IBM System Storage-Kompendium

Zudem seien deutlich mehr Lese­ und Schreibzyklen möglich
und die Bauelemente sind mit einem Querschnitt von
drei mal 20 Nanometer erheblich kleiner als die kleinsten
heute herstellbaren Flash­Speicher. „Sobald die Skalierbarkeit
von Flash endgültig an ihre Grenzen stößt, wird sich
eine neue Technik wie PCM durchsetzen“, ist Allenspach,
vom IBM Labor in Zürich, überzeugt. Dies könnte schon
bald möglich werden.
Heutige PCMs sind etwa 30 Mal schneller im Vergleich zu
Flash und bewegen sich im Bereich von 100 bis 200
Nanometer. Betrachtet man aber die schnelle Entwicklung
bzgl. Schreib­ und Lesegeschwindigkeit, eignet sich PCM
auch als Ersatz für heute übliches RAM. Mit PCM als Ersatz
von RAM würde das bisherige Booten von Computern
entfallen, allerdings könnten sich Sicherheitsprobleme
ergeben, da die PCMs nicht flüchtig sind (man könnte die
vertraulichen Daten im RAM wie z. B. Passwörter etc.
auslesen). Zudem hat PCM viel weniger Abnutzungserscheinungen,
wie sie etwa bei Flash durch den Verschleiß
der Oxidschicht am Floating Gate auftreten. PCM bietet
also eine lange Datenhaltbarkeit sowie einen nicht allzu
hohen Energieverbrauch beim Betrieb.
Millipede-Nano-Technologie
Mitte der 90er­Jahre wurde im IBM Grundlagenforschungslabor
in Rüschlikon das Projekt „Millipede“ gestartet. Das
Projekt hatte zum Ziel, Nano­Technologie und Nanospeicherarchitekturen
für die Datenspeicherung zu nutzen und in
Speichersubsysteme zu integrieren. Projektleiter in Rüschlikon
war der IBM Mitarbeiter Peter Vettinger und die technologisch
treibende Kraft war der IBMer und Nobelpreisträger
Gerd Binnig. Die Entwicklung von Millipede brachte IBM
viele neue Patente im Bereich der Nano­Technologie und
Nano­Mechanik ein und ergab viele neue Erkenntnisse über
Polymerstrukturen und die Möglichkeit, Kunststoffe als
Datenträger einzusetzen. Die Millipede­Entwicklung ist deshalb
für zukünftige Technologien von maßgeblicher Bedeutung.
Deshalb wurde das Projekt Millipede mit großem
finanziellem Aufwand bis ins Jahr 2007 aktiv weitergetrieben.
Grundprinzip
Das Grundprinzip ist simpel und ist mit dem der früheren
Lochkarte vergleichbar, nun aber mit Strukturgrößen im Bereich
von Nanometern. Ein weiterer entscheidender Unter­
schied: mithilfe der eingesetzten Technologie lassen sich Bits
löschen und überschreiben. Winzige Hebelchen mit einer
feinen Spitze aus Silizium schmelzen ebenso winzige Vertiefungen
in ein Polymer­Medium, um Bits zu schreiben.
Diesel ben Spitzen kann man auch verwenden, um diese Vertiefungen
nachzuweisen, also die Bits wieder auszulesen.
Dazu bringt man die Spitze in die Nähe des Polymerfilms
und erwärmt sie. Taucht die Spitze in einen Bit­Krater, erhöht
sich der Wärmeaustausch zwischen ihr und dem Speichermedium,
wodurch der elektrische Widerstand des Hebelchens,
auch Kantilever genannt, abnimmt. Um ein Bit wieder
zu überschreiben, erzeugt man mit der Spitze auf dem
Kraterrand neue Vertiefungen, deren Ränder die alte Vertiefung
überlappen und so das Polymer­Material in Richtung
Krater drängen.
Weil die Löcher so enorm klein sind, kann man sie sehr dicht
nebeneinandersetzen und so fantastische Datendichten erreichen:
Mit revolutionärer Nanotechnologie ist es IBM Wissenschaftlern
im Forschungslabor Rüschlikon gelungen, in
den Bereich der Millionstelmillimeter vorzudringen. So konnte
bei der Speicherung von Daten eine Aufzeichnungsdichte
von 1 Terabit pro Quadratzoll überschritten werden – was
etwa dem Inhalt von 25 DVDs auf der Fläche einer Briefmarke
entspricht. Die Terabit­Dichte wurde mit einer einzelnen Silizium­Spitze
erreicht, die Vertiefungen mit einem Durchmesser
1952 – 1961 1962 – 1974 1975 – 1993 1994 – 1998 1999 – 2005 2006 – 2010 Software Anhang 287