Tastatur und Touchpad: Was taugt Metas futuristische Eingabemethode?


Die Oberflächen-Tastatur ist eine neue Funktion, die mit Horizon OS 85 eingeführt wurde. Sie wird derzeit schrittweise für Nutzer freigeschaltet. Laut den Versionshinweisen wird ausschließlich Meta Quest 3 unterstützt. Quest 3S sowie ältere Headsets bleiben vorerst außen vor.

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Da es sich um eine experimentelle Funktion handelt, müssen Sie sie in den Einstellungen unter „Experimentell“ zunächst aktivieren. Danach lässt sie sich unter „Geräte“ einrichten, allerdings nur mit der englischen Lokalisierung des Betriebssystems.

Um die Oberflächen-Tastatur zu nutzen, müssen Sie die Hände flach auf die gewünschte Oberfläche legen. Nach einem kurzen Scanvorgang erscheinen die flachen Umrisse von Tastatur und Touchpad auf dem Tisch (siehe Video unten). Praktisch: Über eine digitale Griffleiste lässt sich die Position der Tastatur nachträglich anpassen. Das Touchpad können Sie auch links neben der Tastatur platzieren, es bleibt jedoch an diese gebunden und lässt sich nicht frei im Raum verschieben.

Die Oberflächen-Tastatur unterstützt Mehrfingereingaben sowie das gleichzeitige Drücken der Umschalttaste für Großschreibung. Aktivierte Tasten leuchten kurz auf und geben so ein visuelles Trefferfeedback. Das System erfasst die Umrisse der Hände und schneidet sie in Echtzeit aus der digitalen Projektion heraus, sodass die Hände sichtbar bleiben und die Tastatur realistisch verdecken.

Tempo und Genauigkeit der Eingabemethode liegen laut Meta bei etwa 37 Wörtern pro Minute und einer Fehlerrate von 3 Prozent. Damit liegt sie in etwa auf dem Niveau der Texteingabe auf einem Smartphone.

Bei unseren Tests erwies sich die Oberflächen-Tastatur als ausreichend gut, um kurze WhatsApp-Nachrichten zu verfassen oder Suchbegriffe im Browser einzugeben. Für diesen Beitrag machten wir mit der Tastatur Notizen, während wir die neue Funktion testeten.

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Für anspruchsvollere Aufgaben wie Textverarbeitung eignet sich die virtuelle Tastatur nur eingeschränkt. Das fehlende Tastenfeedback und die höhere Fehlerquote ermüden schnell. Zudem fehlen in der aktuellen Version wichtige Tasten, die man von physischen Tastaturen kennt, darunter die Pfeiltasten, Tabulator und nicht zuletzt Strg. Auch die Umlauttasten sucht man vergeblich, da aktuell nur ein englisches Tastaturlayout unterstützt wird.

Apropos fehlendes Tastenfeedback: Da man keine Tasten unter den Fingern spürt und die Fingerposition auf der glatten Oberfläche schwer einzuschätzen ist, fällt das Schreiben ohne Blick auf die Tasten deutlich schwerer. Deshalb blendet Meta direkt über der Tastatur ein Textfeld für die Eingaben ein. So bleiben Tastatur und Text gleichzeitig im Blick.

Technisch gesehen ist die Oberflächen-Tastatur eine kleine Meisterleistung: Sie verlässt sich ausschließlich auf optisches Hand-Tracking und ein neuronales Netz, das feinste Fingerbewegungen häufig selbst dann vorhersagen kann, wenn sich Finger gegenseitig verdecken und von den Kameras der Quest nur teilweise erfasst werden.

Das rein optische Funktionsprinzip bringt jedoch systembedingte Nachteile mit sich. Im Dunkeln lässt sich nicht schreiben, weil die Kameras die Hände nicht mehr erkennen. Und ist der Blickwinkel zu flach, etwa weil man sich weit zurücklehnt, arbeitet das System weniger zuverlässig.

Das virtuelle Touchpad unterstützt laut Meta Linksklick per Tippen, Ziehen per Doppeltipp mit anschließender Bewegung sowie vertikales und horizontales Scrollen mit Zeige- und Mittelfinger. In unserem Test zeigte sich, dass durch gleichzeitiges Tippen mit beiden Fingern auch ein Rechtsklick möglich ist, etwa um ein Kontextmenü zu öffnen. Kurioserweise wird das Klicken mit einem anderen Finger als dem Zeigefinger nicht unterstützt. In den Einstellungen lassen sich die Sensibilität des Touchpad-Trackings, die Scrollgeschwindigkeit und weitere Parameter anpassen.

In der Praxis gefiel uns das virtuelle Touchpad besser als die Touch-Tastatur, weil es sich vielseitiger nutzen lässt: Es eignet sich gut für die Systemnavigation sowie für Aufgaben wie Browsen und Multitasking, ohne dass man zu Controllern oder klassischem Handtracking greifen muss.

Metas Lösung kann eine physische Tastatur nicht ersetzen. Sie ist der bisherigen „Lufttastatur“ vieler VR-Brillen bei Schreibtempo und Haptik aber deutlich überlegen und führt zudem ein virtuelles Touchpad ein. Was heute noch wie ein Kuriosum wirkt, dürfte in einigen Jahren zu einer Standardfunktion von VR-Brillen werden.

Beim Funktionsumfang gibt es noch viel Luft nach oben. Meta hat jedoch bereits angedeutet, dass es nicht bei dieser ersten Version bleiben wird. Spannend wird sein, ob und wie Metas Neural Band diese Eingabemethode ergänzen wird: Es könnte die Haptik unterstützen und Tastatureingaben über muskuläre Signalerfassung präzisieren.

Zurückgehalten wird die Lösung von Metas VR-Betriebssystem, das noch immer wie ein Sammelsurium disparater Bedienkonzepte wirkt, die sich gegenseitig im Weg stehen, anstatt sich organisch zu ergänzen. Es bleibt abzuwarten, ob Meta dieses Problem mit Horizon OS 2 und der Verpflichtung von Apples UI-Designchef in den Griff bekommt.


(tobe)



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