Revolutionärer UltraRAM könnte Realität werden
Die Idee, Arbeitsspeicher und Datenspeicher in einem Bauteil zu vereinen, gibt es schon seit langem. Nun scheint sie Realität zu werden.
Wissenschaftler*innen des Fachbereichs Physik und Ingenieurwesen der Universität Lancaster im Vereinigten Königreich haben vor kurzem einen Durchbruch bei ihren Forschungen zum diesem Thema vermeldet, wie Digital Trends berichtet. Nach Angaben des Forschungsteams ist man der Herstellung von einem sogenannten „UltraRAM“ näher, als es den Anschein haben mag.
Der Studie zufolge ist UltraRAM eine Technologie, die die Stabilität und Unbeständigkeit von Datenspeichern mit den hohen Geschwindigkeiten und der Energieffizienz von RAM kombiniert. UltraRAM würde eine neue Generation von Speichermedien definieren, die Informationen dauerhaft speichern, aber dennoch schnell genug seien, um RAM zu ersetzen.
Demnach sei die Herstellung dieses Konzepts auf Siliziumwafern durchaus im Bereich des Möglichen. Das Verfahren umfasst die Verwendung von Indiumarsenid (InAs)-Quantentöpfen und Aluminiumantimonid (AlSb)-Barrieren. Quantentöpfe sind extrem dünne Schichten, in denen sich die Teilchen weder nach oben noch nach unten bewegen können, wohl aber entlang und quer zu den beiden anderen Ebenen.
a) Schematischer Querschnitt eines Bauelements mit entsprechenden Materialschichten. Pfeile zeigen die Richtung des Elektronenflusses während des Programmier-/Löschvorgangs an.
b) Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines hergestellten Bauelements mit einer Länge von 10 Mikrometer.
c) d) Berechnungen der Zustandsdichte mit Nichtgleichgewichts-Green-Funktionen (NEGF) neben Leitungsbanddiagrammen für keine angelegte Vorspannung (Retention) bzw. Vorspannung während des Programmzyklus.
© Lancaster University: https://doi.org/10.1002/aelm.202101103
Zusammen bilden diese Quantentöpfe und Barrieren eine TBRT-Struktur (triple-barrier resonant tunneling). Die Wissenschaftler glauben, dass mit dieser Technologie UltraRAM für alle Arten von Computergeräten billiger und schneller hergestellt werden könnte, als es mit den derzeitigen Lösungen möglich ist.
Noch ein langer Weg bis zum Markt
Moderner Arbeitsspeicher und ultraschnelle SSDs verwenden beide Flash-Speicher, aber sie nutzen ihn auf unterschiedliche Weise. Der Arbeitsspeicher eines Computers speichert nur aktuell genutzte, nicht persistente Informationen. Wird ein Computer ausgeschaltet, verschwinden alle Daten. Datenspeichergeräte wie SSDs hingegen speichern Ihre Informationen dauerhaft. Diese Art von Speicher wird als "nichtflüchtig" bezeichnet.
Obwohl Arbeitsspeicher und Speicherlösungen Ähnlichkeiten aufweisen, gab es noch nicht viele erfolgreiche Versuche, die beiden zu kombinieren. Sollte sich UltraRAM durchsetzen, könnte das bedeuten, dass RAM-Sticks und eine SSD oder HDD nicht mehr separat gekauft werden müssen, sondern nur eine Komponente mit einer bestimmten Speichermenge, die beide Anforderungen in jedem PC erfüllt.
Auf dem Papier klingt das zwar großartig, aber der Preis für eine solche Technologie könnte für viele ein Hindernis darstellen. Wenn UltraRAM nicht zu einem ähnlichen Preis wie aktuelle RAM/Speicherlösungen angeboten wird, werden es nur Enthusiast*innen es ausprobieren können. Es gibt noch viel zu tun, bis UltraRAM mehr als nur ein Studienobjekt wird und tatsächlich auf dem Markt erhältlich ist.