Online-Abo
Login Registrieren
Games World
  • Kleinster Datenspeicher der Welt: Forscher quetschen ein Byte auf 96 Atome

    Um ein Byte an Daten abzuspeichern, brauchen moderne Festplatten etwa eine halbe Milliarde Atome. Forschern ist es nun gelungen, die gleiche Datenmenge auf nur 96 Atomen unterzubringen. Praxistauglich ist das allerdings nicht.

    Haben gewöhnliche Festplatten etwa bald ausgedient? Haben gewöhnliche Festplatten etwa bald ausgedient? Quelle: Western Digital Forscher wollten ausloten, wie viel Daten man auf dem kleinstmöglichen Raum unterbringen kann. Das überraschende Ergebnis: Ein Bit lässt sich auf nur zwölf Eisen-Atomen ablegen. Aneinandergereiht ergibt das eine Länge von nur drei Nanometern - was dem Tausendstel eines Staubkorn entspricht. Ähnlich kompakt sind Daten nur im menschlichen Erbgut abgelegt. Laut Sebastian Loth vom Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) sei dem Team damit der kleinste magnetische Speicher der Welt gelungen.

    Angesichts immer kleinerer Fertigungsverfahren, die sich dereinst unweigerlich der atomaren Grenze nähern werden, wollte das Team ergründen, in wie weit man die Entwicklung noch vorantreiben kann. Doch statt vom zuvor Möglichen auszugehen, hat das Team um Loth den umgekehrten Weg gewählt. "Beginnend mit dem Kleinsten, dem Atom, haben wir Datenspeicher Atom für Atom aufgebaut", erklärte Forscherkollege Andreas Heinrich gegenüber der Zeit. Die Produktion des rekordträchtigen Nanospeichers erfolgte unter einem Rastertunnelmikroskop im kalifornischen San Jose. Dabei speicherten jeweils zwei Ketten aus sechs Eisen-Atomen ein Bit. Um ein Byte zu erreichen - also das Achtfache der Grundeinheit - waren ergo 96 Atome notwendig. Damit soll die Speicherdichte 100 mal höher ausfallen als auf einer modernen Festplatte.

    Festplatten mit unvorstellbaren Kapazitäten sind trotz des vermeintlichen Durchbruchs weiterhin nur Zukunftsmusik. Neben dem Produktionsprozess unter dem Rastertunnelmikroskop macht noch eine ganz andere Tatsache den Speicher für die Praxis ungeeignet: Ein Datenmonster würde Temperaturen von bis zu 268 Grad Celsius unter Null benötigen, was nicht mehr weit vom absoluten Nullpunkt entfernt ist, der sich auf -273,15 °C respektive 0 Kelvin beläuft.

    Damit ihr Speicher überhaupt Realität werden konnte, setzten die Forscher auf antiferromagnetische Materialien. Gewöhnliche Festplatten machen sich derzeit nur ferromagnetische Effekte zu eigen. Die ferromagnetischen Strukturen lassen sich über ein Magnetfeld ausrichten, brauchen dazu aber auch einen gewissen Mindestabstand zueinander. Antiferromagnetische Stoffe lassen sich hingegen auch bei einem deutlich kleineren Abstand ausrichten, da sie nach außen hin magnetisch neutral sind.

    Mit ihrer Neuentwicklung stehen die Forscher an der Schwelle zur Quantenmechanik. Immerhin stelle die Untergrenze aus zwölf Atomen derzeit die Grenze der Physik dar. Darunter verwischen bereits Quanteneffekte die gespeicherten Informationen. Hier könnten allerdings in unbestimmter Zukunft gigantische Speicherkapazitäten nutzbar gemacht werden. Schon seit einiger Zeit existieren Konzepte zu sogenannten Quantencomputern, die aus heutiger Sicht unvorstellbare Geschwindigkeiten erreichen könnten - sich aber nach wie vor nicht realisieren lassen. Mit dem derzeit kleinsten Datenspeicher der Welt wurde jedoch ein weiterer Schritt getan.

    Quelle: Zeit

    In der Galerie: SSDs im Test: Wegen explodierender HDD-Preise jetzt auf den Systemturbo SSD umsteigen - Von Preis/Leistung bis purem Luxus

  • Es gibt 20 Kommentare zum Artikel
    Von |L1n3
    Wird vertagt!
    Von Memphys
    Ich glaube nicht das die jeweils ein Byte darstellen, Erbanlagen sind nämlich nicht nur auf den beiden Basen (wär auch…
    Von Fawkes
    Aha. Wie wärs wenn du dieses Prinzip auch mal bei deiner Rechtschreibung anwendest?
    Von CentaX
    .. Zukunftsmusik? Ich hoff eher, dass die Menschheit von mit wahnwitziger Geschwindigkeit rotierenden Platten wegkommt…
    Von ruyven_macaran
    Und dazu kommt noch die eigentliche Nukleinsäure, an der die Basen hängen. Aber: Die meisten dieser Atome sind…
      • Von |L1n3 Freizeitschrauber(in)
        Zitat von Fawkes
        Aha. Wie wärs wenn du dieses Prinzip auch mal bei deiner Rechtschreibung anwendest?
        Wird vertagt!
      • Von Memphys Software-Overclocker(in)
        Zitat von zeffer
        der kleinste Datenspeicher der Welt bleibt also bis dahin die DNA und das ganz ohne "quanten" und "Ähnlich kompakt sind Daten nur im menschlichen Erbgut abgelegt" ist ziemlich anmaßend da die Datendicht im Erbgut sehr viel höher ist , was ich natürlich nicht beweisen kann
        da ein Säuren paar bereits ein Byte darstellt

