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  5. › Racetrack-Speicher: IBM-Forscher…

Das geht auch optisch und somit noch schneller

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  1. Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: cbmuser 25.12.10 - 12:38

    Hi,

    in dem hier vorgestellten Modell ist es immer noch so, dass das eigentliche Schalten der Magnetisierung elektronisch erfolgt und somit die untere Grenze fuer die Schaltprozesse bei 10^-9 Sekunden, also im Bereich der Nanosekunden liegt. Es gibt einfach bis dato keine Halbleiter, die schneller schalten.

    In meiner Diplomarbeit haben wir daher mit einem anderen Ansatz begonnen, naemlich dem Induzieren von spin-polarisierten Stroemen per optischer Ultrakurzzeitanregung [1]. Dadurch konnten wir Aenderungen der Magnetisierung in der Groessenordnung von einigen hundert Femtosekunden erreichen. Zum Schalten braucht's bis dato allerdings einen Femtosekundenlaser, der mit 150.000 Euro wohl doch eher das Budget fuer einen ueblichen Desktop-Rechner etwas sprengt. Aber vielleicht bekommt man die Kosten fuer solche Laser in 10-15 Jahren dank der Fortschritte der Halbleiterforschung in den Cent-Bereich gedrueckt.

    Ein hochinteressantes und aufschlussreiches Projekt ist es allemal, auch wenn das Projekt inzwischen ohne mich weiterlaeuft und ich selbst jetzt an Si und ZnO forsche =).

    Adrian

    [1] http://arxiv.org/abs/1007.0726

  2. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: ÄhJa 25.12.10 - 12:48

    Und wie sollen die Daten ausgelesen werden?
    Bzw. sehe ich im Moment nicht wie Ihr damit eine Datendichte erreicht wie bei dem Racetrack-Speicher.

  3. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: Xstream 25.12.10 - 13:07

    vll gibt es aber in 15 jahren auch halbleiter die so schnell sind dass sich die laser geschichte nicht mehr lohnt

  4. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: ÄhJa 25.12.10 - 13:28

    ÄhNe ...
    Dazu fällt mir nur das Laser-Schwert ein, geil, jeder will es, absolut cool aber die Möglichkeit das es jemals realität wird sind sehr gering.

  5. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: Zastamann 25.12.10 - 16:01

    So ist das halt mit Forschung.
    Nur weil gestern ein Durchbruch erreicht wurde heißt das nicht, dass wir morgen bei Mediamarkt Consumer Racetrack Speicher in Aktion bekommen.
    Wenn jetzt aber nicht geforscht wird, stehen wir in 5 Jahren da und die sagen sorry, die Quanten-Prozessoren sind so schnell aber wir haben immer noch keine Alternative für SSDs, also kauft euch besser alte Hardware.

    Vor ein paar Jahren gabs noch hydraulisch und pneumatisch bewegte Festplatten, da haben die leute auch gesagt, vergesst das mit den Flash Speichern, so eine enorme Transistor-Dichte kann sich kein Mensch leisten.

    Auch die Aussage vom damaligen IBM Chef (60er Jahre glaube ich) ist genial: Es gibt weltweit einen Bedarf für 5 Computer!

  6. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: panzi 25.12.10 - 17:48

    Es heißt Lichtschwert (bzw. Lightsaber), nicht Laserschwert. Und zumindest in den Filmen wird nie gesagt wie es genau funktioniert. Könnte genauso gut eine teleskopisch ausfahrende elektrisch geladene leuchtende Stange sein. Da ist dann die Energiezelle immer noch ein Problem aber ansonsten ist's nicht mehr sooo weit hergeholt.

  7. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: Icestorm 25.12.10 - 18:56

    cbmuser schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Aber vielleicht bekommt man
    > die Kosten fuer solche Laser in 10-15 Jahren dank der Fortschritte der
    > Halbleiterforschung in den Cent-Bereich gedrueckt.

    Äh, ja ... und was tun wir in den nächsten einen oder eineinhalbjahrzehnten?

