Technologiepreis - Technology Award 2005

Prof. Dr. Hisashi Kobayashi	Dr. François Dolivo	Dr. Evangelos S. Eleftheriou

Curriculum vitae of Prof. Dr. Hisashi Kobayashi  

13.06.1938	Born in Tokyo, Japan.
1957-1961	Bachelor of Engineering in Electrical Engineering, University of Tokyo.
1961-1963	Master of Engineering in Electrical Engineering, University of Tokyo.
1963-1965	Engineer at Toshiba Co., Kawasaki, Japan.
1965-1967	Ph. D. in Electrical Engineering, Princeton University.
1967-1970	Research Staff Member, IBM Research Center, Yorktown Heights, NY.
1969-1970	Visiting Assistant Professor of System Science, UCLA.
1971-1973	Manager, Systems Measurement & Modeling, IBM Research Center.
1974-1980	Senior Manager, Systems Analysis and Algorithms, IBM Research Center.
1974	Visiting Professor, University of Hawaii.
1975	Visiting Professor, Stanford University.
1979-1980	Visiting Professor, T.H. Darmstadt.
1980	International Professor of Computer Science, University of Brussels.
1981-1982	Department Manager, VLSI Design, IBM Research Center.
1982-1986	Director, IBM Japan Science Institute (now IBM Tokyo Laboratory).
Since 1986	Sherman Fairchild University Professor, Princeton University.
1986-1991	Dean, School of Engineering & Applied Science, Princeton University.
1991-1992	NEC Chair for Computer & Communication, University of Tokyo.
1998-1999	BC ASI Visiting Fellow, University of Victoria, Canada.
Recognitions and Awards
1970	IBM Invention Achievement Award.
1973	IBM Invention Achievement Award.
1974	IBM Outstanding Contribution Award.
1976	Fellow of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
1979	Senior US Scientist Award, Alexander von Humboldt Foundation.
1980	Silver Core Award, International Federation of Information Processing.
1984	IBM Japan Outstanding Contribution Award.
1992	Elected to the Engineering Academy of Japan.
2005	Fellow of the Institute of Electronic, Information and Communication Engineers (IEICE) of Japan.

Curriculum vitae of Dr. François Dolivo  

17.04.1946	Born in Lausanne, Switzerland.
1964-1969	Study in Electrical Engineering, Swiss Federal Institute of Technology, Lausanne, Switzerland.
1969	Diploma in Electrical Engineering, Swiss Federal Institute of Technology, Lausanne, Switzerland.
1969-1974	Study in Computer, Information, and Control Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, U.S.A.
1972	M.S.E. degree in Computer, Information, and Control Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, U.S.A.
1974	Ph. D. in Computer, Information, and Control Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, U.S.A.
1974-1983	Research Staff Member in digital signal processing, IBM Research Division, Zurich Research Laboratory, Rueschlikon, Switzerland.
1983-1993	Manager of Magnetic Recording group, IBM Research Division, Zurich Research Laboratory, Rueschlikon, Switzerland.
1993-1996	Research Staff Member in wireless communications and mobile computing, IBM Research Division, Zurich Research Laboratory, Rueschlikon, Switzerland.
Since 1996	Manager of the Pervasive Computing group, IBM Research Division, Zurich Research Laboratory, Rueschlikon, Switzerland.
Recognitions and Awards
1984	IBM Outstanding Innovation Award, Partial-Response with Maximum Likelihood (PRML) Magnetic Recording Channel.
1990	IBM Supplemental Outstanding Innovation Award, PRML Magnetic Recording Channel.
1994	a) IBM Corporate Award for PRML data channels for disk drives.
	b) PC Magazine 1994 Award for Technical Excellence, IBM s PRML and magnetoresistive hard disk technology.
	c) IBM Research Division Award, SAMBA wireless LAN.
1997	Member of the IBM Academy of Technology.
1999	IBM Research Division Outstanding Contribution Award, IBM Java card.
2000	IEEE Third Millennium Medal.
2001	IEEE Fellow.
2005	IEEE Reynold B. Johnson Information Storage Award.
Dr. Dolivo helds 12 patents in the USA.

Curriculum vitae of Dr. Evangelos Eleftheriou  

15.02.1959	Born in Aliveri, Euboea, Greece.
1979	Bachelor of Science in Electrical Engineering, Patras University, Greece.
1981	Master of Engineering in Electrical Engineering, Carleton University, Ottawa, Canada.
1985	Ph. D. in Electrical Engineering, Carleton University, Ottawa, Canada.
1986	Research Staff Member, IBM Research Division, Zurich Research Laboratory, Rueschlikon, Switzerland.
1998	Manager of the ZRL Recording and Transmission Technologies Projects.
2004	Manager of the ZRL Storage Technologies Projects.
Recognitions and Awards
1989	IBM Outstanding Innovation Award.
1997	IBM Outstanding Technical Achievement Award.
1999	IBM Master Inventor.
2000	IBM Outstanding Innovation Award.
2001	Fellow of the Institute of Electrical Engineers (IEEE).
2003	Co-recipient of the IEEE Communications Society Leonard G. Abraham Prize Paper Award.
2005	a) IBM Outstanding Technical Achievement Award.
	b) IBM Fellow.
	c) Member of the IBM Academy of Technology.
Dr. Eleftheriou helds 25 patents in the USA.

