Racetrack-Speicher

Prinzip des Racetrack-Speichers

Racetrack-Speicher ist ein digitaler Speicher mit einer magnetoelektronischen Arbeitsweise, der extrem hohe Speicherdichten verspricht und als ein Kandidat der Nachfolge von Festplatten angesehen wird.

Der Racetrack-Speicher ist ein Konzept der Firma IBM und speichert die einzelnen Speicherbits in Nanodrähten aus ferromagnetischem Material. Die Information wird in Form von gegensätzlich magnetisierten Regionen (Domänen) in den Nanodrähten gespeichert, wobei zwischen 10 und 100 Bits in einem Nanodraht untergebracht werden können. Die Bits liegen in diesen Drähten nebeneinander wie auf einem Tonband vor und müssen zum Lesen oder Neuschreiben seriell an einer Lesestation vorbeigeschoben werden. Der Draht kann demnach auch als eine Art Schieberegister angesehen werden. Dadurch dass die Lese- und Schreibelektronik für eine große Anzahl von Bits nur einmal vorhanden zu sein braucht, ist der Raumbedarf für ein Speicherbit extrem gering. Es bestehen dann Möglichkeiten zur Optimierung zwischen Anzahl der Speicherbits je Lesestation und durchschnittlicher Speicherdichte, die dann zu eher MRAM- oder Festplatten-artigen Varianten führen können. Bei der räumlichen Anordnung der Speicherdrähte sind auch dreidimensionale Ausführungen denkbar, die die Speicherdichte bezogen auf die Grundfläche weiter steigern können. Bei dieser dreidimensionalen Anordnung der Nanodrähte oder Racetracks ist eine 100mal höhere Speicherdichte möglich, verglichen mit heute üblichen Flashspeicherkarten. Der sehr geringe Energiebedarf der Nanoröhren ermöglicht es, einen solchen Speicher, mit 500.000 Musiktiteln oder 3.500 Filmen, mehrere Wochen mit nur einer Batterie zu betreiben. Da dieser Speicher keinerlei mechanisch beweglichen Teile beinhaltet, ist er sehr robust und widerstandsfähig.

Insgesamt ähnelt der Speicher dem Magnetblasenspeicher (wobei die damals externen Magnete zur Bewegung der Magnetblasen jetzt in die Chipstrukturen direkt eingearbeitet werden können), der jetzt allerdings mit den Mitteln der Nanotechnologie auf den aktuellen Stand der Technik gebracht wird.

Dieser Speicher wurde 2008 von Stuart Parkin und seinem Team, noch im Stadium der Grundlagenforschung, entwickelt und lässt hoffen, dass bis 2020 ein preiswerter, schneller und sehr dichter Speicher zur Verfügung steht.

Weblinks

• Christof Windeck: IBM: Racetrack-Speicher statt MRAM oder Festplatte. heise-Newsticker, 11. April 2008, abgerufen am 29. November 2009 (mit Funktionsskizze).
• Rainer Graefen: Nanofadenspeicher könnte Paradigmenwechsel in der Speichertechnik einläuten. SearchStorage.de, 19. September 2008, abgerufen am 29. November 2009 (mit Funktionsskizze).
• http://www.psi.ch/media/neue-magnetspeicher-schneller-als-herkoemmliche-festplatten

Literatur

• Kurt Gerecke, Klemens Poschke: IBM System Storage-Kompendium, 2010