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Inhaltsverzeichnis
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Inhaltsverzeichnis
• 1 Abkürzungsverzeichnis
• 2 Abbildungsverzeichnis
• 3 Tabellenverzeichnis
• 4 Einleitung
• 5 Grundlagen Speichertechnologien(5 Seiten)
♦ 5.1 Optische Speicher
♦ 5.2 Magnetische Speicher
♦ 5.3 Flash Speicher
♦ 5.4 Flüchtige Speicher
• 6 Zukünftige Speichertechnologien (15 Seiten)
♦ 6.1 Optische Speicher
◊ 6.1.1 Digital Multilayer Disc
◊ 6.1.2 Versatile Multilayer Disc
◊ 6.1.3 Holografische Speicher
⋅ 6.1.3.1 Geschichte der
holografischen Speicher
⋅ 6.1.3.2 Allgemeine Technik
von holografischen Speichern
⋅ 6.1.3.3 Holographic Data
Storage System
⋅ 6.1.3.4 Holographic Versatile
Disc
◊ 6.1.4 Protein-coated disc
♦ 6.2 Magnetische Speicher
◊ 6.2.1 Klassische Festplatten
◊ 6.2.2 Hybride Festplatten
◊ 6.2.3 Racetrack-Speicher
♦ 6.3 Flash Speicher
◊ 6.3.1 Solid State Drive
◊ 6.3.2 Secure Digital Extended Capacity
♦ 6.4 Flüchtige Speicher / Zwischenspeicher
◊ 6.4.1 Arbeitsspeicher
⋅ 6.4.1.1 Extreme Data Rate
Dynamic Random Access
Memory
⋅ 6.4.1.2 Double Data Rate 3
⋅ 6.4.1.3 Ferroelectric Random
Access Memory
⋅ 6.4.1.4 Magnetoresistive
Random Access Memory
◊ 6.4.2 Cache
⋅ 6.4.2.1 Smart Memory
⋅ 6.4.2.2 Embedded Dynamic
Random Access Memory
• 7 Anwendungsfelder
♦ 7.1 Datensicherung und Archivierung
♦ 7.2 Unterhaltung
◊ 7.2.1 Filme
Inhaltsverzeichnis
1
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
◊ 7.2.2 Spiele
♦ 7.3 IT-Systeme
• 8 Schlussbetrachtung
• 9 Fußnoten
• 10 Quellenverzeichnis
1 Abkürzungsverzeichnis
Abkürzung
1T1MTJ
CCD
CD
CPU
DIMM
DDR
DMD
DRAM
DVD
EEPROM
FRAM
FeRAM
GB
GHz
HDD
HDDS
HD-DVD
HSDF
HVD
IBM
IDE
ISI
JEDEC
LCD
MBit
o. V.
MRAM
nm
NME
PCD
RAM
s
Bedeutung
1-Transistor 1-Magnectic-Tunnel-Junction
Charge-coupled Device
Compact Disc
Central Processor Unit
Dual-in-Line Memory Module
Double Data Rate
Digital Multilayer Disc
Dynamic Random Access Memory
Digital Versatile Disc
Elecrtically Erasable Programmable Read Only Memory
Ferroelectric Random Access Memory
siehe FRAM
Gigabyte
Gigaherz
Hard Disc Drive
Holographic Data Storage System
High Density Digital Versatile Disc
Holographic System Development Forum
Holographic Versatile Disc
International Business Machines
Integrated Device Electronics
Information Sciences Institute
Joint Electronic Devices Engineering Council
Liquid Crystal Display
Megabit
ohne Verfasserangaben
Magnetoresistive Random Access Memory
Nanometer
New Media Enterprises
Protein-coated Disc
Random Access Memory
Sekunde
1 Abkürzungsverzeichnis
2
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
S-ATA
SDR
SDRAM
SDXC
SLM
SRAM
SRAM
SSD
TB
UDO
US
USB
WORM
V
VMD
XDR DRAM
Serial-Advanced Technology Attachment
Single Data Rate
Synchronous Dynamic Random Access Memory
Secure Digital Extended Capacity
Spartial Light Modulator
Static Random Access Memory
Static Random Access Memory
Solid State Disc
Terabyte
Ultra-Density-Optical
United States
Universal Serial Bus
Write once read mutliple
Volt
Versatile Multilayer Disc
Extreme Data Rate Dynamic Random Access Memory
2 Abbildungsverzeichnis
Abb.-Nr.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Abbildung
Überblick über die behandelten Speichertechnologien dieser Fallstudie
Schematische Darstellung der Struktur eines optischen Speichers (CD-ROM)
Schematische Darstellung: Lesen der Daten von einem optischen Medium (CD)
Schematische Seitenansicht einer Festplatte
Flughöhe des Lese-/Schreibkopfes einer Festplatte
Transistortechnik
Corsair 2 GB DDR2 SDRAM DIMM Modul
Drei Arten, einen 96 Bit-Speicher zu organisieren
Technik des 3D optical storage system
Eine holografische Disk von General Electrics
Das tapestry? 300r Laufwerk der Firma InPhase
Die tapestry? 300r Disk der Firma InPhase
HVD-Logo
Eine HVD ohne Ummantelung
Ansichten: HVD(links) und DVD-R(rechts)
Struktur einer HVD
Struktur des Bacteriorhodopsin
Kapazitätsentwicklung 1984 ? 2004
Struktur einer Hybrid-Festplatte
Racetrack Schreib-/Leseverfahren
Solid State Disc
2 Abbildungsverzeichnis
3
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Struktur einer Hybrid-Festplatte
512 MBit XDR DRAM von Toshiba
XDIMM mit 32 Bit Busbreite
Corsair 2 GB DDR3 SDRAM DIMM Modul
Einkerbung von DDR2 und DDR3
Blei-Zirkonium-Titanat in einem von zwei stabilen Zuständen
Aufbau einer MRAM Bitzelle
Matrix gekreuzter Leiterbahnen mit MRAM Zellen als Informationsträger
eDRAM Zelle von IBM
3 Tabellenverzeichnis
Tabelle Nr.
1
2
3
4
Quelle
Unterschiede zwischen CD und DVD
Vergleich unterschiedlicher optischer Speicher
Abhängigkeit der verwendeten Adressbits zur Speicherkapazität
DR-SDRAM und die Höhe des Prefetches
4 Einleitung
Abbildung 1: Überblick über die behandelten Speichertechnologien dieser Fallstudie
Im Rahmen dieser Fallstudie werden die zukünftigen Speichertechnologien vorgestellt. Es wird untersucht welche
dieser vielen neuen Speichertechnologien sich durchsetzen bzw. welche dieser Technologien bald auf dem Markt
zu erwarten sind. Die Technologien werden auf der technischen Ebende erläutert und auf Zukunftserwartungen
analysiert.
Diese Arbeit gibt einen Überblick über verschiedene Arten des Speichers. (Optische, magnetische, flash und
flüchtige Speicher) In Abbildung 1 sind diese vier Speicherarten, die auf Zukunftserwartungen untersucht werden,
aufgeführt. Zudem wird herausgearbeitet welche Speichertechnologien auf dem Markt eine Chance haben werden
und gegebenenfalls andere Technologien vom Markt verdrängen. Die Hauptkriterien für eine solche Beurteilung
sind Leistung, Komplexität, Kapazität und Kosten[1].
Durch die hohen Kosten die durch eine Neuentwicklung von Speichern entstehen, werden Vorhandene vorerst
immer weiter ausgereizt. Trotzdem arbeiten Forschungsteams an neuen Technologien um sich auf eine Zukunft
mit sehr großen Datenmengen vorzubereiten[2].
Zum Anfang der Arbeit werden die Funktionsweisen der einzelnen Speicherarten erklärt. Anschließend werden
Zukunftsbetrachtungen der populärsten Entwicklungen dargestellt und zukünftige Anwendungsfälle vorgestellt.
3 Tabellenverzeichnis
4
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
5 Grundlagen Speichertechnologien(5 Seiten)
5.1 Optische Speicher
Einer der ersten optischen Speicher war die CD, die 1980 als Datenträger für die Musikindustrie eingeführt
wurde.[3] Die CD sollte die klassischen Disketten ablösen, da man mit fortschreitender Technik höhere
Speicherkapazitäten benötigte. Ein weiterer Grund war der Umstieg von einer physischen Abtastung der Daten zu
einer optischen Abtastung durch einen Laser. Datenträger mit aufliegenden Leseköpfen sowie magnetische
Speicher (z.B. Disketten) waren, wegen ihrer geringeren Haltbarkeit, ungeeignet für eine dauerhafte Sicherung
der Daten. Was den Umstiegswillen weiter voran trieb.
Seit damals hat sich die Form der optischen Speicher garnicht, oder höchstens geringfügig verändert. Die alte
Form der CD wurde in der Regel beibehalten und findet sich z.B. bei DVD oder Blu-ray Disc, sowie diversen
anderen modernen Speichern wieder.
Ein Standarddatenträger ist 1,2mm dick und hat einen Durchmesser von 12 cm. Zum Speichern der Daten wird
eine reflektierende Aluminiumschicht im Inneren der Polycarbonatscheibe verwendet.[3]
Entnommen aus: das ELKO
Abbildung 2: Schematische Darstellung der Struktur eines optischen Speichers (CD-ROM).
Die Daten selbst werden durch so genannte Pits(Täler) und Lands in einer spiralförmigen Spur von innen nach
außen gespeichert, wobei die Pits Vertiefungen in der Datenschicht sind, Lands sind die Zwischenräume zwischen
den Vertiefungen.[3] Bei der klassischen CD waren die Pits etwa 0,2 µm tief, etwa 0,9 µm lang und etwa 0,6 µm
breit,[3] bei neueren Formaten variiert dies jedoch, so können sich unterschiedliche Spurabstände und Pitlängen
finden lassen, wodurch die Speicherkapazität varriiert. In der Regel wird hierfür auch ein Laser mit einer anderen
Wellenlänge benötigt.
Hier eine Tabelle zum Vergleich von CDs und DVDs:
Tabelle 1: Unterschiede zwischen CD und DVD
CD
Dicke 1,2 mm
Durchmesser 12 cm
Ausleseseiten 1
Schichten pro Seite 1
Lesegeschwindigkeit 1,2 m/s
Spurabstand 1,6 µm
Kleinste Pitlänge 0,833 µm
Relfektionsgrad min. 70%
DVD Single-Layer
2x 0,6 mm
12 cm
1 oder 2
1
3,49 m/s
0,74 µm
0,4 µm
45 - 85%
5 Grundlagen Speichertechnologien(5 Seiten)
DVD Double-Layer
2x 0,6 mm
12 cm
1 oder 2
2 kB
3,84 m/s
0,74 µm
0,44 µm
18 - 30%
5
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Laserwellenlänge 780 nm
Quelle: das ELKO
635/650 nm
635/650 nm
Entnommen aus: das ELKO
Abbildung 3: Schematische Darstellung: Lesen der Daten von einem optischen Medium (CD)
Für eine bessere Datenstrukturierung ist die CD in so genannte Track und Sektoren unterteilt.[3] Ein Track
beinhaltet in der Regel mehrere Sektoren, wovon jeder Sektor einen eigenen Zeitcode hat. Für eine Datennutzung
mussten jedoch noch zusätzliche Header und ein Dateisystem eingeführt werden.[3]
Ausgelesen werden die Daten mit einem Laser, der die Schutzschicht durchdringt und auf die reflektierende
Aluminiumdatenschicht strahlt. Bei einem Wechsel zwischen Pits und Lands wird der Laserstrahl leicht
abgelenkt, was wiederum von einer Fotozelle im Lesegerät registriert wird und eine geringe elektrische Spannung
erzeugt. Diese Spannungswechsel werden schließlich in, für den Computer verständliche Nullen und Einsen
umgewandelt.[3]
Bis zur Blu-ray Disk hat sich an diesem Verfahren lediglich die Größe der Struktur und die Wellenlänge der Laser
verändert. Je kleinere Strukturen möglich sind, desto mehr Daten passen auf eine Scheibe von gleicher Größe wie
eine CD.
