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RAM und Festplatte werden eins

11.06.2008 | 11:35 Uhr |

Materialien, die schnelle Schaltvorgänge wie in aktuellen RAM-Bausteinen mit dauerhafter Datenspeicherung kombinieren, könnten die Speichertechnologie dramatisch verändern.

Selbst ein Verschmelzen von Festplatte und RAM scheint zukünftig denkbar. In Aussicht stellen das sogenannte Phase Change Materials (PCMs) wie "GST", eine Legierung aus Germanium, Antimon und Tellur. "Speicher, die auf GST basieren, werden bereits in Serie hergestellt, aber man versteht die physikalischen Grundlagen noch nicht richtig", sagt Wolfgang Braun vom Paul-Drude-Instituts für Festkörperelektronik ( PDI ). In einem Projekt, das Braun auf deutscher Seite leitet, wird GST daher genauer erforscht. Ein besseres Verständnis des Materials und seiner Eigenschaften könnte den Weg für neue Anwendungen ebnen.

Schon jetzt kommt GST in wiederbeschreibbaren optischen Speichermedien zum Einsatz. "DVD-ROMs werden seit Jahren mit diesem Material gefertigt", betont Braun. An Hauptspeichern auf PCM-Basis (PRAM) wird industriell gearbeitet. "RAM-Anwendungen stehen kurz vor der Marktreife", meint der Wissenschaftler. Ankündigungen von Unternehmen nach könnte PRAM noch in diesem Jahr eingeführt werden. Die Materialklasse der PCMs kann Daten also sowohl langfristig ohne Stromfluss speichern als auch sehr schnell schalten - bei GST selbst im Vergleich zu Flash-Speicher mindestens tausendmal schneller. "PCMs sind potenziell ähnlich schnell schaltbar wie bisherige RAM-Technologien, behalten die Information aber permanent", fasst Braun zusammen. Somit könnten die Materialien langfristig ein Zusammenführen von RAM und Festplatten in Computern zu einem einzigen, integrierten Speichersystem ermöglichen.

Geschaltet wird bei PCMs durch einen Übergang zwischen einem amorphen und einem kristallinen Phasenzustand, bei dem sich der elektrische Widerstand und der Brechungsindex dramatisch ändern. Der Schaltvorgang bei GST mittels Laser wird nun Inhalt der Grundlagenforschung am PDI-Messplatz am Berliner Synchrotron-Elektronenspeicherring BESSY. "Es geht darum, das eigentliche Grundprinzip des Schaltvorgangs wirklich zu verstehen", erklärt Braun. Das bisherige Verständnis müsse erweitert werden. Das könnte helfen, die Verschleißerscheinungen bei häufigem Schalten zu reduzieren und die Langzeitbeständigkeit des Materials zu verbessern. Auch neue Klassen von PCMs könnten erschlossen und damit der Weg für eine neue Generation an Speicherbausteinen geebnet werden.

Das Projekt des PDI in Zusammenarbeit mit dem japanischen National Institute of Advanced Industrial Science and Technology ist zunächst auf drei Jahre anberaumt. Das Gebiet der PCMs werde in den nächsten Jahren von hohem Interesse sein, betont Braun. International würden sich viele Forschungsprojekte mit den vielversprechenden Materialien befassen. (pte/jp)

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