 

Als Sekundärspeicher sind Festplatten unverzichtbare Bestandteile von Computersystemen vom kleinsten mobilen PC bis zum größten Server System um System- und Benutzerdaten und Programme sicher aufzubewahren, selbst wenn der Computer abgeschaltet wird. Festplatten setzen sich zunehmend auch in der Unterhaltungselektronik durch, wo immer massive Mengen von kostengünstigem, nichtflüchtigem Speicher benötigt werden, wie in digitalen Videorekordern, MP3 Players, Mobiltelefonen oder Digitalkameras. Speicherdichte und Datenraten der Plattenspeicher nahmen in den letzten Jahrzehnten in einem frappanten Maß zu, begleitet von einer dramatischen Abnahme der Kosten pro gespeicherter Informationseinheit. Ermöglicht wurde dies durch den stetigen technischen Fortschritt bei allen Systemkomponenten: Schreib- und Leseköpfe, Speichermedium, Mechanik und Elektronik. Als Teil der Elektronik eines Festplattenspeichers detektiert der so genannte Aufzeichnungskanal das vom Lesekopf erzeugte analoge Signal und wandelt dieses in eine Bitfolge um. Bei den hohen Speicherdichten und Datenraten moderner Plattenspeicher stellt die zuverlässige Detektion der Lesesignale extrem hohe Anforderungen, da diese üblicherweise extrem schwach, verzerrt und im Rauschen begraben sind, das vom magnetischen Medium, der Elektronik und den Nachbardaten herrührt. In den ursprünglichen Aufzeichnungskanälen von Festplattenspeichern wurde als Verfahren zur korrekten Erkennung der Bits im Lesesignal die so genannte Peak Detection Methode verwendet, ein einfaches Detektionsverfahren, das die Plattenspeicherindustrie während ihrer ersten drei Jahrzehnte erfolgreich einsetzte.

Hisashi Kobayashi war der erste, der in seinen Veröffentlichungen der Jahre 1970/71 zeigte, dass ein digitaler Magnetaufzeichnungskanal als theoretisches Äquivalent eines Partial-Response Basisband- Datenübertragungssystems betrachtet werden kann und vorschlug, den Viterbi Algorithmus zur Maximum-Likelihood Detektion der als Partial-Response Signal codierten Symbolsequenzen anzuwenden. Dieser nach seinem Erfinder Andrew Viterbi (Eduard Rhein Grundlagenpreisträger 1994) benannte dynamische Programmierungsalgorithmus war ursprünglich für die Decodierung von Faltungscodes entwickelt worden. Kobayashis Analyse zeigte, dass ein auf diesen Prinzipien basierter Detektor signifikante Vorteile gegenüber dem bit-weisen Peak Detection Verfahren aufweist.

Wie manch andere innovative Erkenntnis war auch Kobayashis Idee ihrer Zeit voraus: Sie wurde zunächst weder in der Industrie noch den Hochschulen weiter verfolgt, bis in der zweiten Hälfte der Siebzigerjahre François Dolivo systematisch mögliche Signalverarbeitungsverfahren für Festspeicherplatten untersuchte, einschließlich einem Verfahren, in dem das Lesesignal die Form eines Partial-Response Signals der Klasse IV (PRIV) annahm. Die Untersuchungen zeigten das Potential für signifikante Verbesserungen der Speicherdichte und führten zum Entschluss, die Technik in einem Prototyp zu verifizieren und zu demonstrieren. In den folgenden Jahren erfanden und entwickelten Dolivio und sein Team im IBM Forschungslaboratorium Zürich in Zusammenarbeit mit der Plattenspeicher-Entwicklungsorganisation in Rochester, MN alle notwendigen Elemente einer neuen Aufzeichnungstechnik, die sie Partial Response Maximum Likelihood Sequence Detection (PRML) nannten. Ihre Arbeiten gipfelten 1990 in der Ankündigung des ersten industriellen Festplattenspeicherprodukts mit dem neuen Aufzeichnungskanal. Die PRMLTechnik wurde rasch zum De-facto-Industriestandard; sie ermöglichte während vieler Jahre jährliche Zuwachsraten von 60% für die Speicherdichte und 40% für die Datenrate von Festplattenspeichern.

In der zweiten Hälfte der Neunzigerjahre erzwang der kontinuierliche Zuwachs der Speicherdichte und Datenrate eine Abkehr von der existierenden Aufzeichnungstechnik. Erfüllt wurden die neuen Erfordernisse vom Konzept des von Evangelos Eleftheriou entwickelten Noise-Predictive Maximum Likelihood (NPML) Detektionsverfahrens. Ausgangspunkt dieser Methode war die Beobachtung, dass das Rauschen im Lesesignal nicht- wie bis anhin angenommen vollkommen zufällig ist. Um diesen Effekt in Rechnung zu stellen, wurde in den Berechnungsalgorithmus des NPML-Detektors ein Prozess zur Vorhersage des Rauschens, d. h. zur Weißfärbung des Rauschsignals eingeführt. Die Kombination von NPML und zusätzlichen ausgeklügelten Signalverarbeitungs- und Codierungsverfahren ermöglichte weitere substantielle Verbesserungen der linearen Aufzeichnungsdichte. Die neue Architektur wurde im Jahr 2000 in IBM Plattenspeicherprodukte eingeführt. Heute stellt die NPML-Technik und ihre Varianten die in der Festplattenindustrie breit akzeptierte Aufzeichnungstechnik dar.

Mit der Verleihung des 2005 Technologiepreises an Hisashi Kobayashi, François Dolivo und Evangelos Eleftheriou ehrt die EDUARD-RHEIN-STIFTUNG drei Pioniere der magnetischen Datenaufzeichnungstechnik, deren Beiträge maßgeblich zum einzigartigen Fortschritt der Festplattenspeicher während der letzten Jahrzehnte beigetragen haben.
 
 

Dr. Sönke Mehrgardt, SODANA CONSULTING, Deisenhofen