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15.03.2005

IBM führt digitale Nano-Lochkarte vor

Millipede speichert mehr als ein Terabit pro Quadratzoll.

Manchmal braucht es - jedenfalls für die Verhältnisse in der IT-Branche - eine halbe Ewigkeit, bis eine neue Technik zu einem marktreifen Produkt heranreift. Ein Beispiel hierfür ist die Speichertechnik "Millipede" (Tausendfüßler) von IBM. Millipede ist ein nanomechanischer Datenträger, auch "Micro-electro mechanical system" (Mems) genannt, dessen Technik Forscher im schweizerischen IBM-Labor Rüschlikon seit gut drei Jahren entwickeln. Den ersten Prototyp zeigte IBM soeben auf der CeBIT. Ein Produkt soll allenfalls in einigen Jahren entstehen.

Auf die Spitze getrieben

Der Millipede hat eine Datendichte von mehr als 1 Terabit pro Quadratzoll. Das bedeutet, dass auf der Fläche einer Briefmarke der Inhalt von 25 DVDs Platz finden würde. Der Millipede hat seinen Namen von feinsten Spitzen, die Daten lesen, schreiben und löschen. Der Prototyp hat 4000 dieser Spitzen, angeordnet in einem Quadrat von nur 6,4 Millimetern Seitenlänge.

Die Spitzen sind nur einen Mikrometer lang und haben einen Radius von wenigen Nanometern. Sie befinden sich am Ende von V-förmigen Silizium-Federzungen ("Kandilevern"), die über einem dünnen Polymerfilm auf einem Silizium-Substrat schweben. Der Film wird elektromagnetisch in x- und y-Richtung bewegt, so dass jede Spitze ein Feld von 100 Mikrometer Seitenlänge abdeckt.

Die Spitzen schmelzen mit 400 Grad Hitze winzige Vertiefungen mit einem Durchmesser von zehn Nanometern in den Polymerfim. Diese Vertiefungen repräsentieren Bits. Das Ganze ähnelt der alten Lochkarte, nur dass sich auf deren Nano-Variante die Bits löschen und überschreiben lassen.

Beim Lesen der Bits "fällt" die Kandilever-Spitze in die Vertiefung, was sie abkühlt und zu einer messbaren Veränderung ihres Widerstands führt. Zum Löschen der Daten setzen die Spitzen weitere Brennpunkte in die Oberfläche, deren Ränder die alten Vertiefungen überlappen. Die Rüschlikon-Forscher haben mehr als 100000 Schreib- und Überschreibzyklen erreicht.

Der nanomechanische Ansatz bietet gegenüber herkömmlichen Speichertechniken mehrere Vorteile. Zunächst einmal ist die Speicherdichte tausendfach höher. Obwohl er mit Hitze arbeitet, entwickelt ein Millipede nahezu keine Wärme. Er nimmt wenig Strom auf. Dadurch eignet sich dieser Speicher besonders für kleine mobile Geräte wie digitale Kameras und Mobiltelefone. (ls)