Zwar stellt Flash in seinen unterschiedlichen Ausprägungen als MLC, eMLC oder SLC momentan die leistungsfähigste Art dar, leistungsstarken Speicher zur Verfügung zu stellen. Allerdings stehen in den Laboren bereits Nachfolgetechnologien bereit.

Es stehen Storage-Technologien an, die in Kapazität, Geschwindigkeit und Preis-Leistungs-Verhältnis weit über das heute gewohnte hinaus gehen. In wenigen Jahren wird Flash lediglich als Übergangslösung gesehen werden, die, auf dem Weg zu heute noch unvorstellbar leistungsfähigen und kompakten Speichern, geholfen hat, endlich die bis dato dominierenden Festplatten abzulösen.

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Phase Change Memory (PCM)

PCM wurde durch Intel im Dezember 2002 zum Patent eingetragen und macht sich die Eigenschaft von Chalkogenidglas zunutze, unter dem Einfluss von Hitze unterschiedliche kristalline Zustände anzunehmen. Hierdurch können wie bei MLC-Flash mehrere Informationen in einer Zelle gespeichert werden. Bereits in den 60er Jahren des vorigen Jahrhunderts entdeckten Wissenschaftler an der Stanford-Universität dieses Material als mögliche Grundlage für kommende Speichertechnologien. Grundlage der Speicherung unterschiedlicher Informationen ist der elektrische Widerstand der amorphen und kristallinen Zustände des Materials. Der amorphe Zustand mit hohem Widerstand stellt die digitale 1 und der kristalline mit niedrigem Widerstand die digitale 0 dar. Die Änderung der Zustände geschieht in einer Geschwindigkeit zwischen 50 und 100 ns.

PCM soll laut den Entwicklern im Nanozentrum der IBM im schweizerischen Rüschlikon bis zu 100mal schneller lesen und schreiben als herkömmlicher Flash-Speicher und mit mehr als zehn Millionen Schreibzyklen auch noch wesentlich haltbarer sein als dieser. Während Enterprise-Flash-Zellen bis zu 30.000mal und Standard-Flash-Zellen bis zu 5.000mal wiederbeschrieben werden können, gibt IBM bis zu zehn Millionen Zyklen an. Dies würde das PCM-Medium ideal für den Rechenzentrumseinsatz machen. Die Markteinführung im Speichermarkt erwarten Intel und IBM für ungefähr 2016, während PCM in Mobilgeräten bereits seit mehreren Jahren im Einsatz ist.

Racetrack

Racetrack ist ein magnetoelektronischer Speicher, der seit 2004 bei der IBM in Almalden entwickelt, 2008 vorgestellt und Ende 2011 als Prototyp gezeigt wurde. Die einzelnen Informationen werden in feinsten Drähten aus magnetischem Material in gegensätzlich gepolten Bereichen (Domänen) gespeichert. Momentan lassen sich so um 100 bit pro Draht ablegen. In den ersten Mustern mussten die Drähte zum lesen oder ändern der Informationen wie bei einem Band an einem Lesekopf vorbeigeführt werden. Heutige Typen nutzen spinpolarisierte Ströme, um die Domänen in feststehenden Drähten am Lesekopf vorbeizuschieben. Der Platzbedarf für den gesamten Aufbau ist extrem gering und lässt sich durch eine dreidimensionale Anordnung der Drähte noch optimieren. Momentan sind dadurch 100mal höhere Dichten als bei üblichen Flash-Speichern möglich.

Der 2011 vorgestellte Prototyp wurde erstmals in photolithographischen Verfahren, also dem Standard der Halbleiterindustrie, hergestellt. Somit lässt sich dessen Serienproduktion problemlos und ohne große Umstellungen in bestehende Verfahren integrieren. Da sich Racetrack noch mindestens vier Jahre vor der Markteinführung befindet, lassen sich noch keine konkreten Werte im Vergleich zu herkömmlichen Flash-Speichern nennen. Fest steht nur, dass Racetrack deutlich schneller und dichter speichern und wesentlich weniger Energie verbrauchen wird.

Millipede

Millipede stellt eine vom Nobelpreisträger Gerd Binnig ebenso am Nanoinstitut der IBM in Rüschlikon entwickelte Speichertechnologie dar. Sie nutzt die auch beim Rastertunnelmikroskop eingesetzten Verfahren. Kleine Hebel, sogenannte Cantilever, erzeugen mit einer Siliziumspitze Löcher im 10-nm-Bereich in einem Polymermedium. Diese Cantilever können darüber hinaus diese Löcher feststellen und damit Daten wieder auslesen und durch erneutes Anschmelzen des Materials und Verschieben der Löcher Informationen überschreiben.

Mit Millipede können wegen der Nutzung auf atomarer Ebene sehr hohe Datendichten von über einem Terabit auf einem Quadratzoll (fast 20 GByte pro Quadratzentimeter) erreicht werden. Für den industriellen Einsatz und zur Steigerung der Leistung sind für seriengefertigte Millipede-Speicher Matrizen aus vielen Cantilevern vorgesehen. Jeder Hebel ist für eine Fläche von 100x100 µm zuständig, das Medium wird durch Magneten unter dem Cantilever an die richtige Position gebracht.

Mit mehr als 100.000 Schreibzyklen eignet sich Millipede auch heute schon für den industriellen Einsatz als wiederbeschreibbares Speichermedium. Es hat darüber hinaus das Potential für eine über tausendfache Speicherdichte im Vergleich zu Flash-Medien, nimmt kaum Strom auf und ist extrem erschütterungsfest. Laut Angaben des Institutes werden bis zur Markteinführung nicht mehr als drei Jahre vergehen.

Spin Transfer Torque (STT)

STT-Speicher macht sich den Effekt zunutze, dass sich die magnetische Ausrichtung einer Speicherschicht durch einen drehpolarisierten Stromkreis ändern lässt. Die STT-Technologie kann dafür genutzt werden, aktive Elemente eines Speichermediums in ihrem Magnetismus zu ändern und damit die gespeicherten Informationen zu überschreiben. Dabei verbraucht STT wesentlich weniger Energie als herkömmlicher magnetoresistiver Speicher und ist preiswerter als dieser. 2011 stellte Qualcomm ein 1-Mbit-STT-Medium in 45-nm-Technologie vor. Bis zur breiten Nutzung als wiederbeschreibbares Massenmedium dürften allerdings noch einige Jahre vergehen.