Holografie, Millipede und Racetrack

Seit Ende der 90er wird daran gebastelt und inzwischen ist man soweit, dass IBM Kontakt zu Herstellen von SD-Karten und ähnlichen Speichermedien sucht, um das das Millipede-Prinzip zur Marktreife zu bringen. Als ein solcher Speicher hat das Ganze sicher endloses Potential, da es durch die dauerhaft veränderte Struktur, die die Daten speichert, ziemlich unempfindlich gegen Mini-Kurzschlüsse beim Einstecken scheint. Ein Problem, das die meisten USB-Sticks auf dem Gewissen haben dürfte. Sollte es gelingen, die Zugriffs- und Schreibzeiten zu steigern, könnte Millipede aber auch ein echter Anwärter für den Ersatz herkömmlicher Festplatten sein.

Weiterführende Links:
- Projektseite IBM Zürich
- Projektpapier MEMS Speicherarchitektur University of California
- Artikel zu Millipede auf Heise Technology Review

Racetrack-Memory

IBM hat noch eine zweite Flamme am Köcheln: Racetrack Memory, ein magnetoelektronisches Verfahren, das im Prinzip ein wenig an die guten alten Magnetbänder erinnert. Nur dass es mal wieder in Nanogrößen operiert und dreidimensional arbeitet. Und ungefähr geschätzt hundertmal mehr Speicherplatz als herkömmliche SD-Medien bieten soll. Ach ja, schneller wird es auch sein. Heißt ja auch Racetrack.

Der Name kommt allerdings eher von der Konstruktion und Funktion des Ganzen her. Metallische Nanofäden mit drei Nanometern Durchmesser werden um ein Siliziumplättchen gewickelt. In diesen Fäden gibt es magnetische Domänen. Das sind unterschiedlich gepolte Bereiche innerhalb des Fadens. Diese Bereiche sind stabil und ihre Grenzen zueinander fest definiert, aber diese gesamte Anordnung lässt sich innerhalb des Fadens verschieben, indem man außen eine Spannung anlegt. Die Domänen können so vor und zurück geschoben werden - und zwar mit unglaublichen Geschwindigkeiten. Daher der Name Racetrack: Die Daten rasen wie auf einer Rennbahn in den Fäden um den Kern. Ein „Lesekopf“, der an die Fäden ansetzt und die unterschiedliche Magnetisierung registriert, kann die vorbeirasenden Domänengrenzen als binäre Bit-Signale auslesen und weitergeben.

Auf die Fläche eines normalen SD-Chips ließe sich mit dieser Technik die Datendichte um das Hundertfache steigern und auch die Verbesserung des Schreibtempos geht in diese Richtung. Die Kapazität lässt sich sogar weiter vergrößern, indem man die Fäden räumlich anordnet und so alle Domänen ausgenutzt werden können. Der Stromverbrauch ist gering und die Fehleranfälligkeit zumindest insoweit reduziert, als dass es im Gegensatz zu Festplatten keine beweglichen Teile gibt, die sich abnutzen können.

Da die Entwicklung aber noch läuft und es zwar Prototypen-Modelle gibt, aber nichts in der Richtung von Serienreife, heißt es auch hier abwarten. Als Anwendungsgebiet kommt hier sowieso eher der Ersatz der herkömmlichen Festplatte in Betracht, da am Ende immer noch eine konstante, wenn auch sehr niedrige, Spannung anliegen muss, damit die Daten erhalten bleiben. Einen USB-Chip kann man auch nach einem Jahr wieder einstecken, ein Racetrack-Speicher hätte beim jetzigen Stand seine Informationen sehr schnell wieder vergessen. Ohne Batterie, zumindest zur Sicherheit, geht nichts.

Weiterführende Links:
- Schematische Erläuterung von IBM
- Grundlagenartikel: 'Current-Controlled Magnetic Domain-Wall Nanowire Shift Register' (Registrierung nötig)
- IBM Pressetext mit animierter Darstellung

Es dauert noch...wenige, kurze Jahre

Fürs Erste sitzen wir auf DVDs, Blu-Rays, SD-Karten, SSD-Platten und traditionellen Festplatten fest. Und daran wird sich auch für den Moment wenig ändern, da selbst dann, wenn die oben aufgeführten Techniken zum Einsatz kommen, abzuwarten bleibt, ob und wie schnell sie für den Massenmarkt zur Verfügung stehen. Auf den Rest der Dekade betrachtet kann man aber - so glaube ich - sagen, dass wir 2015 oder 2020 eine ganze Reihe von Alternativen zur Hand haben werden, selbst wenn die alten Medien bis dahin noch nicht ausgestorben sein sollten. Mal sehen, welche Konsole als erste zum nächsten Sprung ansetzt. Und in welche Richtung sie springt.