Speichertechnologien der Zukunft von Markus Walter Copyright M.Walter 2007

Inhalt: Was ist Speicher ? Vergangenheit - Gegenwart Zukunft a. Tesafilm b. Millipede c. Organische Speicher e. Holographische Speicher 4. Fazit

1.Was ist Speicher ? Getreide oder Datenspeicher Wielange bleiben die Daten erhalten ? Art der Speicherung - magnetisch - optisch - elektrisch - chemisch - biologisch - thermo-mechanisch

2.Vergangenheit - Abakus - 1100 v.Chr. in Indo-China erfunden - wurde von den Griechen und Römern bis ins 16.Jahrhundert verwendet

2.Vergangenheit Lochstreifen - Mechanischer Speicher Max. 2000 Zeichen pro Sekunde Nur einmal beschreibbar Sehr robust

2. Vergangenheit Kernspeicher - 1949 bis in die 70er Jahre - nicht Flüchtiger Speicher Robust gegenüber EMP, Hohen Temperaturen und Strahlung

2.Gegenwart CD 1981 wurde 1 CD vorgestellt 1988 wurden bereits 100 Millionen Audio CD hergestellt

2. Gegenwart DVD Markteinführung 1996 1999 Erster DVD Brenner für mehr als 5000 DM 2001 wurden mehr Filme auf DVD als auf Kassette verkauft.

2.Gegenwart Festplatten Ferromagnetisches Speichermedium 1956 Erste magnetische Festplatte von IBM (5MB)

2. Gegenwart Festplatten

2. Gegenwart USB –Stick Daten bleiben bis zu 10 Jahre lesbar Speicherkapazitäten reichen von 16 MB bis 64 GB Viele Einsatzmöglichkeiten: MP3-Player, Diktiergerät, Kamera

Science Fiction im Computer 3. Zukunft Science Fiction im Computer ? ? Die 50 000 GB DVD !! ? Speichererweiterung aus dem Wasserhahn !! ? ? Die Festplatte lebt !!

Der Tesafilmspeicher - Optischer Speicher - 1998 zufällig am Heidelberger HML-Institut entdeckt Dr. Steffen Noehte

Der Tesafilmspeicher Verwendung: Holographische Barcodes Micro Barcodes Versiegelungsstreifen Nachteil: Nicht lösch- und überschreibbar Vorteil: Nicht lösch- und überschreibbar !!!!  Fälschungs- und Manipulationssicher

Millipede Tausendfüssler Von IBM entwickelt Vergleichbar mit der klassischen Lochkarte Basiert auf der Rasterkraftmikroskoptechnologie

Millipede Kern ist eine zweidimensionale Anordnung von v-förmigen Silizium-Federzungen (Kantilever) Mit 400 Grad Celsius werden die Informationen geschmolzen

Millipede - Kantilever-Array: 4096 (64x64) Kantilever - Jeder Kantilever tastet einen 100x100 Micrometerbereich ab. - Tastspitze ist 1Micrometer lang.

Millipede Datenträger besteht aus 2-3 Nanometer dünnen Polymerfilm Bewegt wird nur der Datenträger mithilfe von Spulen. -> Auf 2 Nanometer genau positionierbar.

Millipede Fazit: - Speicherdichte von 1TBit pro Quadratzoll erreicht. (25 DVD auf einer Briefmarke) - 100 000 Schreib/Lese Zyklen erfolgreich getestet - Trotz Mechanik: 20-20 Mbit/Sekunde erreichbar - Erste Anwendung bei SD-Karten mit 100 GB Speicherkapazität

Erste Versuche bei der Firma Opticom in Oslo Organischer Speicher Erste Versuche bei der Firma Opticom in Oslo Protein Bakteriorhodopsin Durch Bestrahlung mit Farbigem Licht können 2 stabile Zustände erreicht werden Blaues Licht führt zu einem „Reset“ das Proteins

Organischer Speicher Zwischen 2 Polymerschichten befindet sich die Proteinschicht Die obere Schicht schreibt, die untere liest die Daten aus.

Organischer Speicher - Eine ganze Speichermatrix ist 100 Nanometer groß. - Zugriffszeit liegt bei 5 Nanosekunden - Mehrerer Schichten problemlos möglich

Organischer Speicher Nachteile: Ansteuerung der einzelnen Schichten mit Vergleichsweise großen Transistoren Pro gespeicherten MB sind 9000 Transitoren nötig Noch hoher Ausschuß in der Herstellung. Nur etwa 20% aller Schichten weisen keine Fehler auf.

Organischer Speicher Fazit: - Keine Beweglichen Teile. - Mehr als 100 000 Schreib/Lese Vorgänge getestet. - Eine geplante Speichermatrix mit 1000 Lagen hätte ein Speichervolumen von 170 000 GB

Organischer Speicher Die 50.000 GB DVD DVD mit Proteinbeschichtung wird zur Zeit an der Harvard Medical School in Boston entwickelt. Funktioniert mit dem Protein Halobacterium salinarum. 2007 sollen erste DVDs mit 4000 GB Kapazität verfügbar sein. Kapazitäten bis zu 50 000 GB sollen möglich sein.

Holographischer Speicher Am Beispiel der HVD HVD Allianz wurde am 9. Dezember 2004 gegründet - Festlegen eines einheitlichen Standards - Beschleunigen der Entwicklung

Holographischer Speicher - Verwendung von 2 Lasern (Rot und Blau/Grün) - Werden als Referenzstrahl und Signalstrahl bezeichnet

Holographischer Speicher Interferenz: Amplitudenverstärkung beim zusammentreffen von 2 Wellenbergen An diesen Punkten werden Informationen Gespeichert Zum Auslesen wird nur ein Laser benötigt

Holographischer Speicher Die Wellenlänge des verwendeten Lichts bestimmt den Platzbedarf für 1 Bit. Ein Quadratzoll könnte theoretisch 2014 Terabyte (1,61×1013 Bits) speichern. Ein Kubikzoll desselben Speichers hätte eine Speicherkapazität von 8.083.729.105 Terabyte

Holographischer Speicher Nachteil: Bewegliche Teile (ähnlich eines DVD Laufwerks, aber mit 2 Lasern) Haltbarkeit max. 50 Jahre Wiederbeschreiben macht noch große Probleme

Holographischer Speicher Geplante Markteinführung vom Maxell 2007 Laufwerk 1. Generation • Kapazität 300 GB • Transferrate 160 Mb/s • Durchschnittliche Zugriffszeit 250 ms • 407 nm Laser Medium 1. Generation • Kapazität 300 GB • Transferrate 160 Mb/s • Durchmesser 130 mm, einmalig beschreibbare Disk • mehr als 50 Jahre Haltbarkeit

Quellen Wikipedia Rechentechnik.foerderverein-tsd.de Tec.channel Tesa scribos GmbH Maxell IBM photoscala.de - Alle Bilder Stammen von oben genannten Internetseiten

Ende des Vortrags Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Gerne stehe ich Ihnen für Fragen zur Verfügung