Vergleich zwischen Datenträgern, Übertragungsraten und Speicherkapazität:
Tabelle 2: Vergleich unterschiedlicher optischer Speicher
CD
DVD
Datenrate 1,2288 Mbit/s
11,08 Mbit/s
Blu-ray Disk
SL: 23,3/25/27 GB
DL: 50 GB
ML: 400 GB
36-54 Mbit/s
Speicherkapazität
0,68-1 GB
(SL/DL)
4,7/8,5 GB
Spurweite 1,6 µm
0,74 µm
0,32 µm
635 / 650 nm
405 nm
405 nm
Rot
Violett
Violett
Laserwellenlänge 780 nm
Laserfarbe Infrarot
5.1 Optische Speicher
HD-DVD
ROM/R: 15/30/51
GB
RW: 20/32 GB
36,55 Mbit/s
Lead In/Out: 0,68
?m
ROM/R Data
Zone: 0,40 ?m
RW Data Zone:
0,34 ?m
HVD
300 GB, geplant
3,9 TB
1 Gbit/s
n/A
650 nm und 532
nm
Rot und Grün
6
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Quellen: das ELKO: CD-ROM, DVD, Blu-ray Disk, HD-DVD; HVD-World.de
Anders ist die Technik jedoch bei moderneren holographischen Speichern. Da hier jedoch unterschiedlichste
Techniken verwendet werden, werden diese später in den jeweiligen Kapiteln genauer erläutert.
5.2 Magnetische Speicher
Die Technologie der magentischen Speichermedien wird hier an Hand der klassischen Festplatte erläutert. Eine
Festplatte besteht aus bis zu 12 runden Platten aus Metall, welches meistens Aluminium oder eine Legierung
davon ist. Diese Platten rotieren um die eigene Achse. Auf einer Seite jeder Platte befindet sich ein
Lese-/Schreibkopf der auf einem Luftpolster über der Platte schwebt.
Die Lese-/Schreibkopfe werden über einen einzigen Arm gesteuert. Das bedeutet, dass die Position der Köpfe auf
den Platten immer die gleiche ist. Auf der Abbildung 4 ist eine schematische Seitenansicht des Plattenstapels zu
sehen.
Entnommen aus: Becker; Technische Informatik; 2005; S. 284
Abbildung 4: Schematische Seitenansicht einer Festplatte
Die Lese-/Schreibköpfe schweben - wie bereits angedeutet - auf einem Luftpolster über den Platten. Der Abstand
zwischen Platte und Kopf beträgt 15nm. Eine Verunreinigung der Platten durch Staub o.Ä. würde zu einem
Defekt der Festplatte führen. Um eine bildliche Vorstellung des Abstandes zu bekommen, zeigt die Abbildung 5
einen Vergleich zur Größe eines Staubkorns und einem Haar.
Entnommen aus: Becker; Technische Informatik; 2005; S. 285
Abbildung 5: Flughöhe des Lese-/Schreibkopfes einer Festplatte
5.2 Magnetische Speicher
7
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Jede Platte besteht aus konzentrischen Kreisen. Diese Kreise sind in Sektoren unterteilt die meist 512KByte
speichern können. Daten werden so mit der Nummer der Plattenoberfläche und Sektornummer adressiert.
Das Speichern der Daten erfolgt nun durch Magnetiesierung kleinster Flächen einer permablen Schicht
ferromagnetischen Materials. Durch das Magnetisieren wird die Polarität manipuliert. Nun werden auf Basis der
Polarität, die elektronischen binären Signale (0 und 1) interpretiert, mit denen das Betriebssystem arbeiten kann.
Dies ist die Grundidee magnetischer Speichermedien.
Die Kapazität einer Festplatte ist also abhängig von der Dichte der ferromagnetischen Flächen, je Dichter diese
aneinander liegen je mehr Informationen können auf einer Platte gespeichert werden.
Die Geschwindigkeit des Lesens und Schreibens ist abhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Platten
und der Positionierungsgeschwindigkeit der Köpfe. Hinzu kommt noch ein Zwischenspeicher, der für einen
kontinuierlichen Datenfluss verantwortlich ist[4].
5.3 Flash Speicher
Flash-Speicher wird als EEPROM bezeichnet. Der mechanische Zugriff auf Daten wird zunehmend durch
Halbleitertechnik abgelöst. Ein Halbleiter ist ein Transistor der Aufgrund seiner elektrischen Leitfähigkeit als
Leiter aber auch als nicht Leiter agieren kann.
In der Abbildung 6 ist eine dünne Stelle zwischen dem schwebenden Gate und der N+ dotierten Drainzone zu
sehen, die eine Dicke von 10nm aufweist. Durch das Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen Gate und Drain
können Elektronen duch diese Schicht fließen. Je nach Polarität des Feldes fließen die Elektronen auf das
schwebende Gate oder werden von diesem abfließen. Aus diesen zwei unterschiedlichen Zuständen wird ein
binärer Zustand generiert, der 0 oder 1 ist.
Durch die geringe Dicke der Schicht zwischen Gate und Drain ist keine erhöhte Programmierspannung mehr
erforderlich und ermöglicht ein nicht sehr aufwändiges Lese- und Schreibverfahren.
Entnommen aus: Borgmeyer; Grundlagen der Digitaltechnik; 1997; S. 227
Abbildung 6: Transistortechnik
Die Kapazität eines Flash-Speichers ist also abhängig von der Anzahl an Transistoren. Die Anzahl der Zugriffe ist
derzeit auf ca. eine Millionen beschränkt[5].
5.3 Flash Speicher
8
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
5.4 Flüchtige Speicher
Entnommen aus: Corsair
Abbildung 7: Corsair 2 GB DDR2 SDRAM DIMM Modul
Die Daten und Programme eines Rechners werden in einem Hauptspeicher oder Arbeitsspeicher hinterlegt. Dabei
bearbeiten die Programme die Daten. Folglich ändern sich die Daten ständig. Beim Arbeitsspeicher handelt es
sich um einen flüchtigen beziehungsweise einen nicht permanenten Speicher. Nachdem die Stromversorgung des
Arbeitsspeichers unterbrochen wird, geht auch in der Regel der gespeicherte Inhalt verloren. Beim nächsten
anschalten werden alle Bits auf 0 gesetzt[6]. Der Arbeitsspeicher wird auch RAM (Random Access Memory)
genannt, welches soviel wie direkter Speicherzugriff bedeutet. Im Gegensatz zum blockweisen (Festplatte) und
sequenziellen (Magnetband) Zugriff wird beim Arbeitsspeicher direkt auf eine Zelle zugegriffen[7]. Ein
Arbeitsspeicher ist auf der nebenstehenden Abbildung 7 aufgeführt.
Entnommen aus: Tanenbaum (2006), Seite 88
Abbildung 8: Drei Arten, einen 96 Bit-Speicher zu organisieren
Der Speicher besteht aus einer Reihe von Zellen die Informationen aufnehmen können. Jede Zelle wird mit 0 bis n
− 1 nummeriert. Die Nummern stehen für die Adressen der Zellen, auf dem die Computerprogramme zugreifen
können. Die Zelle besitzt eine feste Bitanzahl, die 2k Bits enthalten kann. Benachbarte Zellen haben aufeinandere
folgende Adressen[8]. Der Zusammenhang zwischen der Adresse, die Zelle sowie die Bitanzahl der Zelle wird
durch die nebenstehende Abbildung 8 veranschaulicht.
Die Rechner, die das binäre Zahlensystem verwenden, drücken auch die Adressen in Binärzahlen aus. Besteht
also eine Adresse aus m Bits so können maximal 2m Zellen adressiert werden. Folglich ist die maximale Anzahl
an Zellen nicht von der Bitanzahl der Zelle selber sondern von der Bitanzahl der Adresse abhängig. Nach der
Abbildung 8 (a) wird die für Adressierung der Zelle vier Bits benötigt (24 = 16) während (b) und (c) auch mit drei
Bits (23 = 8) angesprochen werden können. Je größer also die Bitanzahl der Adresse ist desto größer ist die
maximale Speicherkapazität[9]. Folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Abhängigkeit zwischen
Adressgröße und Speicherkapazität:
Tabelle 3: Abhängigkeit der verwendeten Adressbits zur Speicherkapazität
Adressbits
16
max. Speicherkapazität
64 kB
5.4 Flüchtige Speicher
9
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
20
24
32
64
Quelle: Gumm (2006), Seite 45
1 MB
16 MB
4 GB
16 ExaByte
Die Zelle ist die kleinste adressierbare Einheit. Rechner, die mehrere Zellen zusammenfassen, können sogenannte
Wörter bilden, die direkt angesprochen werden. Ein Rechner mit einer 32 Bit Architektur besitzt 4 Byte pro Wort
und die 64 Bit Architekturen 8 Byte pro Wort. Meistens wird ein Wort bei der Operation von ganzen Wörtern
verwendet, wie zum Beispiel bei der Addition von zwei Wörtern[10], die jeweils eine Integerzahl sein kann.
Man unterscheidet zwei Typen von Speicherzellen. Das sind die dynamischen Speicherzellen DRAM (Dynamic
Random Access Memory) und die statischen Speicherzellen SRAMs (Static Random Access Memory).
SRAM-Speicherzellen sind mit Zugriffzeiten von bis zu 0,5 ns mit einem Faktor von bis zu 80 schneller als
DRAM-Speicherzellen. Dagegen ist der Aufbau der SRAM-Speicherzelle komplexer aufgebaut als die
DRAM-Speicherzelle. Folglich werden SRAM-Speicherzellen dort eingesetzt, wo die Zugriffzeit eine wichtige
Rolle spielt, wie zum Beispiel beim Register oder Cache eines Prozessors. Die DRAM-Speicherzellen werden
eher im Hauptspeicher verwendung finden[11].
Der Cache-Speicher befindet sich logisch zwischen der CPU (Central Processor Unit) und dem Hauptspeicher. Er
dient dazu die Performancelücke zwischen dem vergleichsweise langsamen Hauptspeicher und der CPU zu
überbrücken. Deshalb ist der Cache im Gegensatz zum Hauptspeicher wesentlich kleiner und schneller. Die
grundlegende Idee besteht darin im Cache eine geeignete Auswahl an Kopien der Daten aus dem Hauptspeicher
bereit zu stellen. Damit wird der Zugriff auf den langsamen Hauptspeicher umgangen beziehungsweise wird
durch den Cache ersetzt. Um die Idee umsetzen zu können, muss die Frage beantwortet werden welche Daten des
Hauptspeichers in den Cache kopiert werden beziehungsweise welche Daten die CPU als nächstes benötigen
wird. In der Praxis ist dies nicht immer möglich. Man beschränkt sich darauf möglichst häufig die richtige
vorhersage zu treffen. Das geläufige Konzept zur Lösung des Problems basiert auf das Lokalitätsprinzip. Es
besagt, dass im Rahmen eines Programmablaufs bestimmte Zeitpunkte existieren auf dem bevorzugt und
wiederholt zugegriffen wird. Dieser Bereich sowie der naheliegende Adressbereich im Hauptspeicher werden in
den Cache geladen. Ein Beispiel einer solchen Verarbeitung wären Schleifen und Arrays. Folglich kopiert man
nicht die Daten in den Cache die gerade verwendet werden sondern ganze Blöcke aus dem Arbeitsspeicher.
Dasselbe gilt auf für Daten auf den häufig zugegriffen wird.[12].
6 Zukünftige Speichertechnologien (15 Seiten)
6.1 Optische Speicher
6.1.1 Digital Multilayer Disc
Die Digital Multilayer Disk ist ein neues optisches Speichermedium, das derzeit von der D Data Inc. Entwickelt
wird. Basis für dieses neue Format ist die 3D optical data storage Technologie. Eine Technologie, die ehemals
von der Firma Constellation 3D für ihre Fluorescent Multilayer Disk entwickelt wurde[13].
Da die Fluorescent Multilayer Disk, aufgrund von Geldmangel und der Auflösung der Firma Constellation 3D[14],
leider nie fertig gestellt werden konnte, kann man davon ausgehen, dass die Digital Multilayer Disk nun eine Art
fertiggestellte Version der Fluorescent Multilayer Disk ist.
6 Zukünftige Speichertechnologien (15 Seiten)
10
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Constellation 3D wurde aus Geldmangel aufgelöst[14], weil dem Unternehmen nach einer falschen Präsentation
die Investoren absagten. Man wollte während der COMDEX im Jahr 2000 einen Prototyp der Fluorescent
Multilayer Disk vorstellen. Hierzu wurden ein Prototyp und ein zugehöriges Laufwerk fertiggestellt, tatsächlich
befanden sich die Daten jedoch auf einer Festplatte. Laufwerk und Prototyp waren noch unbrauchbar.
