Flash-Killer: IBM entwickelt Phase Change Memory

IBM hat in Kooperation mit Macronix und Qimonda eine neue Speichertechnik entwickelt, die Flash-Memory in einigen Jahren ablösen soll. Die „Phase Change Memory“-Technologie (PCM) soll bei kleineren Baugrößen deutlich höhere Geschwindigkeiten ermöglichen.

PCM knüpft technologisch dort an, wo NAND-Flash an seine physikalischen Grenzen stößt. „Nach Ansicht vieler Experten stehen der Flash-Technologie wegen ihrer beschränkten Skalierbarkeit in naher Zukunft große Probleme bevor. Gemeinsam ist es uns jetzt gelungen, ein neues Material für Phase-Change-Speicher zu entwickeln, das auch bei extremer Miniaturisierung hohe Leistung bietet“, sagte Rolf Allenspach, Leiter der Gruppe Nanophysik am IBM-Forschungslabor Zürich.

NAND-Flash ist zwar weiterhin im Kommen, jedoch ist die Technologie noch zu teuer und die Kapazitäten für einen alleinigen Einsatz in Computern zu gering. Zudem fällt die Lebensdauer mit 100.000 Lese- und Schreibzyklen relativ niedrig aus. Die Materialermüdung ist zwar bei Comsumer-Anwendungen unproblematisch, sie disqualifiziert die Module jedoch für den Einsatz als Haupt- sowie Pufferspeicher in Network- oder Storagesystemen. Auf den Markt drängen vermehrt Hybrid-Lösungen, die herkömmliche Festplatten mit Flash-Modulen kombinieren, um einen schnelleren Datenzugriff zu ermöglichen.

Dank hoher Leistung und Zuverlässigkeit könnte PCM zur Basistechnologie für Universalspeicher in mobilen Applikationen werden, sind die Entwickler überzeugt. Phasenwechelspeicher sind wie Flash nicht flüchtig. Das bedeutet, sie merken sich die Informationen auch dann, wenn kein Strom zugeführt wird.

Darüber hinaus weist der PCM-Prototyp laut IBM sehr vorteilhafte technische Werte auf: Er ist 500-mal schneller beschreibbar und benötigt dabei nur die Hälfte an Energie. Zudem seien deutlich mehr Lese- und Schreibzyklen möglich. Die Bauelemente sind mit einem Querschnitt von 3 mal 20 Nanometer erheblich kleiner, als die kleinsten heute herstellbaren Flash-Speicher. „Sobald die Skalierbarkeit von Flash endgültig an ihre Grenzen stößt, wird sich eine neue Technik wie PCM durchsetzten“, meint Allenspach. Bis zum nun vorliegenden Prototypen vergingen 30 Monate Forschung.