IBM System Storage-Kompendium

des Wiederaufladens hat der Prozessor (CPU) keinen Zugriff
auf den DRAM. Deswegen arbeiten Computer mit DRAMs
oft langsamer als solche mit SRAMs. Die Speicherkapazität
der DRAMs liegt jedoch deutlich über den von SRAMs.
SRAM ist statisch. Das bedeutet, dass der Speicherinhalt
mittels Flipflops gespeichert wird und so nach dem Abruf
des Speicherinhalts erhalten bleibt. Dadurch ist der Stromverbrauch
sehr hoch, was aber zu einem schnellen Arbeiten
innerhalb des Speichers führt. Aufgrund seines hohen
Preises und des großen Stromverbrauchs wird SRAM nur
als Cache­ oder Pufferspeicher mit geringen Kapazitäten
verwendet (z. B. L1­, L2­ und L3­Cache von großen Rechner ­
systemen). Sein Inhalt ist flüchtig (volatile), d. h., die
ge speicherte Information geht bei Abschaltung der Betriebsspannung
verloren. In Kombination mit einer Pufferbatterie
kann aus dem statischen RAM eine spezielle Form von
nicht flüchtigen Speicher­NVRAM realisiert werden, da
SRAM­Zellen ohne Zugriffzyklen nur einen sehr geringen
Leistungsbedarf aufweisen und die Pufferbatterie über
mehrere Jahre den Dateninhalt im SRAM halten kann.
DRAM ist im Vergleich einfacher und langsamer. Lange Zeit
war im Computer­Bereich für den Arbeitsspeicher nur dieser
eine Speichertyp mit seinen verschiedenen Varianten bekannt.
Eine DRAM­Speicherzelle besteht aus einem Transistor und
einem Kondensator, der das eigentliche Speicherelement
ist. Die Informationen werden in Form des Ladezustands
eines Kondensators gespeichert. Dieser sehr einfache
Aufbau macht die Speicherzelle zwar sehr klein, allerdings
entlädt sich der Kondensator bei den kleinen möglichen
Kapazitäten durch die auftretenden Leckströme schnell, und
der Informationsinhalt geht verloren. Daher müssen die
Speicherzellen regelmäßig wieder aufgefrischt werden.
Im Vergleich zum SRAM ist DRAM wesentlich preiswerter.
Deshalb verwendet man DRAM vornehmlich für den Arbeitsspeicher
eines PCs.
Phase Change Memories (PCM) – Phasenwechselspeicher
Schon in den 1920er­Jahren wurde beobachtet, dass sich
die elektrische Leitfähigkeit durch eine Strukturänderung
an einem Chalkogenid verändert. In den 1950er­Jahren
erforschte man die Halbleitereigenschaften kristalliner und
amorpher Chalkogenide. In den 1960er­Jahren fing man an,
reversible phasenwechselnde Materialien auf ihre elek­
trischen und dann auch optischen Eigenschaften zu untersuchen.
Chalkogenide sind chemische Verbindungen aus einem
oder mehreren Chalkogen­Elementen wie Sauerstoff,
Schwefel, Selen und Tellur, die mit anderen Bindungspartnern
(wie Arsen, Germanium, Phosphor, Blei, Aluminium und
andere) Feststoffe mit ionischem oder kovalentem Charakter
bilden. Die Feststoffe treten meist kristallin auf.
1968 wurden erstmals Phase Change Memories als mögliches
Speichermedium in Betracht gezogen. Jedoch war zu
diesem Zeitpunkt die Technologie noch nicht so weit, um mit
anderen Speichermedien wie DRAM und SRAM mitzuhalten.
Die Chalkogenide wurden jedoch speziell in der optischen
Speicherung weiter erforscht und fanden mit der CD­/DVD­
RW ihren Markt. Dabei wird mit einem Laser ein Punkt auf
einer CD erhitzt, sodass dieser seinen Zustand ändert
(amorph zu kristallin und wieder zurück).
Erst als im Zuge dieser Entwicklungen Materialien entdeckt
wurden, die bezüglich Schreibzeiten und ­strömen in interessante
Regionen kamen, bekam auch die Phase­Change­
RAM­Entwicklung wieder Fahrt.
Beim Phase Change Memory wird das Chalkogenid im
Gegensatz zur optischen Anwendung mit einem Stromimpuls
zur Phasenänderung angeregt. Durch das Wechseln
des Zustands ändert sich der elektrische Widerstand. Dabei
kann zwischen zwei oder auch mehr Zuständen unterschieden
werden und damit noch mehr in einer Zelle gespeichert
werden.
1952 – 1961 1962 – 1974 1975 – 1993 1994 – 1998 1999 – 2005 2006 – 2010 Software Anhang 285