Entnommen aus: en.wikipedia.org
Abbildung 9: Technik des 3D optical storage system.
Die D Data Inc. kaufte, nach ihrer Gründung, 2003 die Patente für die Technologie für ihre Digital Multilayer
Disc[13]. Wie bereits von der Double Layer Technologie von DVDs bekannt, verwendet die Digital Multilayer
Disks mehrere Schichten auf denen Daten zu finden sind. Hierfür werden jedoch nicht nur zwei sondern vier oder
mehr Schichten verwendet, die aus fluoreszierenden Materialien bestehen. Trifft ein Laser nun auf einen solchen
fluoreszierenden Pit beginnt dieser zu leuchten, was vom Lesegerät aufgenommen und verarbeitet werden kann.
Da die Pits, durch die Fluoreszenz, selbstständig leuchten wird auch keine reflektierende Aluminiumschicht mehr
benötigt.
Die für DMD verwendete 3D storage system Technologie hat eine dreidimensionale Auflösung[15], im Gegensatz
zur zweidimensionalen, die z.B. bei der CD Verwendung findet. Je nachdem wie viele Schichten das Medium hat
sind mit dieser Technologie Kapazitäten bis in den Terrabyte-Bereich hinein möglich. Die Datenspeicherung und
das Auslesen der Daten läuft jedoch weiterhin mit einem gewöhnlichen roten Laser. Jedoch ist eine gewisse
Nicht-Linearität der Datenschichten notwendig, da zum Erreichen eines Punktes auf dem Medium, ggf. andere
Daten, von einer anderen Schicht, den Laser kreuzen.[15] Aufgrund dieser Nicht-Linearität ist es derzeit nur
möglich maximal 10 Schichten auf einer Disk zu verwenden.
Aufgrund der theoretischen Kapazität von mehreren Terrabyte ist diese Technologie, auch wenn sie zur Zeit auf
Eis zu liegen scheint, der größte Konkurrent für Techniken wie das Holographic Data Storage System. Obwohl
die Technologie in einem unmittelbaren Zusammenhang zur Holografietechnik liegt, werden hier keine
Hologramme verwendet, sie lässt sich dennoch nicht von der Holografietechnik trennen.
6.1.2 Versatile Multilayer Disc
Eine weitere Disk, die eine ähnliche Technologie verwendet, wie die Digital Multilayer Disk ist die Versatile
Multilayer Disk (VMD) von New Medium Enterprises (NME), die pro verwendeter Schicht bis zu 5 GB
speichern können soll. Die erste VMD soll vier Schichten besitzen und eine Kapazität von bis zu 20 GB besitzen.
Möglich seien aber auch acht Schichten, wodurch die Disk eine Kapazität von bis zu 40 GB erreichen könne.[16]
Für diese Technik, so NME, wird ein roter Laser verwendet, weshalb gängige Produktionsanlagen für DVDs nur
geringe Veränderungen benötigen. Ähnlich sieht dies bei gängigen Abspielgeräten aus, diese müssten laut
Hersteller lediglich umprogrammiert werden, damit der Laser die unterschiedlichen Schichten ansprechen kann.
Vorgeführt wurde dies bereits auf der CeBit 2005, wo NME hochauflösende Filme über einen modifizierten
DVD-Player von einer VMD vorführte.[16]
6.1.1 Digital Multilayer Disc
11
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
6.1.3 Holografische Speicher
6.1.3.1 Geschichte der holografischen Speicher
Die Zukunft der optischen Speichermedien findet sich zunehmend in holografischen Speichermedien. Auf
TecChannel.de[17] berichtete man schon im Juli 2003 über Möglichkeiten von holografischen Speichern, die
Forschung laufe jedoch bereits seit 40-50 Jahren. So werden bereits auf Geldscheinen oder Kreditkarten
Hologramme mit Identifikationsmerkmalen angewandt.
Da holografische Medien dazu in der Lage sein sollen den gesamten Körper des Mediums dreidimensional zu
nutzen, seien durch Holografie sehr hohe Speicherdichten möglich, berichtet TecChannel.de[17].
Bereits zu damaliger Zeit sah man auf die holografischen Speicher für die Nutzung mit HDTV-Geräten.
Blaulicht-Laser-Medien (vgl. BluRay), seien hier nur eine mittelfristige Lösung für die Kapazitätsprobleme[17].
Auch Medien auf Basis von Blaulicht-Lasern wurden zu damaliger Zeit zu den holografischen Medien gezählt.
Neben der BluRay-Technik von Sony gehörte die Ultra-Density-Optical-Technik (UDO) von Plasmon zu den
Vorreitern.
6.1.3.2 Allgemeine Technik von holografischen Speichern
Durch die Überlagerung von zwei Lichtstrahlen ? Objektstrahl und Referenzstrahl ? lässt sich ein Hologramm
erzeugen. Häufig stammen beide Lichtstrahlen ? meist werden hierzu Laser verwendet ? aus der gleichen
Lichtquelle, die lediglich optisch geteilt wird. Dem Objektstrahl wird nun ein moduliertes Abbild der Daten
(Bitmuster) zugeteilt, der Referenzstrahl aus kohärentem Licht dient der späteren Interferenz mit dem
Objektstrahl.[17]
Die Modulation des Abbild im Objektstrahl kann durch einen räumlichen Lichtmodulator (SLM = Spatial Light
Modulator)[17] erfolgen, oder durch Mikrospiegel-Chips, wie sie auch in Projektoren verwendet werden, erfolgen.
Lichtmodulatoren sind meist eine Anordnung von Flüssigkristallen, vergleichbar mit LCD-Bildschirmen.
Durch die Speicherung der, durch die Interferenz entstehenden, Hologramme auf lichtempfindlichen Medien
können optische Durchlässigkeit, Materialdicke oder die Lichtbrechung im Medium verändert werden. Interessant
ist hierbei auch, dass mehrere Abbilder ineinander gespeichert werden können, wobei man die einzelnen Bilder
dann nur bei Betrachtung aus unterschiedlichen Blickwinkeln sehen kann.[17]
Einzelne Bits können hierbei in Form eines Würfels mit, der Lichtwellenlänge entsprechenden Kantenlängen in
das Medium übertragen werden. Bereits bei normalen Helium-Neon-Lasern mit der Wellenlänge 632,8nm könne
man somit in der Theorie eine Speicherkapazität von ca. 8 Millionen TB pro Kubikzoll erreichen . Aufgrund
nötiger Fehlerkorrekturbits und des bis heute mangelhaften optischen Systems liegen die Kapazität jedoch einige
Ebenen tiefer.
Zum Auslesen der Abbilder wird nun ein, dem Referenzstrahl identischer Lichtstrahl benötigt, der das
ursprüngliche Abbild wiederherstellt. Das Abbild wird dabei durch die Bestrahlung mit dem Referenzstrahl von
der Rückseite des Mediums aus, als dem Objektstrahl identischer Lichtstrahl wiederhergestellt. So benötigt man
für Beschreiben und Auslesen eines Mediums nur ein optisches System.[17]
Ein CCD-Chip(Charge-coupled Device) übernimmt in der Regel die Auswertung und wandelt die Signale in
elektrische Signale um. Diesen kann man z.B. mit einer Art Schieberegister vergleichen, bei dem Inhalte einer
Speicherzelle in benachbarte Zellen verschoben werden.
6.1.3.3 Holographic Data Storage System
6.1.3 Holografische Speicher
12
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Entnommen aus: grcblog.com
Abbildung 10: Eine holografische Disk von General Electrics
Die Entwicklung des Holographic Data Storage System (HDSS) begann bereits 1995 in einem Konsortium, dass
aus einer Vereinigung von Universitäten, Industrie und Regierung bestand. Ziel war es ein Speichersystem zu
entwickeln, mit dem enorme Kapazitäten erreicht werden können. Die Forschung wurde in Richtung der
optischen Speicher geleitet, wo es bereits Forschung an Multilayer-Systemen gab.
Schnell wurde klar, dass die Zukunft der Speichermedien bei den holografischen Speichersystemen liegt, da die
Muster im Medium so angelegt werden können, dass man aus unterschiedlichen Blickwinkeln unterschiedliche
Daten erhalten kann. Somit ist eine enorme, physische Datendichte möglich.
Bereits zu damaliger Zeit gab es die theoretische Grundlage für diese Technologie und die Überlegungen über das
zu verwendende Medium gingen von rotierenden Disks, ähnlich der CD, bis hin zu einzelnen Kristallen. Der
Schlüssel dieser Technologie sollte der zweite Laser sein, der es ermöglicht, das Abbild wieder auszulesen.
Wichtig ist dabei ebenfalls, dass Daten nicht mehr auf einer Metallschicht auf der Scheibe gespeichert werden
sondern im eigentlichen Körper der Scheibe. Die Schwierigkeit besteht jedoch darin, dass dieser zweite Laser
exakt den Winkel aufweisen muss, den auch der originale Referenzstrahl aufwies.
Entnommen aus: Inphase
Abbildung 11: Das tapestry? 300r Laufwerk der Firma InPhase
2006 testete man auf der Consumer Electronics Show erste markttaugliche Systeme mit einer Kapazität von
300GB. General Electrics entwickelte unterdessen ein System, das bereits Kapazitäten von 500 GB bietet.
Brian Lawrence, der Verantwortliche für das Projekt ?Holografische Speicher?, von General Electrics beschreibt
in einem Blogeintrag, aus dem General Electrics Global Research Blog, vom 3. Februar 2006[18]die
Funktionsweise der holografischen Speicher und Möglichkeiten dieser Technologie. Demnach soll es möglich
sein auf einer Disk 1.000.000 bit pro Hologramm, 10.000 Hologramme pro Position und 1000 Positionen zu
speichern. Das entspräche in etwa 1250 TB pro Disk, was jedoch nur mit dem perfekten Material und einer
perfekten Technik möglich ist.
In einem weiteren Blogeintrag vom 27. April 2009[19] beschreibt Brian Lawrence erneut die Wichtigkeit des
6.1.3.3 Holographic Data Storage System
13
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Materials für das Projekt, sowie weitere Fortschritte. Medien für holografische Speicher müssen demnach sehr
durchsichtig sein und gute Reflektions- und Brechungseigenschaften haben. Vor allem aufgrund von geringeren
Laserenergien beim Lesen sind diese Eigenschaften sehr wichtig. Man benötigt Materialien, die ein
Hochenergie-Speichern, ein Niedrigenergie-Lesen und gleichzeitig eine hohe Reflektion ermöglichen. Durch die
Verwendung von Blaulicht Lasern mit einer Wellenlänge von 405nm, wie sie auch bei Blu-ray zum Einsatz
kommen wird so eine Kapazität von bis zu 500 GB erreicht.
Entnommen aus: Inphase
Abbildung 12: Die tapestry? 300r Disk der Firma InPhase
Ein weiterer Konkurrent auf dem Markt ist ?InPhase?, das aus einer Vereinigung eines Ablegers der Bell Labs
und Lucent Technologies entstand und aus dem Gedanken heraus gegründet wurde das erste Unternehmen zu
sein, dass holografische Speicher auf den Markt bringt. In der Tat brachte InPhase bereits Ende 2006 das erste
holografische Speichersystem auf den Markt. Dies bestand aus einem Laufwerk, das Kapazitäten von bis zu 300
GB verarbeiten konnte und eine Lesegeschwindigkeit von bis zu 20 MB/s sowie eine Schreibgeschwindigkeit von
bis zu 160 Mb/s ermöglichte.[20]
Hierzu wurde das WORM-Speicherformat (WORM = write once read multiple) und ein Blaulicht-Laser mit der
Wellenlänge 405nm verwendet. Das Laufwerk war zu Beginn für ca. $ 18.000 erhältlich.
Das zugehörige Medium, mit einer Dicke von 1,5mm und einem Durchmesser von 130mm, das eine
Datenlebensdauer von 50 Jahren durchstehen soll, war für ca. $180 erhältlich.[20]
2008 sollte der Nachfolger mit einer Kapazität von 800GB folgen. Auf der Produktseite lässt InPhase bereits auf
einen Nachfolger mit einer Kapazität von bis zu 1,6 TB blicken, der eine Transferrate von bis zu 120 MB/s
ermöglichen soll. Weiter heißt es dort, dass alle 18-24 Monate mit einer neuen Generation zu rechnen sei. Somit
wären die ersten 1,6 TB Disks bereits 2010 erhältlich.
