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SD-Card mit 100 GByte?

Mit der Ankündigung einer auf Nanomechanik basierenden Speichertechnik mit Codenamen Millipede machten IBMs Forscher im Juni 2002 auf sich aufmerksam. Nun schicken sie sich an, mit ihrer wiederbeschreibbaren Lochkartentechnik den Flashspeicher aus SD-Cards zu vertreiben und zeigen auf der CeBIT 2005 einen Prototypen.

Millipede-Prototyp
Die Daten schreibt der 7 x 14 mm große Millipede-Prototyp mit tausenden 1-Mikrometer-Spitzen in Form von 10 Nanometer kleinen Vertiefungen durch Erhitzung auf mehrere hundert Grad Celsius in einen Polymerfilm auf Silizium-Substrat. Jede der Schreib-Spitzen sitzt gepaart mit einem Lese-Sensor auf weitgehend stoßunempfindlichen Silizium-Federzungen (Kantilever) und ist parallel einzeln ansteuerbar.

Von den Kantilevern gibt es 4.096 aus Silizium herausgeätzte Stücke in einem 40,96-qmm-Array (64 x 64), unter dem der Polymerfilm elektromagnetisch bewegt wird, so dass jeder Punkt auf der X- und Y-Achse präzise angesteuert werden kann. Jede Spitze soll ein Speicherfeld von 100 Nanometern lesen und schreiben können, die kurzen Distanzen sollen den Energieverbrauch niedrig halten.

Zum Lesen wird der Lese-Sensor der jeweiligen Kantilever ebenfalls erhitzt, ohne aber in den Polymerfilm einzusinken. Fällt die Spitze in eine Vertiefung, kühlt sich der Lese-Sensor am Speichersubstrat geringfügig ab und führt zu einer messbaren Veränderung des Widerstands. Um Daten zu überschreiben, setzt die Spitze Vertiefungen in unmittelbare Nähe der alten Vertiefungen und schmilzt diese damit wieder zu – die Daten sind gelöscht. Bis zu 100.000 Schreib- und Überschreib-Zyklen sollen bisher erfolgreich getestet worden sein.

Pro Zoll lassen sich mittlerweile 1,2 Terabit bzw. rund 153 GByte Daten speichern und die IBM-Forscher wollen dies noch steigern – auch ohne aufwendige Materialforschung. In der ersten Ankündigung war noch von einem Terabit (128 GByte) die Rede. Schon damit ließen sich etwa 25 Millionen Buchseiten oder der Inhalt von 25 DVDs auf der Fläche einer Briefmarke speichern.

Der Prototyp kommt auf Grund seiner geringen Fläche – er belegt nur einen kleinen Teil der SD-Card – natürlich auf eine geringere Speicherkapazität. Die genaue Zahl wollte eine Sprecherin des Züricher IBM-Labors noch nicht nennen. Möglich werden könnnten laut IBM aber irgendwann bis zu 100 GByte große SD-Cards.

Die von IBMs Züricher Forschungslabor entwickelte Technik hat Ende 2004 grünes Licht für die Weiterentwicklung zum kommerziellen Produkt bekommen. Mit dem auf der CeBIT zu sehenden Prototyp kann IBM demonstrieren, dass die Technik bereits sehr zuverlässig arbeitet, ausreichend schnell ist, eine hohe Speicherkapazität erreicht und trotz der nötigen Erhitzung der winzigen Schreib-Lese-Einrichtung keine Überhitzungsprobleme haben soll.

Derzeit sucht IBM erst einmal nach SD-Card-Herstellern, die Interesse am Einsatz der Technik und an deren Lizenzierung haben. In Gesprächen ist IBM schon, wollte aber noch keine potenziellen Partner nennen. Zum Erreichen der Marktreife sollen – vorausgesetzt es finden sich Partner – nicht mehr als zwei bis drei Jahre vergehen.

Auch für USB-Sticks wäre die Technik IBM zufolge sehr geeignet. IBM selbst will Millipede auch einsetzen, gab aber noch nicht an, in welcher Form. Wer die Technik unter dem Videomikroskop in Aktion sehen will, kann dies am IBM-Stand in Halle 1 tun. Die vielversprechende Technik lässt einen automatisch grübeln, ob IBM den Verkauf seiner Festplattentechnik an Hitachi nach den ersten erfolgreichen Millipede-Versuchen geplant hat. Immerhin könnte die Technik auch Festplatten Konkurrenz machen.

