IBM konnte Racetrack-Speicher erstmals konventionell fertigen - Nur das Material ist noch nicht optimal

Vor einigen Tagen hatte IBM auf dem International Electronic Devices Meeting eine faszinierende Technologie im Gepäck. Erstmals war es dem Unternehmen gelungen, sogenannten Racetrack-Speicher mit dem etablierten photolithographischen Verfahren herzustellen. Mit der Technologie sollen langfristig Laufwerke gefertigt werden, welche die Geschwindigkeit einer SSD mit der Kapazität einer Festplatte kombinieren. Der Racetrack, den IBM kürzlich vorstellte, enthielt bereits alle Elemente, die zum Lesen und Schreiben notwendig sind. Die vorherigen Prototypen hatten Lese-, Speicher-, und Schreibdraht noch auf separaten Chips verbaut. Beim neuen Racatrack-Prototyp handelt es sich um eine Nickel-Eisen-Legierung, die auf einem Silizium-Wafer aufgedampft und anschließend bis auf die Schaltdrähte weggeätzt wurde. Die Dimensionen sind für das menschliche Gehirn kaum vorstellbar. Jeder einzelne Schaltdraht misst lediglich 10 Mikrometer in der Länge. Bei einer Breite von 150 Nanometer ist der Draht gerade einmal 20 Nanometer hoch.

Theoretisch wäre die Technologie mit dem Prototypen bereits für die Massenproduktion geeignet – wenn es da nicht einige physikalische Tücken gäbe. Um die Datendichte von etabliertem Flashspeicher zu erreichen, müsste IBM unzählige Bits durch die Nanodrähte bewegen. IBM hat zu diesem Zweck eine U-förmige Anordnung gewählt. Dafiné Ravelosona vom französichen Institut d'Électronique Fondamentale ist jedoch der Meinung, dass die von IBM gewählte Nickel-Eisen-Verbindung nicht in der Lage ist, ausreichend Bits zu bewegen. "Sie haben nur demonstriert, dass es möglich ist, ein einzelnes Bit durch einen Nanodraht zu schieben." Dessen ist sich wohl auch IBMs Stuart Parkin bewusst, der seit sieben Jahren für IBM an der Technologie arbeitet. Die Speicherdichte habe beim neuen Prototypen einstweilen nicht im Vordergrund gestanden, heißt es. Aber man konzentriere sich auf eben diese Frage. Seine Gruppe suche aktuell nach einem Material, das mehr Bits fassen kann.

Ein Problem der Nickel-Eisen-Legierung besteht darin, dass sie sich relativ leicht umpolen lässt. Dazu sind bereits sehr schwache Magnetfelder im Stande. Dabei ist die Polung des Materials entscheidend. Der Racetrack-Speicher legt seine Informationen in Form von Bits in sogenannten Domänen ab. Dabei handelt es sich um bewegliche, ferromagnetische Abschnitte, die parallel beziehungsweise antiparallel zu den eingangs erwähnten Drähten ausgerichtet sind. Über einen spinpolarisierten Strom werden die Domänen über den Speicherdraht bewegt. Fließt kein Strom mehr, bewegen sich auch die Domänen nicht mehr, was zu einer "Speicherung" der Bitwerte führt. Um das Problem der Anfälligkeit aus der Welt zu schaffen, forscht IBM auch mit hartmagnetischen Materialien. Hier sieht Parkin eine Menge Vorteile. Die Domänen könnten sich hier viel schneller bewegen, außerdem müsse man die Chips aufgrund anderer Materialeigenschaften nicht so präzise fertigen. "Das wird dann Racetrack 2.0", verspricht Parkin.

Quelle: Dailytech

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Derzeit ist Massenspeicher noch immer eine Domäne mechanischer Festplatten. Doch in nicht allzu ferner Zukunft könnte Racetrack die in die Jahre gekommene Technik ablösen. Geboten werden soll die Leistung von Flashspeicher mit den Kapazitäten moderner Festplatten. IBM ist es kürzlich erstmals gelungen, eine Racetrack-Einheit in einen Halbleiter zu fertigen. Bis zur Massenproduktion gibt es aber noch viel zu tun.

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