6.1.3.4 Holographic Versatile Disc
Die Holographic Versatile Disc (HVD) soll ein neuer Standard für optische Speichermedien werden, der in
nächster Zeit Techniken wie Blu-ray ablösen soll.
Blu-ray und DVD ähnlich, sollen sich die Daten auf einer rotierenden, spiegelnden Scheibe befinden.[21] Hier
findet sich auch ein Unterschied zu den bereits vorgestellten Disks, die beidseitig durchleuchtet werden können,
denn HVD haben wieder eine reflektierende Schicht mit Pits und Lands, wie es bei klassischen CDs und DVDs
der Fall war. Zusätzlich bieten HVDs aufgrund der Holografietechnik jedoch eine sehr viel größere
Speicherkapazität gegenüber DVDs und sogar Blu-ray-Discs.
6.1.3.4 Holographic Versatile Disc
14
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Zum Vergleich, eine herkömmliche DVD hat eine Kapazität von 4,7 GB, eine Blu-ray Disk könnte es immerhin
auf 400GB schaffen, die neue HVD soll Kapazitäten von bis zu 4 TB erreichen können.[21]
Die Technik der Holographic Versatile Disk basiert auf der Collinear? Technik[22], die bereits 2006 von der Firma
Optware eingeführt wurde. Seitdem arbeiten mehrere Firmen und Organisationen an der Standardisierung des
HVD-Verfahrens. Neben bekannteren Firmen wie IBM (International Business Machines), Sony, Philips,
Fujifilm, Panasonic und Toshiba , sind zahlreiche andere Unternehmen an der Entwicklung beteiligt. Einige,
vorwiegend japanische Unternehmen haben sich zu einer Forschungsvereinigung zusammengeschlossen, dem so
genannten Holography System Development Forum (HSDF).[23]
Mitglieder des HSDF sind:
Entnommen aus: Compress.ru
Abbildung 13: HVD-Logo
?
Entnommen aus: HowStuffWorks.com
Abbildung 14: Eine HVD ohne Ummantelung
• ALPS
• CBC Group
• CMC Magnetics
• DIC
• Fujifilm
• JIC
• JWU Kodate
• Kyoeisha
• Memory-Tech
• Nippon Kayaku
• Nipponpaint
• Oerlikon
• Pulstec
• Shibaura
• Suruga Seiki
• Teijinkasei
• Toagosei
• Tokiwa
6.1.3.4 Holographic Versatile Disc
15
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Eine aktuelle Liste der Mitglieder des HSDF findet sich unter: HVD-Forum Member List .
Neben den Mitgliedern des HSDF nehmen regelmäßig auch weitere Firmen an einem Komitee zur
Standardisierung von HVD teil, z.B.:
Entnommen aus: 1.bp.blogspot.com
Abbildung 15: Ansichten: HVD(links) und DVD-R(rechts)
?
• Hitachi
• IBM
• InPhase
• Optware
• Ovalrock
• Panasonic
• Philips
• Pioneer
• Plasmon
• Pulstec
• Software Architects
• Sony
• Universität von Stanford
• Texas Instruments
• Toagosei
• Toshiba
Entnommen aus: HVD-Forum.org
Abbildung 16: Struktur einer HVD.
?Das Collinear?-Verfahren unterscheidet sich von den Standard-Verfahren, die für die Holografie-Technik
verwendet werden. Da die Disks bei diesem Verfahren wieder eine reflektierende Aluminiumschicht besitzen,
6.1.3.4 Holographic Versatile Disc
16
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
können sie nicht beidseitig durchleuchtet werden. Jedoch wird auch die HVD von zwei Lasern abgetastet[22]. Ein
roter Laser tastet hierbei eine Schicht direkt unter der Datenschicht ab, auf der sich die von der DVD bekannten
Hilfsinformationen wiederfinden, die nötig sind um die gelesenen Daten korrekt einzuordnen. Ein ?feinerer?
blauer oder grüner Laser tastet hier die eigentliche Datenschicht ab, in der sich die Informationen in
Hologrammen befinden. Durch den Laser mit der geringeren Wellenlänge lassen sich Daten mit sehr viel
kleineren Abständen auf der Disk platzieren. Außerdem kann ein sehr viel präziseres Auslesen der Daten
gewährleistet werden, wodurch die Kapazität weiter erhöht wird.[22]
Anders als bei den meisten Lese- und Schreibverfahren der Holografietechnik verwendet Collinear? keine zwei
Achsen-Holografie, stattdessen werden beide Strahlen koaxial abgeglichen und durch eine einzelne Linse
projiziert, so können alle nötigen optischen Einheiten auf einer Seite der Disk platziert werden, wie es auch von
CDs und DVDs bekannt ist.[22]
Fälschlicherweise brachte die Firma Maxell 2006 bereits ein Medium auf Basis der von InPhase verwendeten
Technik als HVD auf den Markt.
6.1.4 Protein-coated disc
Entnommen aus: www.ks.uiuc.edu
Abbildung 17: Struktur des Bacteriorhodopsin
Nach der Holographic Versatile Disc wird die Protein-coated Disc (PCD) vermutlich den nächsten großen
Kapazitätssprung für optische Speichermedien bringen, so soll eine gewöhnliche PCD bereits eine Kapazität von
50 Terabyte besitzen.[24]
Grundlage dieses enormen Kapazitätssprungs ist eine, von Professor Venkatesan Renugopalakrishnan[25], von der
Florida International University, entwickelte Technologie, bei der eine normale DVD eine Protein-Ummantelung
erhält, die bei Lichteinstrahlung eine chemische Substanz erzeugt, die als Energiespeicher dienen kann. Der
enorme Kapazitätssprung erklärt sich hier mit der Größe der Proteine. Diese sind nur wenige Nanometer groß und
können daher in Maßen sehr dicht aneinander Daten enthalten.
6.1.4 Protein-coated disc
17
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Das Protein Bacteriorhodopsin stammt von den so genannten Halobakterien und agiert quasi als eine
Protonen-Pumpe. Durch Bestrahlung mit Licht wird ein Proton durch die Membran aus der Zelle bewegt,
wodurch chemische Energie erzeugt wird. Durch diesen Effekt kann jedes Molekül als einzelnes Bit dienen.[25]
Das violette Bacteriorhodopsin-Molekül absorbiert am besten grünes Licht mit einer Wellenlänge von 500-650
nm, wobei das Absorbtionsmaximum tatsächlich bei 568 nm zu finden ist.
Allerdings finden die eigentlichen Proteine in der Regel sehr schnell zu ihrem Ursprungszustand zurück[24], meist
schon nach einigen Stunden oder wenigen Tagen, weshalb man die DNA, des Bakteriums insofern veränder
musste, dass man eine höhere Verweildauer der Proteine im Speicherzustand erhalten konnte.[25] Eine Haltbarkeit,
die mit derzeit aktuellen Medien vergleichbar ist, erhielt man bisher jedoch noch immer nicht.
In Zusammenarbeit mit der japanischen Firma NEC stellte Renugopalakrishnan einen Prototyp her, der im Juli
2006 erstmals ins Brisbane vorgestellt wurde. Weiter ließ Renugopalakrishnan verlauten, dass bereits 18-24
Monate später eine Markteinführung stattfinden könne.[25]
Seit 2007 sind jedoch keine neuen Informationen zu dieser Technologie hervorgedrungen, weshalb man keine
eindeutigen Aussagen zur Markteinführung treffen kann.[25]
6.2 Magnetische Speicher
Die magnetische Speicher sind heutzutage die Verbreitetsten. Nahezu jeder Personal Computer arbeitet mit einem
magnetischem Speicher. Ob dieser Speicher Zukunft hat und welche Forschungen in diesem Bereich stattfinden
wird in diesem Abschnitt untersucht.
6.2.1 Klassische Festplatten
Die klassische Festplatte entwickelt sich in Bezug auf Kapazität und Zigriffszeiten stetig weiter und das wird auch
in Zukunft noch so sein bis eine andere Technik die klassische Festplatte vom Markt verdrängt. Es sind allerdings
keine Quantensprünge mehr in diesem Bereich zu verzeichnen. Die derzeitige maximale Kapazität liegt bei
2TByte für Desktop-PCs, auch für Server wird diese Platte von Western-Digital auf den Markt kommen. Diese
Platte hat somit die vierfache Kapazität von einer Platte aus dem Jahre 2004[26].
Desweiteren werden Pufferspeicher erweitert, um den Schreibfluss und Zugriffszeit zu verbessern. Die Größe des
Pufferspeichers liegt derzeit bei maximal 64MByte. Im Jahre 2004 lag diese bei 16 MByte und ist somit
proportional zur Kapazität gestiegen. Abbildung 18 zeigt die Kapazitätsentwicklung von 1984 bis 2004.
6.2 Magnetische Speicher
18
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Entnommen aus: Hansen/Neumann; Wirtschaftsinformatik 2; 2005; S. 204
Abbildung 18: Kapazitätsentwicklung 1984 - 2004
Die aktuelle gängige Schnittstelle S-ATA - die IDE ersetzt hat ? hat nun in der dritten Generation eine
Datenübertragungsrate von 6GBit/s. IDE wieß lediglich eine Übertragungsrate von 133MB/s auf. Desweiteren
gibt es sogenannte FibreChannels, die mit Lichtwellentechnik eine Geschwindigkeit von 8Gbit/s aufweist.
Klassische Festplatten arbeiten derzeit mit einer Geschwindikgeit von 1Gbit/s, die volle Übertragungsrate wird
auch in Zukunft nur mit anderen Technologien möglich sein
Um den Trend der Green-IT nachzugehen wird versucht die Leistungsaufnahme der Festplatten möglichst gering
zu halten. Dies ist für Unternehmen von großer Bedeutung. Die Einsparung von 2-3Watt pro HDD macht bei
einer einzelnen noch nicht viel aus aber wenn man über tausende redet, ist das sehr wohl ein Kostenfaktor[27].
Die klassische Festplatte wird noch eine Zeit lang auf dem Markt vertreten sein. Doch es ist anzunehmen, dass die
klassische Festplatten durch Racetrack o.Ä. vom Markt verdrängt werden, da die zukünftigen Forschungen keine
großen Sprünge in punkto Kapazität und Zugriffszeiten versprechen. Allerdings wird die Weiterentwicklung der
klassischen Festplatte trotzdem stattfinden, da bereits etablierte Techniken in der Regel günstiger sind als neue
Technologien.
6.2.2 Hybride Festplatten
Eine Hybride Festplatte hat zu dem bereits bestehendenm Cache einen weiteren Flash-Pufferspeicher. Dieser
wurde integriert um die Leistungsaufnahme der Festplatte zu verringern und um die Geschwindigkeit von
Schreib- und Lesezyklen zu beschleunigen. Dies kommt dadurch zustande, dass der Flashspeicher als
Zwischenspeicher genutzt wird. Erst wenn dieser voll ist werden die Daten auf die Festplatte geschrieben. Die
6.2.1 Klassische Festplatten
19
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Leistungsaufnahme verringert sich dadurch, dass die HDD bis zu dem Zeitpunkt im Stromsparmodus arbeitet bis
der Flash-Speicher voll ist. Wie der Aufbau einer Festplatte gestaltet ist, macht Abbildung 19 deutlich.
Entnommen aus: das ELKO
Abbildung 19: Struktur einer Hybrid-Festplatte
Die Geschwindigkeitserhöhung resultiert daraus, dass Flashspeicher generell eine geringere Zugriffszeit hat.
Besonders machen sich die schnelleren Schreibzyklen bemerkbar, wenn nichtlineare Zugriffe stattfinden, dass
bedeutet wenn die Schreib-/Leseköpfe mehrmals über die Platte fahren müssten. Dies ist beim ersten Schreiben
auf den Flash-Cache nun nicht mehr nötig, erst nachher findet dann das nichtlineare Schreiben statt wovon der
Benutzer dann nichts mehr mitbekommt. Dieses Verfahren ist allerdings nur bemerkbar wenn die Datenmenge
kleiner als der Flash-Cache ist.
Die Lesezyklen werden dadurch beschleunigt, dass Daten die oft verwendet werden im Flashspeicher gelagert
werden und so schneller abgerufen werden können[28].
