Von Hermann Strass, tecChannel.de
Beim Speichern von Daten auf Scheiben im CD/-DVD-Format sind jetzt Laufwerke mit Blaulichtlaser marktreif. Ein Laufwerk von Sony speichert beispielsweise 23,3 GB auf einem entsprechenden Medium. Die Entwicklungen bei optischen Speicherverfahren gehen in Sachen Kapazität aber weit darüber hinaus. Zwar haben nicht alle Start-up-Firmen der im folgenden beschriebenen Projekte überlebt, an den Technologien wird jedoch weitergearbeitet. Im Folgenden geht es um den aktuellen Stand der Technik bei elektrischen und optischen Speicherverfahren.
FRAM/FeRAM
Mit FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) oder FeRAM hofft man, günstigen Speicher produzieren zu können. Daher forschen viele namhafte Firmen auf diesem Gebiet. Das größte Problem ist die Verkleinerung der Bitzelle. Japanische Wissenschaftler am Phonon Device Lab (www.phonon.riec.tohoku. ac.jp) haben eine Speicherdichte von 1,5 Terabit pro Quadratzoll mit ferro-elektrischem LiTaO3 (Lithium-Tantalat) erreicht. Nun arbeitet die Forschung an einer Lösung, um aus dieser Technik Speichersysteme herzustellen. Dabei ist die Zielvorgabe von 4 Pentabit pro Quadratzoll zu erreichen. In kleinen Mengen werden FRAMS, beispielsweise von Fujitsu, schon seit einigen Jahren produziert.
In einer ferro-elektrischen RAM-Zelle (Perovskit-Kristall) wird ein Kondensator aus einem Blei-Zirkonium-Titanat (PZT) in Auf- oder Abwärtsrichtung geladen. Ein einzelnes Atom im Inneren der Bitzelle befindet sich jeweils in einer von zwei stabilen Lagen. Ein elektrischer Dipol mit Auf- oder Aborientierung hält die Information. Beim Lesen werden die Bit- und die Wortleitung kurzzeitig mit einem Spannungsimpuls beschickt. Zeigen angelegtes und gespeichertes Feld in die gleiche Richtung, dann erscheint ein kleiner Stromimpuls auf der Leitung. Weisen beide Felder in gegensätzliche Richtung, dann entsteht ein großer Stromimpuls. Ausgelesen wird mit der Bit- leitung. Nach dem Lesen einer Bitzelle muss diese - wie beim DRAM - wieder neu beschrieben werden.
FRAMS werden seit fast 20 Jahren bei Ramtron (www.ram tron.com) in Colorado Springs, USA, entwickelt. Aber erst seit kurzer Zeit gibt es FRAMs in kommerziellen Produkten. So kommt FRAM beispielsweise auf einigen Promise RAID-Controllern zum Einsatz. Insgesamt wurden bereits mehr als 40 Millionen FRAM-Chips produziert. Davon gingen 27 Millionen an einen Kunden, der damit die Verbrauchsdaten in Stromzählern speichert.