  8. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: cbmuser 25.12.10 - 20:36

    Xstream schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > vll gibt es aber in 15 jahren auch halbleiter die so schnell sind dass sich
    > die laser geschichte nicht mehr lohnt

    Jein, das Problem ist die Physik, die dir irgendwann die Grenzen setzt. Ab bestimmten Frequenzen treten unvorhersehbare Effekte auf bzw. bestimmte Prozesse im Festkoerper koennen einfach nicht schneller ablaufen.

    Ich hab jetzt gerade nicht die Details mehr parat, aber es gab dort einen begrenzenden Faktor, der Schaltzeiten unter 10^-9 verhinderte.

    Deswegen forscht man eben auch in alle Richtungen =). Und die Optik ist halt sehr vielversprechend. Die Datenleitungen zu den Detektoren an den verschiedenen Teilchendetektoren am CERN sind uebrigens auch optisch. So sind die Uebertragungen weitaus stoerunanfaelliger (magnetische Einstreuung etc pp).

    Aber du hast schon recht, gerade in der Wissenschaft und Forschung sollte man niemals nie sagen.

    Adrian

  9. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: cbmuser 25.12.10 - 20:39

    Icestorm schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > cbmuser schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Aber vielleicht bekommt man
    > > die Kosten fuer solche Laser in 10-15 Jahren dank der Fortschritte der
    > > Halbleiterforschung in den Cent-Bereich gedrueckt.
    >
    > Äh, ja ... und was tun wir in den nächsten einen oder
    > eineinhalbjahrzehnten?

    Naja, bei den herkoemmlichen Speicherungsmethoden wie Festplatten und Flash ist das Ende der Fahnenstange noch nicht ganz erreicht. Bei Halbleitern erhofft man sich, in den naechsten Jahren auf bis zu 16 nm herunter zu kommen und die Datendichten bei den Festplatten lassen sich dank "Perpendicular Recording" noch etwas steigern. Noch hat man dort die Mindestgroesse der magnetischen Domaenen nicht erreicht. Wenn du naemlich unterhalb dieses Limits der Domaenen bist, dann reicht die Koerzivitaet nicht mehr aus und benachbarte Domaenen stoeren und beeinflussen sich gegenseitig.

    Adrian

  10. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: cbmuser 25.12.10 - 20:57

    ÄhJa schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Und wie sollen die Daten ausgelesen werden?
    > Bzw. sehe ich im Moment nicht wie Ihr damit eine Datendichte erreicht wie
    > bei dem Racetrack-Speicher.

    Sowohl das Induzieren der Magnetisierung als auch das Auslesen erfolgt rein optisch. Man misst die zweite Harmonische (Stichwort: Zwei-Photonen-Emission) und diese besteht aus einem geraden ("even") und einem ungeraden ("odd") Anteil. Letzterer haengt ueber einen Proportionalitaetsfaktor direkt von der Magnetisierung ab. D.h., du siehst das Schalten der Magnetisierung von "up" nach "down" in einer Intensitaetsaenderung deines Signals. Man koennte das Ganze auch einfach mit dem magneto-optischen Kerr-Effekt messen, aber damit siehst du WIMRE nicht den ballistischen sondern lediglich diffusen Elektronentransport. Kann auch andersrum gewesen sein, ist schon fast wieder ein Jahr her, als ich mich das letzte Mal mit der Thematik beschaeftigt habe und einfach war die ja gerade nicht.

    Wir waren auch noch lange nicht so weit, dass wir das Schalten der Magnetisierung in der zweiten ferromagnetischen Schicht hinbekommen haben. Wir haben aber zumindest soweit, dass wir eine Aenderung der Magnetisierung an der Oberflaeche des Paramagneten (Gold) sehen konnte.

    Das war wirklich schon sehr faszinierend. Man konnte tatsaechlich sehen, wie man mit dem Laser Elektronen auf der einen Seite des Eisen-Gold-Sandwiches angestossen hat und sie dann nach 40-80 fs an der Oberflaeche des Goldes nachweisen. Schon irgendwie cool.

    Adrian

  11. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: interressierter4532 26.12.10 - 05:00

    Ich finds cool mal wirklich einen vom Fach zu hören :) Danke das Du Dir die Zeit genommen hast.