Der Nachteil an hybriden Festplatten ist der, dass ein spezielles Programm für hybride Festplatten benötigt wird,
welches die Zwischenspeicherung verwalten muss. Das bedeutet, dass man diese Festplatten nicht mit jedem
beliebigen Betriebssystem nutzen kann. Windows Vista hat bspw. das Programm Ready Drive integriert welches
hybride HDDs verwalten kann. Dieses steuert welche Daten im Flash-Speicher gelagert werden. Desweiteren
werden Schreibzugriffe durch bestimmte Algorithmen organisiert, um die Abnutzung des Flash-Speichers zu
verringern. Die Abnutzung des Flash-Speichers ist ein weiterer Nachteil dieser HDDs. Die Schreibzyklen sind auf
ca. 1Millionen begrenzt und hat somit eine begrenzte Lebensdauer[29].
Diese beiden Nachteile haben dazu beigetragen, dass sich Hybrid-Festplatten nicht so stark durchgesetzt haben.
Da die Leistungssteigerungen nicht so eklatant waren und dazu noch die oben angesprochenen Umstände
hinzukamen, wurde die Festplatte nicht so gut auf dem Markt angenommen. Denkbar ist in Zukunft, dass sich der
Flash-Zwischenspeicher von 256MByte auf 1GByte erhöht um die Leistungsaufnahme weiter zu senken und mehr
Daten die oft verwendet werden zu speichern und das nichtlineare Schreiben auch für größere Datenmengen zu
beschleunigen[30].
Besonders interessant sind diese Festplatten also für Notebooks, um die Akkulaufzeiten durch den häufig
verwendeten Stromsparmodus der Festplatte zu erhöhen.
6.2.2 Hybride Festplatten
20
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
6.2.3 Racetrack-Speicher
Racetrack-Speicher ist eine ganz neue magnetische Technologie um Daten zu speichern. Dies ist eine
Entwicklung von dem Unternehmen IBM. Es handelt sich um Nanodrähte die Racetrack genannt werden aus
magnetischem Material. Bits werden darauf nebeneinander gespeichert. Diese müssen dann an einer
Schreib-/Lesestation vorbei geschoben werden, wie bei der klassischen Festplatte die Scheibe an den
Schreib-/Leseköpfen. Den grundsätzlichen Aufbau des Scheib-/Leseverfahrens zeigt Abbildung 20[31].
Entnommen aus: SearchStorage
Abbildung 20: Racetrack Schreib-/Leseverfahren
Ist der zu beschreibende Teil des Racetracks an der Station angekommen, wird der Draht durch einen
kontrollierten spin-polarisierten Stromimpuls auf die Lese- bzw. Schreibstation geschoben[32].
Dadurch dass der Racetrack auch die dritte Dimension ausnutzt, wie auf der Grafik als Racetrack Storage Array
zu sehen ist, können 100mal mehr Daten auf bestimmten Raum gespeichert werden als heutzutage. Die Technik
soll langfristig den Flash-Speicher und die Festplatten ersetzen. Die Zugriffszeiten liegen bei weniger als einer
Nanosekunde und sind somit 80 Millionen mal schneller als ein klassische Festplatte und 160000 mal schneller
als eine Solid State Disc die in einem späteren Kapitel noch behandelt wird. Ein Racetrack soll zudem keine
Abnutzungserscheinungen aufbringen, was bei dem Flashspeicher ein großer Nachteil ist. Bisher ist diese Technik
nur unter Laborbedingungen realisiert worden. Ein Racetrack-Speicher wurde bisher noch nicht präsentiert
allerdings soll der Racetrack-Speicher in ca. 4 Jahren marktreif sein[33].
6.3 Flash Speicher
Die Flash-Technologie ist eine Technik mit Zukunftspotenzial. Schnelle Zugriffszeiten und hohe
Speicherkapazitäten sind dafür große Faktoren. Ein Nachteil ist die begrenzte Anzahl an Schreibzyklen.
Diese Faktoren werden folgend anhand der Solid State Disc und einer neuen Secure Digital Memory Card
untersucht.
6.2.3 Racetrack-Speicher
21
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
6.3.1 Solid State Drive
Die Strukturbreite heutiger SSDs liegt bei 43 Nanometern. Sie gibt Auskunft darüber, wie viele Bits auf einer
bestimmten Fläche gespeichert werden können. Auf der Road-Map von Flash-Herstellern wird die entwicklung an
22 bis zu 11 Nanometern angegeben, dies deutet auf weitere große Sprünge in punkto Kapazität hin.
Desweiteren gibt es Entwicklungen, die ähnlich wie beim Racetrack anstreben in die dritte Dimension zu
expandieren.
Um eine Vorstellung davon zu bekommen wie eine SSD aussieht, zeigt die Abbildung 21, dass es sich um
herkömmliche Flash-Chips handelt die auch in USB-Sticks vorzufinden sind. Zusätzlich ist auf der Platine
entsprechende Steuerelektronik.
Entnommen aus: SanDisk
Abbildung 21: Solid State Disc
Auch wenn die Geschwindigkeit eines Flashspeichers schon sehr schnell ist, wird der DRAM Cache in SSDs
trotzdem noch bestehen bleiben, damit das beschreiben von Flash-Blöcken möglichst lange hinausgezögert wird,
um einen linearen Datenfluss zu gewährleisten.
Bei den Entwicklungen neuer SSDs reichen die Übertragungsraten von S-ATA mit maximal 6Gbit/s nicht mehr
aus und man verwendet stattdessen FibreChannel. Dies ist eine Schnittstelle für Festplatten die zur Zeit fast
ausschließlich in Rechenzentren verwendet wird, die eine Datenübertragungsrate von 8Gbit/s aufweist. Zudem ist
ein FibreChannel aus Sicht von Kosten noch im preislichen Rahmen. So wäre es Denkbar, dass DesktopPCs in
Zukunft mit der Schnittstelle FibreChannel ausgerüstet werden[34].
Für eine langfristige Datenarchivierung sind SSDs nicht zu empfehlen, da sie eine begrenzte Anzahl an
Schreibzyklen haben. Es wird trotzdem in Zukunft einige Neuerungen im Bereich Storage geben. In Bereichen
wie Filmproduktionen, wo mit sehr großen Datenmengen gearbeitet wird, könnten solche Storagelösungen zum
Einsatz kommen[35]. Dazu mehr in Kapitel 7.
6.3.1 Solid State Drive
22
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
6.3.2 Secure Digital Extended Capacity
Auf der SD-Association, eine Industrieallianz zur SD-Speichertechnologie, wurde eine neue Speicherkarte
angekündigt dessen Größe der einer herkömmlichen SD-Karte von 20mm x 2mm x 21mm entspricht. Die
Kapazität wurde immens gesteigert, sie liegt bei 2 TerraByte was eine enorme Kapazitätsentwicklung im Bereich
des Flashspeichers hervorruft. Auch die Zugriffszeiten der Speicherkarte führen zu einer Verdreifachung der
Geschwindigkeit und wird von heute 104 MByte/s auf zukünftig 300MByte/s steigen. Die Speicherkarte wird als
SDXC auf den Markt kommen, das XC steht für Extended Capacity.
Die aktuelle Kapazitätsgröße einer üblichen Speicherkarte liegt bei 32GByte, SDXC würde die Kapazität somit
um das 64 fache erhöhen.
Wie in dem Kapitel der klassischen magnetischen Festplatten erwähnt wurde, liegt die maximale
Speicherkapazität bei diesen Festplatten derzeit bei 2TBye, somit kann eine kleine SD-Karte ?auch wenn sie noch
nicht auf dem Markt ist ? so viel speichern wie die klassische Festplatte mit der Größe von 102mm x 26mm x
147mm. Geht man rein von dem Volumen aus würden 175 SD-Karten in eine klassische Festplatte passen, das
entspricht 350TByte Speicherplatz. Abbildung 22 zeigt das Aussehen einer SDXC Card.
Entnommen aus: PCG Hardware
Abbildung 22: Struktur einer Hybrid-Festplatte
Zu der Technologie ist bekannt, dass es eine völlig neue Architektur des Flash-Speichers ist, genaue Angaben
wurden noch nicht veröffentlicht. Ein konkreter Veröffentlichungszeitpunkt und Preis sind ebenfalls noch nicht
genannt worden[36].
6.4 Flüchtige Speicher / Zwischenspeicher
6.4.1 Arbeitsspeicher
6.4.1.1 Extreme Data Rate Dynamic Random Access Memory
6.3.2 Secure Digital Extended Capacity
23
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Entnommen aus: toshiba.co.jp
Abbildung 23: 512 MBit XDR DRAM von Toshiba
Das XDR DRAM (Extreme Data Rate Dynamic Random Access Memory) ist eine von der US-Firma Ramus
entwickelte dynamische Speicherzelle. Dabei handelt es sich um eine weiterentwicklung der RDRAM (Rambus
Dynamic Random Access Memory) Technologie, die die erste Speicherzelle von Rambus war. Das
Übertragungsverfahren war unter dem Namen Yellowstone entwickelt worden[37]. Die XDR DRAM
Speicherzellen besitzen eine variable Datenbusbreite zwischen 1 und 32 Bits. Die Taktfrequenz beträgt dabei 3.2
GHz und lässt sich bis auf 6.4 GHz skalieren. So ist es zum Beispiel bei einer Datenbusbreite von 16 Bit
thoretisch möglich 6,1 bis 12,2 GB/s zu übertragen[38].
Entnommen aus: itwissen.info
Abbildung 24: XDIMM mit 32 Bit Busbreite
Die XDR DRAM Speicherzellen werden auch als Speichermodule angeboten, die Rambus als XDIMM
bezeichnet[39]. An der Abbildung 24 ist eine XDIMM dargestellt. An der Abbildung erkennt man, dass die
XDIMM im Vergleich zu anderen Speichermodulen unterschiedliche Einkerbungen besitzen, um ein verwechseln
von DIMM Modulen zu vermeiden.
Der Nachfolger der Speicherzelle von Rambus ist der XDR DRAM II. Eine Neuerung ist die
Flex-Phase-Technologie, die es erlaubt auf eine Taktgeberleitung zu verzichten. Der Takt und der Datenfluss wird
auf verschiedenen Leitungen automatisch abgestimmt. Dies verringert die Latenzzeit und erhöht damit den
Datendurchsatz. Des Weiteren besteht die Möglichkeit durch die interne Organisation des Speichers gleichzeitig
voneinander unabhängige Schreibzugriffe zu realisieren. Zum Beispiel können auf die ungeraden Speicherbänke
Schreibzugriffe erfolgen und gleichzeitig lässt sich die geraden Speicherbänke auslesen[39].
6.4.1.2 Double Data Rate 3
Entnommen aus: Corsair
Abbildung 25: Corsair 2 GB DDR3 SDRAM DIMM Modul
6.4.1.1 Extreme Data Rate Dynamic Random Access Memory
24
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
DDR3 ist der Nachfolger von DDR2, welche von der Jedec Solid State Technology Association, auch bekannt
unter JEDEC (Joint Electronic Devices Engineering Council), entwickelt wurde[40]. JEDEC ist eine
US-amerikanische Organisation zur Standardisierung von Halbleitern[41]. Am 02. Juli 2007 wurde offiziell der
Standard von DDR3 Mainboards und Arbeitsspeicher veröffentlicht[42]. Weniger Wochen später hatte die
US-Firma OCZ, ein Hersteller für Speichertechnik[43], den ersten DDR3 Arbeitsspeicher der Welt entwickelt,
welches dem Standad nach JEDEC entsprach[44].
Eine Weiterentwicklung von DDR3 im Gegensatz zu DDR2 liegt unter anderem in der
8-Bit-Prefetch-Technologie. Die Prefetch Technologie ist ein Verfahren, um den Datendurchsatz zu steigern, ohne
die interne Taktfrequez zu erhöhen. Bei der Adressierung der Daten im Speicher werden mehrere Spaltenadressen
ausgelesen und in einem Eingabe/Ausgabe-Puffer geschrieben. Aus diesem Puffer wird mit einer höheren
Datenrate gelesen und führt damit zu einer größeren Bandbreite der Arbeitsspeicher bei gleicher realer
Taktfrequenz als bei DDR2-SDRAM mit 4-Bit-Prefetch[45]. Dabei ist die Grundtaktrate von DDR3 genau wie bei
DDR und DDR2 auf 100, 133, 166 und 200 MHz geblieben, wobei die maximale Frequenz von DDR2 bei 266
MHz liegt. Die Änderung von DDR auf DDR2 war die Verdoppelung des Prefetches von 2 (DDR) auf 4 (DDR2).
