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IBM: 1 Billion Bits
Veröffentlicht am 12.06.2002 15:15:37

„Auf diesem handgroßen Medium, haben wir das gesammelte Wissen aus der Kongreß-Bibliothek in Washington, der größten Bibliothek der Welt!“ Auf diesen Satz wird man wahrscheinlich gar nicht mehr solange warten müssen. IBM Wissenschaftler haben nun dank revolutionärer Nanotechnologie eine Speicherdichte von einer Billion Bits (1 Terabit) pro Quadratzoll erreicht. Dies ist enorm. Erst kürzlich vermeldete IBM es geschafft zu haben Datenbänder mit einer Datendichte von 900 Megabits pro Quadrantinch entwickelt zu haben und somit unkomprimiert 1 TeraByte auf ein Band speichern zu können. Dies war schon beachtlich, doch die neue Erfolgsmeldung stellt alles bisherige in den Schatten. Rechenbeispiele ergeben, dass man mit der neuen Technologie 25 Millionen Buchseiten oder den Inhalt von 25 DVDs auf der Fläche einer Briefmarke zu speichern könnte.

Das Projekt welches diesen grandiosen Erfolg nun zu vermelden hat, trägt den Namen "Millipede" (Tausendfüssler).
Der Name ist recht treffend, da mit tausenden von Spitzen winzige Vertiefungen, die einzelne Bits repräsentieren, in einen dünnen Film aus Kunststoff „schreiben“.



Das Resultat ist mit einer althergebrachten Lochkarte vergleichbar, allerdings auf der Skala von Nanometern (Millionstel-Millimetern), und die Bits lassen sich auch löschen und überschreiben.
Lesen, Schreiben, Löschen und Überschreiben, werden die Spitzen mit dem nur wenige Nanometer dünnen Polymerfilm auf dem Siliziumsubstrat in Kontakt gebracht. Das Schreiben von Bits erfolgt durch Aufheizen des in den Kantilever integrierten Widerstands auf 400 Grad Celsius. Die dadurch ebenfalls aufgeheizte Spitze weicht das Polymer auf, sinkt ein und hinterlässt eine Vertiefung. Beim Lesen wird auf bis zu 300 Grad erhitzt. "Fällt" nun die Spitze in eine Vertiefung, kühlt sich der Widerstand wegen des besseren Wärmetransports leicht ab, was zu einer messbaren Veränderung des Widerstands führt. Mehr als 100'000 Schreib- und Überschreib-Zyklen haben den Nachweis erbracht, dass sich das Konzept für einen wiederbeschreibbaren Speichertyp eignet, so IBM


Kantilever

Die Vertiefungen weisen einen Durchmesser nur 10 Nanometer auf. Doch diese im Vergleich mit Haaren oder anderen Objekten die gerne bei solchen Vergleichen herangezogen werden ungeheuer kleinen Dimensionen, sind gerade erst der Anfang!

"Da nanometer-scharfe Spitzen einzelne Atome adressieren können, sind Verbesserungen weit über den Terabit-Meilenstein hinaus möglich", sagt Nobelpreisträger Gerd Binnig, eine treibende Kraft hinter dem Millipede-Projekt. "Während die heute eingesetzten Speichertechnologien allmählich an fundamentale Grenzen stoßen, steht unser nanomechanischer Ansatz erst am Anfang und hat ein Entwicklungspotential für tausendfach höhere Speicherdichte."



Dass dies nicht theoretischer Natur ist, haben die IBM Wissenschaftler in ihrem Forschungslabor in Zürich durch einen experimentellen Speicherchip mit mehr als tausend Spitzen bewiesen.
Nun arbeitet man schon an einem kompletten Speichersystem, welches angeblich schon im nächsten Jahr betriebsbereit sein soll.
Dieser Prototyp wird über mehr als 4000 Spitzen verfügen, die in einem kleinen Quadrat von 7 Millimetern Seitenlänge angeordnet sind und parallel betrieben werden können. Die Dimensionen würden es ermöglichen, ein komplettes Speichersystem hoher Kapazität in das kleinste standardisierte Format für Flash-Memory (Secure Digital Card, 24 mm x 32 mm) zu packen. Während die Kapazität solcher Flash-Memories in absehbarer Zeit nicht über 1 - 2 GB steigen dürfte, wird dieses kleine Format mit Millipede-Technologie 10 - 15 GB aufnehmen können, ohne mehr Betriebsenergie zu benötigen.


Millipede-Chip

Oft kranken solche Meilensteine an der Marktreife. Bei Millipede zeigen sich die Wissenschaftler jedoch optimistisch, da die Technologie hauptsächlich auf etablierten Fabrikationsprozessen der Halbleiterindustrie basiert.

IBM Millipede

wan

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