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Das Beste aus zwei Welten

Das Hochfahren des Computers zählt für die meisten Büroangestellten zum morgendlichen Ritual. Je nach Rechner braucht es mehrere Minuten bis die Daten von der Festplatte in den Arbeitsspeicher gelesen sind. Notwendig ist dies, weil der Arbeitsspeicher zwar die Daten für die laufende Bearbeitung schnell innerhalb von Millisekunden zur Verfügung stellen kann, aber dafür eine permanente Stromzufuhr im Betrieb benötigt. Auf der Festplatte sind die Daten auch bei Stromausfall sicher vor Verlust gespeichert, aber dafür sind die Schreib- und Lesezeiten relativ lang. Ideal wäre eine Speicherart, die die Vorteile beider Typen vereint. In Jülich wird daran gearbeitet.

Dabei werden völlig neuartige Architekturen für Chips entwickelt, die ohne Transistoren wie der Arbeitsspeicher und ohne magnetischen Zylinder wie die Festplatten auskommen. Sogenannte resistive Speicher nutzen Materialien, deren elektrischer Widerstand sich lokal sehr einfach verändern lässt. Legt man mittels feiner Elektroden eine Spannung an Proben aus Stromtiumtitanat oder Titandioxid an, verschieben sich im Material Sauerstoffionen und bilden einen Leitungskanal zwischen den Elektroden. Der Kanal weist typischerweise einen Durchmesser zwischen 5 und 50 Nanometer auf und benötigt damit rund einen Faktor 1000 weniger Platz auf als eine Informationseinheit heute. Auch ließe sich die Information ähnlich schnell auslesen wie im heutigen Arbeitsspeicher. Trotzdem bleiben die Kanäle und damit die gespeicherte Information auch erhalten, wenn die Spannung abgeschaltet wird und die Daten sind langfristig verfügbar wie auf einer Festplatte. Erst wenn eine Gegenspannung angelegt wird, löst der Kanal sich auf und die Daten sind überschrieben.

Noch erproben Jülicher forscher ihre Prototypen im Reinraumlabor und müssen noch viele Details der neuartigen Materialien unter dem Hochleistungsmikroskop analysieren. Aber die kooperierenden Unternehmen zeigen schon heute großes Interesse und so stehen die Chancen gut, dass auch für die Computer von übermorgen gilt "Jülich inside".


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