Mit der Ankündigung einer auf Nanomechanik basierenden Speichertechnik mit Codenamen Millipede machten IBMs Forscher im Juni 2002 auf sich aufmerksam. Nun schicken sie sich an, mit ihrer wiederbeschreibbaren Lochkartentechnik den Flashspeicher aus SD-Cards zu vertreiben und zeigen auf der CeBIT 2005 einen Prototypen.

Millipede-Prototyp
Die Daten schreibt der 7 x 14 mm große Millipede-Prototyp mit tausenden 1-Mikrometer-Spitzen in Form von 10 Nanometer kleinen Vertiefungen durch Erhitzung auf mehrere hundert Grad Celsius in einen Polymerfilm auf Silizium-Substrat. Jede der Schreib-Spitzen sitzt gepaart mit einem Lese-Sensor auf weitgehend stoßunempfindlichen Silizium-Federzungen (Kantilever) und ist parallel einzeln ansteuerbar.

Von den Kantilevern gibt es 4.096 aus Silizium herausgeätzte Stücke in einem 40,96-qmm-Array (64 x 64), unter dem der Polymerfilm elektromagnetisch bewegt wird, so dass jeder Punkt auf der X- und Y-Achse präzise angesteuert werden kann. Jede Spitze soll ein Speicherfeld von 100 Nanometern lesen und schreiben können, die kurzen Distanzen sollen den Energieverbrauch niedrig halten.

Zum Lesen wird der Lese-Sensor der jeweiligen Kantilever ebenfalls erhitzt, ohne aber in den Polymerfilm einzusinken. Fällt die Spitze in eine Vertiefung, kühlt sich der Lese-Sensor am Speichersubstrat geringfügig ab und führt zu einer messbaren Veränderung des Widerstands. Um Daten zu überschreiben, setzt die Spitze Vertiefungen in unmittelbare Nähe der alten Vertiefungen und schmilzt diese damit wieder zu – die Daten sind gelöscht. Bis zu 100.000 Schreib- und Überschreib-Zyklen sollen bisher erfolgreich getestet worden sein.

Pro Zoll lassen sich mittlerweile 1,2 Terabit bzw. rund 153 GByte Daten speichern und die IBM-Forscher wollen dies noch steigern – auch ohne aufwendige Materialforschung. In der ersten Ankündigung war noch von einem Terabit (128 GByte) die Rede. Schon damit ließen sich etwa 25 Millionen Buchseiten oder der Inhalt von 25 DVDs auf der Fläche einer Briefmarke speichern.

Der Prototyp kommt auf Grund seiner geringen Fläche – er belegt nur einen kleinen Teil der SD-Card – natürlich auf eine geringere Speicherkapazität. Die genaue Zahl wollte eine Sprecherin des Züricher IBM-Labors noch nicht nennen. Möglich werden könnnten laut IBM aber irgendwann bis zu 100 GByte große SD-Cards.

Die von IBMs Züricher Forschungslabor entwickelte Technik hat Ende 2004 grünes Licht für die Weiterentwicklung zum kommerziellen Produkt bekommen. Mit dem auf der CeBIT zu sehenden Prototyp kann IBM demonstrieren, dass die Technik bereits sehr zuverlässig arbeitet, ausreichend schnell ist, eine hohe Speicherkapazität erreicht und trotz der nötigen Erhitzung der winzigen Schreib-Lese-Einrichtung keine Überhitzungsprobleme haben soll.

Derzeit sucht IBM erst einmal nach SD-Card-Herstellern, die Interesse am Einsatz der Technik und an deren Lizenzierung haben. In Gesprächen ist IBM schon, wollte aber noch keine potenziellen Partner nennen. Zum Erreichen der Marktreife sollen – vorausgesetzt es finden sich Partner – nicht mehr als zwei bis drei Jahre vergehen.

Auch für USB-Sticks wäre die Technik IBM zufolge sehr geeignet. IBM selbst will Millipede auch einsetzen, gab aber noch nicht an, in welcher Form. Wer die Technik unter dem Videomikroskop in Aktion sehen will, kann dies am IBM-Stand in Halle 1 tun. Die vielversprechende Technik lässt einen automatisch grübeln, ob IBM den Verkauf seiner Festplattentechnik an Hitachi nach den ersten erfolgreichen Millipede-Versuchen geplant hat. Immerhin könnte die Technik auch Festplatten Konkurrenz machen.

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