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27.11.2011

14:33 Uhr

Datenspeicher

Wunder-Chip mit 100-facher Speicherdichte

VonAxel Postinett

„Racetrack“ soll der neue Super-Chip heißen, weil die Informationen im Speicher wie auf einer Rennstrecke an einer Leseeinheit im Eiltempo vorbeigeführt werden. Ein Smartphone könnte dann 500.000 Musikstücke speichern.

Der neue IBM-Chip mit Nanotechnologie nutzt im Schaltkreis Lichtimpulse für seine Energieversorgung. IBM

Der neue IBM-Chip mit Nanotechnologie nutzt im Schaltkreis Lichtimpulse für seine Energieversorgung.

San JoseIm Foyer des Forschungszentrums Almaden steht, gut gesichert hinter Glas, ein Modell der ersten Festplatte der Welt. Sie ist groß wie eine Überseetransportkiste und verfügt über Platten mit den Ausmaßen von Kuchentellern. An unförmigen Metallarmen hängen große Leseköpfe. Speicherkapazität: fünf Megabyte, so viel wie ein Foto mit einer mittelmäßigen Smartphone-Kamera.

Das war 1952, und wenige Türen weiter sieht man die Zukunft. „Hier“, sagt Kevin Roche geheimnisvoll, „kommt nicht jeder rein.“ Seine Magnetkarte öffnet das Sicherheitsschloss der schweren Labortür, den Besucher empfängt ein durchdringendes Brummen und Surren: An die Wände gedrängt stehen raumhohe Schränke mit Hochleistungsservern, ein Mitarbeiter beobachtet aufmerksam Dutzende Monitore, die den Fortgang eines Fertigungsprozesses dokumentieren.

In der Mitte steht ein Gigant aus druckfesten Hochvakuumröhren, in die unzählige Rohre, Drähte, Pumpen und mechanische Schieber hereinragen. Hier wird am richtigen Material für IBMs Racetrack-Speicher geforscht. Racetrack, weil die Informationen im Speicher sozusagen wie auf einer Rennstrecke zum Lesen und Schreiben elektronisch an einer fixierten Leseeinheit vorbeigeführt werden.

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Gespeichert werden sie in hauchdünnen sogenannten Nanoröhrchen. Es gibt keine Motoren oder Leseköpfe mehr, die Strom verbrauchen und kaputtgehen können, so wie bei heutigen sogenannten „Flashspeicher“-Festplatten, die in Tablet-Computern oder Laptops zunehmend Verwendung finden. Aber anders als die heutigen RAM- oder Flash-Bausteine wird Racetrack eine bis zu 100-fach höhere Speicherdichte ermöglichen und gleichzeitig bei höherer Geschwindigkeit weniger Strom verbrauchen. Ein Smartphone könnte dann 500.000 Musikstücke speichern oder 3500 Kinofilme und trotzdem tagelang mit einer Akkuladung auskommen.

Riesige Rechenzentren mit Datenspeichern für Cloud-Computing, die heute wegen ihres hohen Stromverbrauchs gern in der Nähe großer Wasserkraftwerke gebaut werden, könnten drastisch verkleinert werden und ohne energiefressende Kühlung auskommen. Eines ist klar: Ohne einen Quantensprung in der Speichertechnik wird der Datenhunger eines weltweit vernetzten Planten nicht mehr mit vertretbaren Kosten zu beherrschen sein – die Energiekosten fressen das Internet.

Was in der hochkomplexen Maschine in Nordkalifornien, einer Eigenentwicklung, wie Roche nicht ohne Stolz betont, geschieht, nennt er scherzhaft „Graffiti mit Atomen“. Lage für Lage werden verschiedenste Materialien in einer Stärke von Nanomillimetern auf eine kleine Trägerplatine gesprüht, bis zu 56 Schichten. „So“, kommentiert der Physiker Roche, der schon seit 1982 bei IBM forscht, „kreieren wir Materialien, die es in der Natur nicht gibt und kontrollieren gleichzeitig deren Eigenschaften, den Fluss der Elektronen und ihre Ladung“. In wenigen Jahren soll Racetrack kommerziell verfügbar sein und das Ende der heutigen Festplatten einläuten. Aber noch ist die richtige Mischung nicht gefunden. Allerdings ist ein wichtiger Durchbruch gelungen. „Wir haben die Daten schon einmal geordnet an einer Seite hineintransportiert und an der anderen Seite herausgeholt. Es funktioniert. Wir sind auf dem richtigen Weg.“

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