Wie bereits erwähnt war es der nächste Schritt bei DDR3 den Prefetch auf 8 zu erhöhen[46]. Folglich ergibt sich
folgende Tabelle:
Tabelle 4: DR-SDRAM und die Höhe des Prefetches
Speichertechnik Prefetch Bezeichnung
SDR-SDRAM
DDR-SDRAM
DDR2-SDRAM
1
Interner
Speichertakt
Externer
Bustakt
PC-166
166 MHz
166 MHz
PC-1600
100 MHz
200 MHz
(DDR-200)
PC-2100
133 MHz
266 MHz
(DDR-266)
PC-2700
166 MHz
333 MHz
(DDR-333)
PC-3200
200 MHz
400 MHz
(DDR-400)
PC2-3200
100 MHz
200 MHz
(DDR2-400)
PC2-4200
133 MHz
266 MHz
(DDR2-553)
PC2-5300
166 MHz
333 MHz
(DDR2-667)
PC2-6400
200 MHz
400 MHz
(DDR2-800)
PC3-6400
100 MHz
400 MHz
(DDR3-800)
2
4
DDR3-SDRAM
6.4.1.2
Double Data 8Rate 3
Speicher-Bandbreite
25
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
PC3-8500
133 MHz
533 MHz
(DDR3-1066)
PC3-10600
166 MHz
667 MHz
(DDR3-1333)
PC3-12800
200 MHz
800 MHz
(DDR3-1600)
Quelle: das ELKO
Die Bandbreite berechnet sich nach folgender Formel:
Hier steht n für die Anzahl der Bits der Prefetch Technologie. Die Taktfrequenz wird hier in Hz (nicht MHz)
angegeben. Die Bandbreite ist die Anzahl der Bits, die in einem Takt übertragen werden. 10243 * 8 dient dazu die
Speicher-Bandbreite in GByte umzurechnen. Nach den Quellen wird häufig die linke Spalte der
Speicher-Bandbreite angegeben. Da hier durch 10003 * 8 geteilt wird, erhält man fälschlicherweise höhere
Speicher-Bandbreiten. Weitere Informationen dazu erhält man unter bcs - kommunikationslösungen.
In Anlehnung an: Intel Desktop Board DX58SO Product Guide, Seite 39
Abbildung 26: Einkerbung von DDR2 und DDR3
Nach dem Artikel von Schmid und Roos sind aufgrund des verdoppelten Prefetches der Bustakt zusammen mit
der Latenzzeiten angestiegen. Somit würde sich die DDR3 Technologie erst lohnen, wenn der Bustakt stärker im
Verhältnis zu Latenzzeit erhöht wird. Solange sich Taktraten zusammen mit Latenzzeiten verdoppeln, wie zum
Beispiel DDR2-800 bei CL4 und DDR3-1600 bei CL8, ändert sich nichts an den tatsächlichen Zykluszeiten. [47]
Der Arbeitsspeicher benötigt eine Spannung von 1,5 V während die Spannung von DDR2 1,8 V beträgt[48] .
Damit ist DDR3 durch die Energieeinsparung besser für mobile Geräte, wie zum Beispiel Notebooks, geeignet.
Des Weiteren gibt es sowohl bei DDR2 als auch DDR3 240 Pins. Bis auf die versetzte Einkerbung (siehe
Abbildung 26), die verhindert DDR3 und DDR2 DIMMs zu vertauschen, sind sie äußerlich gleich aufgebaut.
Nach dem c't Artikel vom 15. Mai 2009 ist ein 1 GByte DDR3-SDRAM (PC3-8500-UDIMM) ab 10 Euro zu
erhalten. DDR3 Module mit 1 GByte Kapazität und höheren Bandbreiten, wie zum Beispiel PC3-10600-UDIMM,
kosten mindestens 14 Euro. Die teuersten ungepufferten DDR3 Speicher mit 4 GByte sind ab 400 Euro
erhältlich[49].
6.4.1.2 Double Data Rate 3
26
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
6.4.1.3 Ferroelectric Random Access Memory
Bei FRAM / FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory) handelt es sich trotz seines missverständlichen
Namens um ein nicht-flüchtigen Speicher[50], der dennoch in Zukunft den flüchtigen DRAM ersetzten kann.
FRAM soll nahezu alle Vorteile von DRAM und Flashspeicher vereinen: Sie ist so schnell wie DRAM, liefert
ähnlich hohe Speicherdichten und hält die Daten wie ein Flashspeicher ohne eine Stromversorgung. Aufgrund
dieser Eigenschaften wird FRAM mit den Begriffen "Universalspeicher"[51] oder "idealer Speicher"[52]
beschrieben. Des Weiteren sollte dieser Speicher der Zukunft zu geringen Kosten in Siliziumschaltkreise in
Nanogröße integrierbar sein, was jedoch eine große Herausforderung darstellt[53].
Entnommen aus: tec channel
Abbildung 27: Blei-Zirkonium-Titanat in einem von zwei stabilen Zuständen
Es gibt unterschiedliche ferroelektrische Moleküle, wie zum Beispiel Blei-Zirkonium-Titanat (PZT) (siehe
Abbildung 27), Bariumtitanat (BaTiO3) oder Strontium-Wismut-Tantalat (SBT). Nach der schematischen
Darstellung des PZTs auf der Abbildung 27, befindet sich in der Mitte ein Atom, welches sich in einer von zwei
stabilen Lagen befindet. Durch ein Spannungsimpuls wird die Ausrichtung der elektrischen Dipole einer
FRAM-Speicherzelle beeinflusst, dass heißt das Atom wechselt zwischen einem positiven Polarisationszustand zu
einer negativen beziehungsweise umgekehrt. Nach der Neutralisierung des Spanungsimpulses bleibt der neue
Zustand erhalten. Beim Auslesen der Speicherzelle wird ein weiterer Spannungsimpuls angelegt. Jenachdem in
welchem Zustand der Atom sich befindet fließt durch die Leiung ein kleiner oder ein großer Strom, welches
einem gesetztem beziehungsweise einem nicht gesetztem Bit entspricht. Nachdem eine Bitzelle ausgelesen wurde
muss sie, wie bei DRAM, neu beschrieben werden[54].
Toshiba ist derzeit das führende Unternehmen in der Entwicklung des leistungsfähgisten Prototypen der FRAM
Speicherzelle. Im Februar 2009 hatte Toshiba aktuelle Entwicklungen bezüglich der neuen Technologie auf der
jährlichen ISSCC (International Solid-State Circuits Conference) in San Francisco vorgestellt[55]. Die Entwickler
haben die ChainFRAM-Technologie modifiziert. Die ChainFRAM-Technologie kombiniert nun acht anstatt
vorher vier ferroelektrische Moleküle in widerum acht statt vier Datenleitungen[56]. Damit wird die Speicherdichte
von 32 auf 128 MBit bei einer kleineren Chipfläche erhöht und die Standby-Leistungsaufnahme senkt. Die Leseund Schreibgeschwindigkeit steigt von 200 MBit/s auf 1,6 GBit/s[57][55].
Die Verbreitung der FRAM Speicher wird jedoch durch einige Nachteile eingeschränkt. Die Lesevorgänge
zerstören die Informationen der gelesenen Speicherzelle, was ein unmittelbares Rückschreiben des gelesenen
Inhalts erfordert. Des Weiteren beinhaltet FRAM bei der Herstellung unübliche Prozessschritte und Substanzen,
weshalb nur sehr wenige Halbleiterhersteller FRAM in ihrem Produktportfolio haben[50]. Die neue
Speichertechnik eignet sich noch nicht als Ersatz für DRAM, da die Speicherzellen im FRAM nach etwa 10
Milliarden Lese- und Schreibzyklen zerstört werden[58]. Die Taktfrequenz mehrerer GHz heutiger Rechner
würden die FRAM Chips nach sehr kurzer Zeit unbrauchbar machen.
6.4.1.3 Ferroelectric Random Access Memory
27
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
6.4.1.4 Magnetoresistive Random Access Memory
MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) ist eine Speichertechnologie, die in Konkurrenz zur FRAM
steht. Sie besitzen die selben Eigenschaften, wie zum Beispiel die Speicherung der Daten ohne Stromversorgung
sowie die Geschwindigkeit von DRAM Zellen, welche in Zukunft erreicht werden soll. Der Unterschied liegt in
der Technologie der Speicherzellen: MRAM speichert die Informationen durch zwei magnetische Elektroden. Des
Weiteren können die MRAM Zellen beliebig oft beschrieben und ausgelesen werden[59].
In Anlehung an: elektronik industrie 9/2004, Seite 42
Abbildung 28: Aufbau einer MRAM Bitzelle
Das maßgebliche Unternehmen in der Forschung von MRAM ist IBM in Kooperation mit Infineon. IBM /
Infineon nutzt eine 1T1MTJ-Zelle (1-Transistor 1-Magnectic-Tunnel-Junction), die aus zwei Elektroden besteht,
welche von einer dünnen Isolationsschicht getrennt ist, wie man an der Abbildung 28 erkennen kann. Die untere
Elektrode weißt eine statische magetische Polarisierung auf, das heißt der Zustund verändert sich nicht. Die obere
Elektrode kann hingegen verändet werden. Haben die Elektroden die gleiche magnetische Orientierung, handelt
es sich um eine parallele Magnetisierung. Andererseits besteht eine anti-parallele Magnetisierung, die einen
höheren Widerstand ausweist. Beim Lesen einer MRAM Bitzelle fließt Strom durch eine Elektrode über die
Isolationschicht weiter durch die zweite Elektrode. Der Stromfluss wird durch den Pfeil auf der Abbildung
dargestellt. Anschließend wird der Widerstand gemessen[60]. Ein geringer Wiederstand repräsentiert einen 0 Bit
während ein höher Widerstand für 1 steht[61].
Entnommen aus: c't 18/2005, Seite 87
Abbildung 29: Matrix gekreuzter Leiterbahnen mit MRAM Zellen als Informationsträger
Ein MRAM-Speicher besteht aus einer Matrix aus gekreuzten Bit- und Wortleitungen (siehen Abbildung 29). An
jedem Schnittpunkt der Leitungen speichern MRAM-Bitzellen die Informationen.
Die Speicherdichte, welches in Bit pro Quadratzoll gemessen wird, soll in Zukunft höherer sein sein als es bei
reinen Silizium-Speicher-Chips sein wird. Wie bei FRAM besteht hier die Herausforderung die Speicherzellen zu
geringen Kosten in Siliziumschaltkreise zu implementieren, welches in Nanometermaßstab liegt. Die Firma
Cypress war dieser Herausforderung nicht gewachsen und hatte die MRAM-Sparte verkauft. Sie hatten keine
Lösung gefunden, um die Chips mit den geplanten 4 bis 64 MBit Kapazität kommerziell konkurrenzfähig
6.4.1.4 Magnetoresistive Random Access Memory
28
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
herzustellen[62]. Dennoch forschen andere Unternehmen wie IBM und Infineon weiter an dieser Technologie[63].
In einigen Jahren werden die MRAM Zellen die Flashspeicher konkurrenz machen. Nach einigen Jahren
Forschung besteht die Möglichkeit MRAM als Arbeitsspeicher in PCs einzusetzten. Damit könnte die Vision,
dass ein Rechner ohne Bootvorgang startet, realisiert werden[62].
Derzeit ist jedoch nicht nicht zu erkennen, ob solche Speichertechniken überhaupt für größere Datenmengen
geeignet sind[62]. Derzeit haben Toshiba und das Hitachi-Mitsubishi-Jointventure Renesas Technology ein
MRAM Chip mit 256 MBit Kapaziätzt vorgestellt. Das Unternehmen Freescale stellt Chips in geringen Mengen
her, die eine Zugriffzeit von 25 bis 35 Nanosekunden haben. Gegenwärtig besitzt MRAM eine interne
Taktfrequenz von 100 MHz, welches im Vergleich mit DRAM Zellen langsam ist[64].
6.4.2 Cache
6.4.2.1 Smart Memory
Smart Memory ist eine Entwicklung von Forschern der Information Sciences Institute (ISI). Das Ziel war es den
Transportweg der Daten zwischen dem Prozessor und dem Cache effizienter zu gestalten. Durch die Vereinigung
von Cache und Prozessor auf einem Chip, welches man als Processor in Memory (PIM) beziehungsweise Smart
Memory bezeichnet, können die Daten etwa acht bis zehn Mal schneller als mit herkömmlichen System
übertragen werden[65]. Mit anderen Worten: Die Latenzzeit wird erheblich reduziert. Ein weiterer Vorteil besteht
in der gringeren Verwendung von Material wie Silizium, was zu einer Energieeinsparung führt[66].
