Al twee weken voordat de afdeling Elektrotechniek hem attendeerde op de NWO Vernieuwingsimpuls, las dr. ir. Leon Abelmann de aankondiging in het UT-Nieuws. 'Dat gaf me nuttige extra tijd om een goed voorstel te schrijven. Bij deze nog hartelijk dank.'
Vraag ze bij de Information Storage Technology Group niet om een wild idee te lanceren. Die leven er bij de Mesa+ groep meer dan genoeg. Dr. ir. Leon Abelmann liet de gelegenheid die NWO hem bood dan ook niet passeren. 'Samen met een vijftal andere groepen in de wereld werken we aan revolutionaire alternatieve concepten voor gangbare harddiscs. Bovendien hebben we met de meeste van hen goede contacten, dus we weten wat er speelt.' In 1999 deed Abelmann een KNAW fellowship bij het toonaangevende recordingcentrum van Carnegie Mellon in Pittsburg waarmee de groep regelmatig kennis uitwisselt.
Het harddisc idee van een draaiende schijf met arm plus leeskop dateert uit 1956. Op de IBM Ramac computer zocht een pneumatisch gestuurde arm de vele databestanden op het vaste geheugen af. Behalve voor de aansturing zorgde de luchtdruk onder de leeskop ervoor dat deze boven de schijven zweefde waaruit het vijf Megabyte grote interne geheugen van de computer was opgebouwd. De Ramac paste in een stevige klerenkast. Sindsdien is de miniaturisatie weliswaar radicaal doorgevoerd maar is het zoekconcept nagenoeg hetzelfde gebleven.
Maar miniaturisatie kent zijn grenzen. 'Op een dag' - waarschijnlijk ergens in 2003 - zal het niet meer aantrekkelijk zijn om snellere processoren te kopen omdat de harddiscs de benodigde data niet snel genoeg meer kunnen vinden. De snelheid van de computer wordt dan beknot door de wachttijd van de harddiscs. Die worden nog wel steeds sneller. Ze draaien inmiddels op een topsnelheid van 15000 toeren per minuut. Abelmann: 'Stel dat een 3,5 inch disc 60000 toeren per minuut draait, dan gaat de buitenkant van de schijf door de geluidsbarrière en hoor je misschien wel een knal. Lastig natuurlijk. Maar het echte probleem zijn de lagers die dergelijke snelheden op moeten kunnen vangen.'
Basisidee
Het basisidee bij de Storage Group is het parallel gebruiken van meerdere armpjes met leeskoppen die een vlak oppervlak kunnen scannen. Micromotortjes moeten de plaat over een array van bijvoorbeeld honderd leeskopjes kunnen bewegen. De motortjes hoeven de plaat daarbij maar 100 micrometer te kunnen verplaatsen, maar het liefst wel zo snel mogelijk. Abelmann: 'Bij Mesa+ hebben we al een MicroWalker die over een oppervlak kan lopen met eensnelheid van een millimeter per seconde. Dat lijkt langzaam maar vergeleken met zijn afmetingen van ongeveer 150 micrometer is dat heel snel. Omgerekend naar de mens is dat 14 meter per seconde.'
Het onderzoek bij Mesa+ lijkt op dat van IBM in Zürich waar een prototype met 1000 kopjes reeds werkt. Waar IBM uitgaat van dataopslag door het branden van gaatjes in polymeren, werkt de Mesa+ groep met magnetische recording. Abelmann: 'Voor het uitlezen is dan geen contact nodig waardoor er geen slijtage optreedt. Bovendien is magnetische opslag een geaccepteerde techniek, dus dat hoeft toepassingen niet in de weg te staan. Wel moet de resolutie van het opslagmedium nog hoger. Die moet in de buurt komen van de datadichtheid van gangbare harddiscs.'
Twee fronten
Het onderzoek naar de revolutionaire micro lees- en schrijfkoppen - die in feite functioneren als een soort opslagrobotjes die data zoeken en lezen - vindt bij Mesa+ plaats op twee fronten. Het eerste richt zich op de snelle micromotor en het seriematig kunnen fabriceren van armpjes in silicium. Het tweede is het communicatie-aspect: volgens welk principe kunnen de motortjes het best aangestuurd worden zodat de leeskopjes precies uitkomen boven de gewenste data?
Abelmann: 'Als dit allemaal lukt, dan is een eind gemaakt aan de traditionele harddisc. Maar het kan zijn dat we op grenzen stuiten van gewenste snelheid en data opslagdichtheid. Toch zal er in de toekomst zeker een nichemarkt voor dergelijke aflees-apparatuur ontstaan. Stel je maar een telefoon voor waarin op een dun plaatje met lengte en breedte van een centimeter tien gigabyte permanent geheugen zit. Daar kun je zonder problemen alle gesprekken van een jaar op zetten.'
