Seit sechs Jahren arbeiten IBM-Fachleute an magnetisierbaren Nanodrähten, die einmal die Grundlage eines vollkommen neuen Speichermediums sein können. Bei »Racetrack« (i.e. »Rennstrecke«), so nennt sich die neue Speichertechnologie, gibt es jetzt neue Erkenntnisse. So konnten Forscher bei IBM erstmals exakt messen, wie schnell und weit Daten sich in Nanostrukturen verschieben lassen. Dabei konnten die Wissenschaftler bisher unbekannte »Domain Walls« (Grenzschichten magnetischer Ladung) in Speichergeräten entdecken, die es ihnen ermöglichen, Daten effizienter in noch kleinere Geräte zu packen.

Die neuen Speicher nützen laut dem im Fachmagazin »Science« veröffentlichten Bericht »Dynamics of magnetic domain walls under their own inertia« den Spin von Elektronen, um Daten mit einer Geschwindigkeit von vielen hundert Stundenkilometern zu atomgenau präzisen Stellen entlang der Nanodraht-Schleifen (Racetracks) hinzubewegen. Die Miniaturdimensionen und die Speichermöglichkeiten sind enorm: Diese Art von Technologie könnten es laut IBM einem künftigen tragbaren Speicher ermöglichen, alle Filme, die in einem Jahr weltweit produziert werden, aufzunehmen und dabei mit einer einzigen Batterie über Wochen auszukommen.

Racetrack-Speicher schiebt automatisch die Daten dort hin, wo sie benötigt werden

Racetrack arbeitet vollkommen anders als bekannten Speicherarchitekturen. Anstatt den Computer Daten suchen zu lassen wie in traditionellen Rechnersystemen, schiebt der IBM-Racetrack-Speicher automatisch die Daten dort hin, wo sie benötigt werden, indem magnetische Bits in schleifenförmigen Nanodrähten (Racetracks) bewegt werden (speicherguide.de berichtete).

Digitale Daten werden heute hauptsächlich auf magnetischen Festplatten, Bändern, Optical-Disks und in Flash-Speichern gespeichert. Diese Speichersysteme werden häufig in Kombination genützt, um ihre individuellen Vor- und Nachteile auszugleichen. Der Ansatz des Racetrack-Speicher zielt darauf ab, die besten Attribute aller Speicherklassen zu kombinieren, indem Daten als magnetische »Regionen«, auch Domains genannt, in Schleifen gespeichert werden, die nur wenige Dutzend Nanometer breit sind.

»Domain Walls« können jetzt exakt positioniert werden

»Wir haben entdeckt, dass die Domain-Walls ihre Spitzenbeschleunigung nicht sofort erreichen, sobald Strom angelegt wird, und dass es genau die gleiche Zeit dauert, die Spitzenbeschleunigung zu erreichen, wie es dauert, sie abzubremsen und anzuhalten«, sagt Dr. Stuart Perkin, Fellow, IBM Forschung in Almaden. »Dies war bisher unbekannt, weil niemand mit Bestimmtheit sagen konnte, ob Domain-Walls eine Masse haben, und die Effekte der Beschleunigung und Abbremsung sich exakt aufheben. Jetzt wissen wir, dass die Domain-Walls exakt entlang der Schleifen positioniert werden können, indem wir die Länge der Stromimpulse variieren.«

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