    Gruß ein interessierter Leser

  12. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: fastmouse 26.12.10 - 08:51

    Also mir machen diese Golem-Kommentare immer wieder riesen Spaß. Echt beeindruckend, welcher Fundus an Wissen hier herrscht!

    ... Gut dass es nie Anwendung findet, wäre eine volkswirtschaftliche Katastrophe!

  13. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: _irata 26.12.10 - 13:35

    Zastamann schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Auch die Aussage vom damaligen IBM Chef (60er Jahre glaube ich) ist genial:
    > Es gibt weltweit einen Bedarf für 5 Computer!

    Weiß ehrlich gesagt nicht, was daran "genial" sein soll.
    Das war nur eine einfache Feststellung, zu der Zeit damals auch völlig korrekt. Ein sogenannter "No brainer".

  14. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: El-Americano 26.12.10 - 14:05

    Naja... manchmal merkt man auch schon, dass jemand absichtlich besonders viele Fachausdrücke verwendet um damit Eindruck zu schinden.

    Sowas gibs in allen Firmen, vor allem in der Führungsetage. Da werden auch gerne von völlig inkompetenten Leuten englischsprachiche Fachausdrücke verwendet - nur um damit was zeigen zu können...

  15. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: totti 26.12.10 - 14:47

    @El-Americano manchmal ist gut. Ich mach das jeden Tag, sons bist du eh der Dumme :)

    Gibt einer n schweren Fachausdruck raus, lege ich einen selbstausgedachten Fachausdrück züruck. Klappt immer :)

    Hauptsache die Kohle stimmt :D

  16. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: Voll Laser 27.12.10 - 00:22

    nochmal zu laser bzw. lichtschwert ;) :
    ein räumlich "fester" (physikalisch vollkommen inkorrekter ausdruck, ´tschuldigung dafür) bereich von Licht/Laser mit einer "festen" Länge liegt unglaublicherweise im Bereich des Möglichen...
    Also nix mit Mario Barths Gefasel: "Aber Licht is doch unendlich, warum isn das Schwert nur nen Meter lang?!"

  17. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: SuperDonkey 27.12.10 - 11:31

    Schließe mich meinem Vorredner an :-)
    Danke für deine Zeit und Ausführungen.

    Gruß
    SD

  18. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: Fragile Heart 27.12.10 - 12:44

    Ich meine mich erinnern zu können, dass 16nm doch schon gesichert möglich sein sollen oder?

    Mal etwas OT, wo ist eigentlich die Grenze in diesen Bereich? Muss nicht genau sein, nur damit man mal ne Zahl hat.

    -------------------
    Only fools believe that nothing changes, nothing leaves, but I need to believe that we at least will have some dignity

  19. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: OhMeinGott 27.12.10 - 14:43

    interressierter4532 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich finds cool mal wirklich einen vom Fach zu hören :) Danke das Du Dir die
    > Zeit genommen hast.

    Dem schließe ich mich an, sehr interessant. Danke!

  20. Re: Das geht auch optisch und somit noch schneller

    Autor: nickname 28.12.10 - 03:05

    die grenze der möglichkeiten der chip-architektur wie sie heutzutage vorhanden ist, dürfte sich wohl auch mit allgemeinwissen beantworten lassen:

    atome und ionen sind der grundbaustein... und eben die müssen sinnvoll zu molekülen zusammengesetzt werden um irgendwann einen chip zu ergeben...

    ansonsten, falls eine andere möglichkeit gefunden wird um daten zu speichern als mit dem bekannten chip (ich bete für das asimov´sche positronengehirn ;) ), dann lässt es sich mit der theoretischen planck´schen zahl eingrenzen die da gerundet lautet:

    1m^(-35)

    Bedeuten soll der Wert, dass dies eine angenommene kleinste im universum vorkommende längeneinheit angibt...

    ein nanometer liegt übrigens bei 1m^(-9)

    daraus folgt das man noch beim
    100.000.000.000.000.000.000.000.000-fachen dieser theoretischen annahme ist...

    aber letztendlich muss man wohl von der größe von elektronen, atomen und ionen ausgehen um zu errechnen wieweit es noch gehen KANN.

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