        Ich glaube nicht das die jeweils ein Byte darstellen, Erbanlagen sind nämlich nicht nur auf den beiden Basen (wär auch ziemlich blöde, dann hätten wir nur 2 Erbinformationen, die aber ziemlich oft) sondern hängen von der Abfolge der beiden möglichen Basenpaare ab...

        Und jetzt fragt sich wie groß der Durchmesser im entspiralisierten Zustand ist (ich errinere mich dunkel an Bio-LK, ich glaube 20nm)... wenn man dann dabei bedenkt das es dutzende Abfolgen braucht um eine Erbanlage zu definieren werden wohl die Forscher gewinnen.

        Basiert jetzt alles auf Annahmen/dunklen Errinerungen von mir
        Vielleicht kann das ja mal jmd. bestätigen/widerlegen.

        Edit: Da fehlte ne Null ^^
      • Von Fawkes Komplett-PC-Aufrüster(in)
        Zitat von |L1n3
        An selber stelle immer noch ein fehler! Die Temperatur-Skala nach Kelvin wird nicht in grade eingeteilt und die einheit daher auch nicht durch das " ° " begleitet, einfach nur "[WERT] K" oder Kelvin eben ausgeschrieben.
        Schon bisschen her der Physik-unterricht, was

        soll nicht böse gemeint sein, aber die leser sollen sich sowas ja nicht abgucken, vorallem nicht die die noch zur schule gehn, wir bekamen dafür immer heftig punkte abgezogen in arbeiten


        Aha. Wie wärs wenn du dieses Prinzip auch mal bei deiner Rechtschreibung anwendest?
      • Von CentaX Software-Overclocker(in)
        .. Zukunftsmusik? Ich hoff eher, dass die Menschheit von mit wahnwitziger Geschwindigkeit rotierenden Platten wegkommt und lieber neue Technologien auf Basis von SSDs entwickelt ..
      • Von ruyven_macaran Trockeneisprofi (m/w)
        Zitat von PunkButcher
        Edit: Wenn ich die Informationen auf Wikipedia richtig deute, haben Guanin und Thymin 10, Adenin 8 und Cytosin 7 Atome. Macht im Schnit 8,75 Atome pro Säure, und da die meines Wissens nach Paarweise vorliegen wären wir bei 17,5 Atome für 2 Bit. Das ist zwar weniger, aber nicht "sehr viel".


        Und dazu kommt noch die eigentliche Nukleinsäure, an der die Basen hängen. Aber: Die meisten dieser Atome sind mickrige Wasserstoffe, ganz so einfach ist der Vergleich also nicht.


        Zitat von zeffer
        und ich hatte es so gelernt das ein paar immer 8 Zustände entspricht zb. (10+11)+(01+00) oder (11+00)+(01+10) usw. wie in einer Komprimierung.


        Nö. Die Paarung der Basen ist vorgegeben, ein Strang ist eine Kopie des anderen. Man könnte so gesehen aber von einem integrierten RAID1 sprechen. RNA wäre als Einzelstrang entsprechend sparsamer.
        Aber das besondere an der DNA ist ja nicht so sehr ihre Effizienz in Atomen ausgedrückt, sondern ihr geringer Raumverbrauch - d.h. die Art und Weise, wie diese langen Ketten mehrfach aufgewickelt werden. Das soll mit Eisen erstmal jemand nachmachen. Und zwar so, dass er sie zum ablesen auch wieder entwunden bekommt. Der bisher einzige Versuch, dessen Stückzahlen vermutlich nichtmal an die DNA-Replikate in einem menschlichen Körper rankommt, schneidet da imho denkbar schlecht ab und bleibt eher als Bandsalat in Erinnerung, denn als kompaktes Speichermedium mit großem Volumen
  • Print / Abo
    Apps
    PC Games Hardware 05/2017 PC Games 05/2017 PC Games MMore 05/2017 play³ 05/2017 Games Aktuell 05/2017 buffed 12/2016 XBG Games 04/2017
    PCGH Magazin 05/2017 PC Games 05/2017 PC Games MMORE Computec Kiosk On the Run! Birdies Run
article
863673
Neue Technologien
Wissenschaft
Um ein Byte an Daten abzuspeichern, brauchen moderne Festplatten etwa eine halbe Milliarde Atome. Forschern ist es nun gelungen, die gleiche Datenmenge auf nur 96 Atomen unterzubringen. Praxistauglich ist das allerdings nicht.
http://www.pcgameshardware.de/Neue-Technologien-Thema-71240/News/Wissenschaft-863673/
13.01.2012
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2010/10/WD_Caviar_Green_007.jpg
wissenschaft,speicher
news