RAM und Festplatte werden eins

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Materialien, die schnelle Schaltvorgänge mit dauerhafter Datenspeicherung kombinieren, könnten die Speichertechnologie dramatisch verändern. Selbst ein Verschmelzen von Festplatte und RAM scheint zukünftig denkbar.

Das könnten sogenannte ‘Phase Change Materials’ (PCMs) wie ‘GST’ ermöglichen, 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”, sagte Wolfgang Braun vom Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik (PDI).

Schon jetzt kommt GST in wiederbeschreibbaren optischen Speichermedien zum Einsatz. “DVD-ROMs werden seit Jahren mit diesem Material gefertigt”, so Braun. An Hauptspeichern auf PCM-Basis (PRAM) wird industriell gearbeitet. “PRAM-Anwendungen stehen kurz vor der Marktreife”, meinte der Wissenschaftler. Nach Ankündigungen von Unternehmen könnte PRAM noch in diesem Jahr eingeführt werden.

PCMs können Daten langfristig ohne Stromfluss speichern, aber auch sehr schnell schalten – bei GST selbst im Vergleich zu Flash-Speicher mindestens tausendmal schneller. 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 GST-Schaltvorgang wird jetzt am PDI-Messplatz des Berliner Synchrotron-Elektronenspeicherrings BESSY erforscht.

“Es geht darum, das eigentliche Grundprinzip des Schaltvorgangs wirklich zu verstehen”, so Braun. 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 für drei Jahre anberaumt. Das Gebiet der PCMs werde in den nächsten Jahren von hohem Interesse sein, sagte Braun. International befassten sich viele Forschungsprojekte mit den vielversprechenden Materialien.