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75 TB pro Quadratzoll: Neuer Speicherdichte-Rekord

09.03.2017 | 11:09 Uhr |

Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, ein Bit in einem Atom zu speichern. Das dürfte die Datenspeicherung revolutionieren.

IBM Research hat verkündet, dass es seinen Forschern im Almaden Lab in San Jose (Kalifornien) gelungen ist, ein Bit in ein Atom mithilfe von Magnetismus zu speichern und wieder auszulesen. Dies sei eine Weltpremiere, die bisher noch niemand anders geschafft habe. Der Erfolg dürfte langfristig die Art und Weise revolutionieren, nicht nur wie Daten gespeichert werden, sondern auch welche Datenmengen abspeicherbar sind. Eine viele hundert Mal höhere Speicherdichte sei möglich, so die Forscher.

Alle bei Apple iTunes erhältlichen 35 Millionen Titel ließen sich beispielsweise auf einem Speichergerät in der Größe einer Kreditkarte abspeichern. Denkbar seien aber auch kleinere Smartphones, mit dennoch üppigem Speicher.

Bei herkömmlichen Festplatten werden zur Speicherung eines Bits etwa 100.000 Atome benötigt. Bereits andere Forscher hätten versucht, Bits in einzelne Atome abzuspeichern. Den IBM-Forschern ist dies aber zum ersten Mal bei einem magnetischen Speicher gelungen, der bereits zur Datenspeicherung verwendet wird. Der Vorteil sei, dass bei diesem Verfahren die Atome nicht bewegt werden müssten.

Bei dem Projekt wurde mit einem speziell entwickelten Mikroskop (siehe oben im Bild) und sehr geringem Strom die Orientierung eines Holmium-Atoms erfolgreich geändert. Wie bei einem Schalter kann damit das Atom damit je nach seiner Orientierung auf den Wert 1 oder Wert 0 gestellt werden.

Zwischen den Atomen, in denen die Information 0 oder 1 (also ein Bit) gespeichert wird, muss ein Abstand von einem Nanometer bestehen, damit die Informationen speicher- und lesbar sind. Rechnerisch ist damit eine Speicherdichte von 600 Terabits pro Quadrat-Zoll möglich, wie die Forscher vorrechnen. Oder anders ausgedrückt: Auf einer 2,54 mal 2,54 Zentimeter großen Fläche passen etwa 75 Terabyte an Daten.

Und wann können wir solche Datenträger kaufen? Bisher handelt es sich nur ein Forschungsprojekt und es gibt noch einige Probleme zu lösen. So funktioniert die Speicherung der Bits in Atomen nur in sehr hohem Vakuum und sehr geringer Vibration und bei Nutzung von flüssigem Helium, um sehr geringe Temperaturen zu erreichen. Das sind Voraussetzungen, die den Bau der entsprechenden Geräte - etwa Smartphones - doch sehr schwierig gestalten. Mehrere Jahrzehnte könnten vergehen, ehe die Technik tatsächlich bei einem marktreifen Produkt zum Einsatz kommt. Wenn überhaupt.

Viel wahrscheinlicher ist, dass die Forschungsergebnisse dabei helfen, neue Speicher mit höherer Speicherdichte als bisher zu entwickeln. Also Methoden, bei denen weniger Atome als bisher verwendet werden und die auch unter normalen äußeren Bedingungen genutzt werden. Schließlich ist mit der Speicherung eines Bits in einem Atom bereits die maximale Speicherdichte erreicht. "Wir sind quasi an das Ende des mooreschen Gesetz gesprungen und arbeiten uns jetzt zurück", erklärte der Projekt-Leiter Christopher Lutz.

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