Transcript Speichertechnologien der Zukunft von Markus Walter Copyright M.Walter 2007 Inhalt: Was ist Speicher ? 2. Vergangenheit - Gegenwart 3.

Speichertechnologien
der Zukunft
von Markus Walter
Copyright M.Walter 2007
Inhalt:
Was ist Speicher ?
2. Vergangenheit - Gegenwart
3. Zukunft
a. Tesafilm
b. Millipede
c. Organische Speicher
e. Holographische Speicher
4.
Fazit
1.
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
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
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