Des Weiteren besteht die Möglichkeit Operationen auf die Daten parallel durchzuführen, wobei die
Programmierung der parallelen Prozesse schwieriger ist. Der generelle Nutzen von PIM ist von der
Kommunikaitonsgeschwindigkeit abhängig [67].
Unter anderem ist Intel ein Hersteller von Smart Memory Prozessoren[68].
6.4.2.2 Embedded Dynamic Random Access Memory
6.4.2 Cache
29
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
Entnommen aus: Daily Tech
Abbildung 30: eDRAM Zelle von IBM
IBM hatte im Februar 2007 auf der ISSCC[69] in San Franciso bekannt gegeben, dass sie die Kapazität vom Cache
verdreifachen könnte. Wie im Grundlagenteil bereits erwähnt wurde, wird SRAM als Grundlage für Cache
Speicher genutzt. Die SRAM Bausteine sind mit Zugriffszeiten von 0,8 bis 1,0 Nanosekunden sehr schnell.
Dennoch verbrauchen sie viel Platz, da sie sechs Transistoren verwenden, um ein Bit abzuspeichern. Die neue
Speichertechnologie von IMB ist eDRAM (Embedded Dynamic Random Access Memory). Sie besitzt
Zugriffzeiten von 1,5 Nanosekunden. Im Vergleich zu geläufigem DRAM, welches zur Aufnahme von
Informationen etwa zehn bis zwölf Nanosekunden benötigt, ist eDRAM um weiten schneller[70]. Obwohl eDRAM
etwas langsamer als SRAM ist, besteht dennoch die Möglichkeit die Prozessorgeschwindigkeit zu erhöhen.
Aufgrund der größeren Kapazität des Caches ist es statistisch wahrscheinlicher, dass die Daten, die der Prozessor
anfordert, bereits im Cache vorhanden ist. Folglich müssten weniger zusätzliche Daten aus dem langsamen
Arbeitsspeicher im Vergleich zu SRAM geladen werden.
Die eDRAM Technologie benötigt etwa zwei Drittel weniger Platz und spart 80 % an Strom im Standby Modus
als SRAM. Mit den eDRAMs von NEC könnte man den Cache von einigen Intel Prozessoren um das fünffache
vergrößer. So würde der L2 Cache im Core 2 Duo von Intel statt 4 20 MB groß sein und beim Dual Core Itanium
wären 120 MB anstatt 24 MB möglich[69].
7 Anwendungsfelder
7.1 Datensicherung und Archivierung
Enorme Kapazitäten und hohe Datenraten lassen optische Speichermedien auch für die Datensicherung und
Archivierung wieder interessant werden. Große Datenmengen können wieder auf einem oder wenigen
Datenträgern gespeichert werden. Weiterer Vorteil der Disks ist eine lange Haltbarkeit, bei richtiger Lagerung,
und der vergleichbar geringe Platzbedarf.
Hauptkandidaten, die diese Vorteile erfüllen könnten sind HVD und PCD, die Kapazitäten von mehreren
Terabyte erreichen sollen, mit der Größe einer handelsüblichen CD. Die hohen Datenraten versprechen außerdem
eine schnelle Datensicherung.
Im Bereich der Datensicherung ist SSD auch vertreten. Auch wenn es sich vorerst Paradox anhört dass ein
Speicher, der auf 1 Millionen Schreibzyklen begrenzt ist, als Datensicherung zu verwenden, doch auch die SSD
hat da ihre Vorteile.
Texas Memory Systems hat ein Storagesystem entwickelt welches derzeit durch die hohen
Datenübertragungsraten als schnellstes System gilt. Das System ist mit 5TByte ausgelegt. Der Datendurchsatz
wird aufgrund der gebündelten FibreChannels und der schnellen SSDs bei 24Gbit/s liegen. Ein Preis zu dem das
Gerät auf den Markt kommen wird ist noch nicht bekannt.
Solche Storagesysteme sind z.B. für Filmproduktionen interressant. Dort fallen durch HD-Aufnahmen o.Ä. sehr
große Datenmengen an, die möglichst schnell abgespeichert werden sollen und somit eine hohe
Datenübertragungsrate benötigen. Es wäre auch denkbar die Aufnahmen in Echtzeit auf den Systemen zu
speichern[71].
IBM entwickelt derzeit ein System, welches mit Hilfe von SSDs als Cache für den Storage arbeitet.
Systemadministratoren wird es möglich sein häufig verwendete Daten zu selektieren, die dann mittels
6.4.2.2 Embedded Dynamic Random Access Memory
30
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
SSD-Data-Balancer-Softwaretools auf dem SSD-Cache abgelegt werden und verwaltet werden.
Ein weiterer Vorteil von SSDs ist der, dass sie sich zu fast 100% ausnutzen lassen ohne spürbare Systemleistung
zu verlieren. Herkömmliche Platten können meist nur zu 50% ausgenutzt werden, ab dieser Grenze können
Verschlechterungen der Systemleistung herbeigeführt werden.
Auch im Datenbankenbereich sind starke Verbesserungen durch SSDs zu verzeichnen. Die Leistung einer
DB2-Datenbank lässt sich auf 800% erhöhen mit dem Einsatz von SSDs.
Diese Anwendungsmöglichkeiten, lassen darauf schließen dass SSDs sehrwohl im Storage eingesetzt werden. Sie
bestechen durch den hohen Datendurchsatz[72].
7.2 Unterhaltung
Schon seit Jahren spielen optische Speichermedien eine sehr große Rolle für die Unterhaltungsindustrie. Mit den
neuen Technologien wird sich dies auch noch nicht ändern.
7.2.1 Filme
Die meisten neuartigen, optischen Speichermedien werden für den Gebrauch in der Filmindustrie entwickelt und
dort Verwendung finden. Durch immer höhere Kapazitäten und steigende Datenraten werden Ladezeiten reduziert
und der Weg ist frei für noch höher auflösende Medien.
Die HVD, an deren Entwicklung mehrere bekannte Firmen beteiligt sind, wird bereits als der große Nachfolger
der Blu-ray Disc gehandelt. In der Tat ist auch Sony an der Entwicklung beteiligt.
Durch die enormen Kapazitäten einer HVD kann es z.B. möglich werden eine gesamte TV-Serie auf einer Disk
zum Verkauf anzubieten, die bisher auf mehreren DVDs verkauft wurde. Dies lässt jedoch auch vermuten, dass
die Technologie besonders in der Einführungsphase sehr hohe Preise mit sich bringt.
Auch die VMD wird vor der Filmindustrie nicht zurückschrecken, im Gegensatz erste Filmvorführungen von
einer VMD aus liefen schon auf Messen. Da die restliche Technik für Filme nocht nicht so ausgereift ist, dass sich
die Nutzung einer HVD für einen einzelnen Film rentieren würde, findet auch die VMD noch ihren Platz. Diese
bietet zwar zunächst geringere Kapazitäten, baut jedoch auf die Technologien auf, die bereits von der DVD
bekannt sind. Dadurch muss für die VMD nur wenig verändert werden, was die Kosten gering halten wird.
7.2.2 Spiele
Auch für die Spieleindustrie, sind optische Speichermedien, die zurzeit wichtigsten Speichermedien. Sie finden
sich bei Computerspielen, Playstation 3, XBox 360, Nintendo Wii und auch älteren Konsolen wieder.
Für die Spieleindustrie werden besonders die höheren Datenraten neuer, optischer Medien besonders
ausschlaggebend sein, da diese geringere Ladezeiten bedeuten. Aber auch die höheren Kapazitäten dürfen nicht
unberücksichtigt gelassen werden. Dies konnte man bisher auch in der Entwicklung von z.B. Playstation zur
Playstation 3 beobachten. Während die erste Playstation noch auf CDs aufbaute, beizeiten lange Ladezeiten
vorwies und unter anderem Spiele besaß, die 3 oder mehr CDs benötigten, setzte die Playstation 2 auf DVDs.
Trotz besserer Grafikleistungen und ähnlich komplexen oder langen Spielen benötigte man hier in der Regel nur
noch eine DVD und die Ladezeiten verringerten sich spürbar. Die Playstation 3 setzte sogar erstmals die völlig
7.1 Datensicherung und Archivierung
31
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
neue Blu-ray Technologie ein und war gleichzeitig der erste Blu-ray-Player auf dem Markt. Erneut fand man
hochauflösendere Spiele mit einer brillianten Grafik vor, die nur den Platz einer Disk benötigten. Ladezeiten
wurden die den erneuten Sprung in der Datenrate wieder deutlich verringert. Zur Unterstützung der Leistung der
Playstation 3 dient unter anderem der von Rambus enwickelte Arbeitsspeicher XDR DRAM[38].
Des Weiteren dient eDRAM unter anderem in Playstation Portable, Xbox 360 und in einigen Grafikkarten als
Cachespeicher[73]. Die HVD soll Datenraten von bis zu 1Gbit/s ermöglichen und würde damit die Datenrate
beinahe verdreifachen. Da Sony ebenfalls an der Entwicklung des Mediums beteiligt ist, finden sich im Internet
zahlreiche Gerüchte darüber, dass die Playstation 4 auf die HVD-Technologie aufbaut.
7.3 IT-Systeme
DDR3 wird, wie DDR2 und DDR auch, von Desktop PCs bis Servern eingesetzt[40]. Heute (Mitte 2009) findet
man auf dem Markt einige Systeme, wie Notebooks, PCs, Mainboards und so weiter, die DDR3 unterstützen.
Mittelfistig wird sich DDR3, wie es auch bei den DDR Vorgängern der Fall war, durchsetzten.
Welche der beiden neuen Speicherzellen FRAM und MRAM sich in den IT System durchsetzten wird kann man
nicht voraussagen. Während es FRAM von 40 Millionen mal verkauft wurde, gibt es MRAM von MRAM nur
Prototypen, die sich in der Entwicklungsphase befindet. Dennoch sind FRAM als auch MRAM als
Arbeitsspeicher in mobilen Geräten wie Handys sowie Rechnern, Spielekonsolen oder Chipkarten vorgesehen.
Des Weiteren können sie als Ersatz von Flashspeicher dienen, welches in SSD Festplatten, Speicherkarten und
USB Sticks auf dem Markt erscheinen. Wie bereits beschrieben werden die Speicherzellen FRAM und MRAM
als Universachspeicher bezeichnet, die somit in fast allen Bereichen der Speichertechnik von Daten vorkommen
können.
8 Schlussbetrachtung
Die folgenden Speichertechnologien, die im Rahmen dieser Fallstudie behandelt wurden, haben gute Chancen in
den nächsten Jahren den Markt zu erobern: HVD, Racetrack-Speicher, DDR3 und eDRAM.
Im Bereich der magnetischen Speicher wird es noch einige Zeit dauern bis eine große Veränderungen stattfindet.
Zwar wird die klassische Festplatte noch weiterentwickelt werden, allerdings wird es keine plötzlichen
Vervielfachungen der Kapazität oder Performance geben. Die Technologie Racetrack sorgt aber für Hoffnung im
magnetischen Bereich. Sollte diese Technologie Marktreif werden sorgt sie für völlig neue Dimensionen, was
Kapazität, Performance und Zuverlässigkeit angeht.
Vielversprechend ist auch die Zukunft des Flashspeichers. Hier sind schon in naher Zukunft große
Verbesserungen zu erkennen. Sowohl in der Kapazität als auch bei der Performance. Das einzige Manko was der
Flashspeicher immer mit sich bringt, ist die mangelnde Zuverlässigkeit durch die begrenzte Anzahl an
Schreibzyklen. Auch hier kann der Racetrackspeicher von IBM überzeugen, er hat wie die klassische Festplatte
keine Begrenzung an Schreibzyklen.
Auch in der Zukunft wird es Weiterentwicklungen an optischen Speichermedien geben. Durch neue
Holografietechnik wird die Speicherkapazität weiter erhöht und könnte demnächst vielleicht die Kapazität von
klassischen Festplatten übersteigen. Aufgefallen ist, dass es auch hierbei viele große Sprünge gibt. So war es
teilweise schwer zu sagen ob die Technik noch aktuell ist oder schon wieder überholt.
