Geschwindigkeitsrekord für Magnetspeicher

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Magnetische Speicher waren bislang nur auf bestimmte Aufgaben beschränkt, vornehmlich die Langzeitspeicherung. Jetzt haben Wissenschaftler an der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) einen neuen Rekord im Bereich MRAM aufgestellt, der das ändern könnte. Damit sollen magnetische Speicher schneller werden, ohne ihre “Gedächtnis”-Eigenschaften zu verlieren.

In der PTB konnte erstmals der physikalisch schnellstmögliche Schaltprozess einer magnetischen Speicherzelle realisiert werden. Das Verfahren wird als ballistischer Schaltprozess bezeichnet. Damit könnten nichtflüchtige Magnetspeicher genauso schnell arbeiten wie die schnellsten flüchtigen Speicherbauteile.

Die heute üblichen schnellen Computerspeicherchips wie DRAM und SRAM haben einen entscheidenden Nachteil: Bei Unterbrechung der Stromversorgung gehen die darauf gespeicherten Informationen unwiderruflich verloren. Abhilfe könnte das MRAM schaffen – das Magnetic Random Access Memory. In diesem Bereich, der weltweit fieberhaft erforscht wird, haben die Forscher am PTB jetzt einen Durchbruch erzielt. In einem MRAM wird die digitale Information schließlich nicht in Form elektrischer Ladung gespeichert, sondern über die Richtung der Magnetisierung in magnetischen Speicherzellen. Diese bleibt erhalten. Und damit auch die gespeicherten Daten, teilte die PTB mit.

Die neueste Generation der MRAM basiert auf dem sogenannten Spin-Torque-Effekt, hieß es weiter. Damit kann die Richtung der Magnetisierung der Speicherzelle – und damit die Information ‘1’ oder ‘0’ – durch einen positiven oder negativen Strompuls durch die Zelle eingestellt werden. Der Speicher wird auf diese Weise programmiert. Zusätzlich versprechen Spin-Torque-MRAM auch eine sehr hohe Speicherdichte.

Durch ballistisches Schalten könnten zukünftige Spin-Torque-MRAM mit Strompulsen von deutlich unter einer Nanosekunde programmiert werden. Schnellere Speicher mit “Gedächtnis” rücken so in Reichweite, hieß es aus dem PTB. Weitere Details werden in der nächsten Ausgabe der Zeitschrift Physical Review Letters am 22. August 2008 veröffentlicht.