Ein Beispiel hierfür ist die Technik, die bei der Digital Multilayer Disc verwendet wird. Diese fand sich zunächst
in der Fluorescent Multilayer Disc, dann in der Digital Multilayer Disc und schließlich findet sie sich in der
Versatile Multilayer Disc wieder, weshalb es trotz des Projektstopps der DMD noch immer eine aktuelle Technik
7.2.2 Spiele
32
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
ist.
Auch über die Entwicklung der Protein-coated Disc ist nicht weiter bekannt ob sie noch läuft oder mittlerweile
abgebrochen ist.
Einzig die Holographic Versatile Disc scheint ein neues Speichermedium zu sein, dass in jedem Fall den Markt
erobern wird.
Im Bereich der flüchtigen Speicher sind bereits DDR3 und eDRAM auf dem Markt erhältlich. Die Technologien
befinden sich in der Einführungsphase. Doch man kann Heute sagen, dass DDR3 nach und nach DDR2 vom
Markt verdrängen wird und andere Technologien es schwer haben sich durch zu setzen. Sie wird so lange am
Markt erhalten bleiden bis sie von DDR4 ersezt wird. Die DDR Technologie besitzt einen gewissen Standard bei
den Rechnern, die auch in Zukunft erhalten bleibt. Zwar könnte auch XDR DRAM in einem Rechner eingesetzt
werden, doch aufgrund der fest etablierten DDR Speichern, die zuverlässig arbeiten, ist es für andere
Technologien schwierg sich durch zu sezten. Es gibt (noch) keinen Grund auf die DDR-Reihe zu verzichten.
Ausschließ neue Technologien, die im wesentlichen besser sind könnte die Fortsetzung der DDR-Reihe
verhindern.
Aufgrund der universalen Eigenschaften von MRAM und FRAM könnten sie die Speichertechnologie der
Zukunft werden. Doch die ungewisse Entwicklung dieser Technologien lässt keine Rückschlüsse auf den Erfolg
in der Zukunft zu.
9 Fußnoten
1. ? Vgl. Microsoft, Abgerufen am: 12.05.2009 http://technet.microsoft.com/de-de/library/bb738146.aspx
2. ? Vgl. c't Artikel 18/2005, Seite 86
3. ? 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 Vgl. das ELKO, Abgerufen am: 12.06.2009 17:57
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0506201.htm, o.V.
4. ? Vgl. Becker (2005), Seite 285ff
5. ? Vgl. Informatik (2006), W. Riesig J.C. Freytag, Seite 79ff
6. ? Vgl. Gumm (2006), Seite 43
7. ? Vgl. Tanenbaum (2001), Seite 84 und Gumm (2006), Seite 44
8. ? Vgl. Tanenbaum (2001), Seite 82f
9. ? Vgl. Tanenbaum (2001), Seite 83f und Gumm (2006), Seite 45
10. ? Vgl. Oberschlep (2000), Seite 236
11. ? Vgl. Becker (2008), Seite 293
12. ? Vgl. Becker (2008), Seite 308ff
13. ? 13,0 13,1 Vgl. ivnnetwork.com(04.08.2006), Abgerufen am 14.06.2009 13:09
http://www.ivnnetwork.com/press/0195.php, o.V.
14. ? 14,0 14,1 Vgl. absoluteastronomy.com, Abgerufen am 14.06.2009 13:04
http://www.absoluteastronomy.com/topics/Fluorescent_Multilayer_Disc, o.V.
15. ? 15,0 15,1 Vgl. absoluteastronomy.com, Abgerufen am 14.06.2009 13:23
http://www.absoluteastronomy.com/topics/3D_optical_data_storage, o.V.
16. ? 16,0 16,1 Vgl. heise.de (16.03.2005), Abgerufen am 06.06.2009 16:27
http://www.heise.de/newsticker/Vierlagige-DVD-Alternative-speichert-20-GByte--/meldung/57584,
Verfasser: Gieselmann, Hartmut
17. ? 17,0 17,1 17,2 17,3 17,4 17,5 17,6 Vgl. TecChannel.de(11.07.2003, Update am 19.11.2003), Abgerufen am
14.06.2009 http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/402129/holographische_speichertechnik/,
Verfasser: Jeschke, Malte
18. ? Vgl. grcblog.com(03.02.2006), Abgerufen am 14.06.2009 13:53 http://www.grcblog.com/?p=81,
Verfasser: Lawrence, Brian
8 Schlussbetrachtung
33
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
19. ? Vgl. grcblog.com(27.04.2009), Abgerufen am 14.06.2009 13:53 http://www.grcblog.com/?p=779,
Verfasser: Lawrence, Brian
20. ? 20,0 20,1 Vgl. InPhase, Abgerufen am 14.06.2009 13:56
http://www.inphase-technologies.com/products/media.asp?subn=3_2, o.V.
21. ? 21,0 21,1 Vgl. HVD-World.de, Abgerufen am 14.06.2009 14:01
http://www.hvd-world.de/was-ist-hvd-1.php, o.V.
22. ? 22,0 22,1 22,2 22,3 Vgl. HVD-Forum.org, Abgerufen am 14.06.2009 14:10
http://www.hvd-forum.org/abouthvd/technology.html, o.V.
23. ? Vgl. HVD-Forum.org, Abgerufen am 14.06.2009 14:10 http://www.hvd-forum.org/index.html, o.V.
24. ? 24,0 24,1 Vgl. engadget.com (12.07.2006), Abgerufen am: 07.06.2009
http://www.engadget.com/2006/07/12/protein-coated-discs-could-enable-50tb-capacities/, Verfasser:
Blass, Evan
25. ? 25,0 25,1 25,2 25,3 25,4 Vgl. stern.de (10.09.2007), Abgerufen am 07.06.2009 15:17
http://www.stern.de/computer-technik/technik/:Speichermedien-Die-Eiwei%DF-Scheibe/597282.html,
Verfasser: Lauerer, Matthias
26. ? Vgl. Heise (27.01.2009), Abgerufen am 01.05.2009 von
http://www.heise.de/newsticker/Erste-2-TByte-Festplatte-offiziell-angekuendigt--/meldung/122441,
Verfasser: Feddern, Boi
27. ? Vgl. Heise (21.04.2009), Abgerufen am 01.05.2009 von
http://www.heise.de/newsticker/Serverfestplatte-mit-64-MByte-Cache--/meldung/136501, Verfasser:
Feddern, Boi
28. ? Vgl. das ELKO(2009), Abgerufen am 11.06.2009 von
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1207051.htm, Verfasser: Patrick Schnabel
29. ? Vgl. TecChannel(23.07.2007), Abgerufen am 12.05.2009 von
http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/486309/hybrid_festplatte_im_test_schneller_durch_flash/,
Verfasser: Christian Vilsbeck
30. ? Vgl. WinFuture(09.04.2007), Abgerufen am 12.05.2009 von
http://winfuture.de/magazin/Hybrid-Festplatten-Was-bringen-sie-wirklich-Ein-erster-Test-31060-1.html,
Verfasser: Roland Quandt
31. ? Vgl. Computerbase (31.03.2009), Abgerufen am 01.05.2009 von
http://www.computerbase.de/lexikon/Racetrack-Speicher, Verfasser: Bernd Schöne
32. ? Vgl. SearchStorage(19.09.2008), Abgerufen am 11.06.2009 von
http://www.searchstorage.de/themenbereiche/storage-hardware/forschung-und-wissenschaft/articles/145440/,
Verfasser: Rainer Graefen
33. ? Vgl. SearchStorage (20.11.2007), Abgerufen am 11.06.2009 von
http://www.searchstorage.de/themenbereiche/storage-hardware/fundamente/articles/98674/, Verfasser:
Bernd Schöne
34. ? Vgl. SearchStorage(30.11.2008), Abgerufen am 11.06.2009 von
http://www.searchstorage.de/themenbereiche/storage-hardware/forschung-und-wissenschaft/articles/155840/index3
Verfasser: Rainer Graefen
35. ? Vgl. SearchStorage(30.11.2008), Abgerufen am 11.06.2009 von
http://www.searchstorage.de/themenbereiche/storage-hardware/forschung-und-wissenschaft/articles/155840,
Verfasser: Rainer Graefen
36. ? Vgl. Computerwoche(08.01.2009), Abgerufen am 12.06.2009 von
http://www.computerwoche.de/knowledge_center/notebook_pc/1883495/, Verfasser: pte
37. ? Vgl. heise.de (10.07.2003), Abgerufen am 30.05.2009 von
http://www.heise.de/newsticker/Rambus-praesentiert-XDR-Speicher--/meldung/38448, Verfasser: o. V.
38. ? 38,0 38,1 Vgl.
http://www.tecchannel.de/pc_mobile/komponenten/402085/arbeitsspeicher_die_neuen_standards_im_ueberblick/in
und http://www.rambus.com/us/products/rdram/index.html
9 Fußnoten
34
Zukünftige_Speichertechnologien_und_ihre_Anwendungsfelder
39. ? 39,0 39,1 Vgl. tecchannel.de (20.12.2002),Abgerufen am 30.05.2009 von
http://www.tecchannel.de/pc_mobile/komponenten/402085/arbeitsspeicher_die_neuen_standards_im_ueberblick/in
Verfasser: Haluschak, Bernhard
40. ? 40,0 40,1 Vgl. tec channel (25.11.2004), Abgerufen am 06.06.2009 von
http://www.tecchannel.de/pc_mobile/komponenten/402085/arbeitsspeicher_die_neuen_standards_im_ueberblick/in
41. ? Vgl. JEDEC, Abgerufen am 06.06.2009 von http://www.jedec.org/Home/about_jedec.cfm
42. ? Vgl. tweakpc (02.07.2007), Abgerufen am 06.06.2009 von
http://www.tweakpc.de/news/11985/jedec-ddr3-standard-veroeffentlicht/
43. ? Vgl. OCZ Technology, Abgerufen am 06.06.2009 von http://www.ocztechnology.com/aboutocz/,
Verfasser: o. V.
44. ? Vgl. GameStar Hardware (20.07.2007), Abgerufen am 06.06.2009 von
http://www.gamestar.de/hardware/news/1472126/ocz.html, Verfasser: Wieselsberger, Georg
45. ? Vgl. Computer Base (03.06.2009), Abgerufen am 06.06.2009 von
http://www.computerbase.de/lexikon/Dynamic_Random_Access_Memory#Prefetch, Verfasser: o. V.
und
Vgl. tec channel (25.11.2004), Abgerufen am 06.06.2009 von
http://www.tecchannel.de/pc_mobile/komponenten/402085/arbeitsspeicher_die_neuen_standards_im_ueberblick/in
Verfasser: Haluschak, Bernhard
46. ? Vgl. Computer Base (18.06.2004), Abgerufen am 07.06.2009 von
http://www.computerbase.de/artikel/hardware/arbeitsspeicher/2004/bericht_ddr2_die_grundlagen/2/,
Verfasser: Rißka, Volker
47. ? Vgl. Tom's Hardware (24.01.2008), Abgerufen am 07.06.2009 von
http://www.tomshardware.com/de/DDR3-1800-RAM,testberichte-239933-2.html, Verfasser: Schmid,
Patrick und Roos, Achim
48. ? Vgl. chip online (31.05.2007), Abgerufen am 07.06.2009 von
http://www.chip.de/artikel/Im-Vergleich-DDR3-und-DDR2-Speicher_26646930.html, Verfasser:
Ilmberger, Andy
49. ? Vgl. c't Artikel 11/2009, Seite 30 und http://www.google.de/products?q=PC3-8500&scoring=p und
http://www.google.de/products?q=PC3-10600&scoring=p
50. ? 50,0 50,1 Rankl (2008), Seite 98
51. ? Computerwoche (09.02.2009), Abgerufen am 10.06.2009 von
http://www.computerwoche.de/knowledge_center/notebook_pc/1886624/, Verfasser: o. V.
52. ? c't 8/2005, Seite 48
53. ? c't 8/2005, Seite 48
54. ? Vgl. das ELKO, Abgerufen am 11.06.2009 von
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0610041.htm, Verfasser: o. V.
und
Vgl. tec channel (22.08.2003), Abgerufen am 11.06.2009 von
http://www.tecchannel.de/storage/extra/402142/zukuenftige_speichertechnologien_teil_2/index2.html,
Verfasser: Strass, Hermann
55. ? 55,0 55,1 Vgl. pressetext austria (09.02.2009), Abgerufen am 11.06.2009 von
http://pressetext.at/news/090209024/durchbruch-bei-entwicklung-kuenftiger-speicher/?phrase=feram,
Verfasser: List, Andreas
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