Potenzielle Nachfolger von NAND-Flash im Überblick

Könnten NAND-Flash ablösen: Phasenwechselspeicher von IBM (links) und der Memristor von HP

NAND-Flash-Speicher werden wohl noch bis zum Ende des Jahrzehnts ihren Siegeszug in den Unternehmen weiter fortsetzen. Dennoch zeichnen sich bereits potenzielle Nachfolgetechniken wie Phasenwechselspeicher (PCM), Magnetoresistive Random Access Memory (MRAM) und Resisitive Random Access Memory (RRAM) am Horizont ab.

Forscher konnten auf dem Gebiet der Datenspeicherung in den vergangenen Jahren einige Durchbrüche erzielen. Diese werden in naher Zukunft zu neuen Speichern führen, die schneller und haltbarer sein werden als heute verfügbare.

Beispielsweise hat dieForschungsabteilung von IBM im Sommer dieses Jahres mit der Ankündigung für Furore gesorgt, dass thermal-basierende Phasenwechselspeicher eines Tagen dafür sorgen werden, dass Speichersysteme Daten einhundert Mal schneller abrufen werden können als NAND-Flash und dabei mindestens zehn Millionen Schreibzyklen überstehen werden. Das ist eine enorme Verbesserung im Vergleich zu den 30.000 Schreibzyklen, die für eMLC-Flash (Enterprise Multi-Level Cell) heute veranschlagt werden.

PCM-Zellen sind stabil

Dem in Zürich angesiedelten IBM-Forschungslabor ist es eigenen Angaben zufolge gelungen, mehrere Bits in einer Zelle zuverlässig zu speichern. Dem vorausgegangen war eine sechsmonatige Beobachtung des Widerstandes des PCM-Materials. So konnte letztlich bestätigt werden, dass die Zellen stabil sind. Haris Pozidis, Leiter Memory and Probe Technologies bei IBM Research in Zürich, erklärte, dass Multi-Level-Cell-Phasenwechselspeicher (MLC-PCMs) schon 2016 Einzug in Enterprise-Server und -Speichersysteme Einzug halten könnten. Die Technik könnte für Anwendungen wie „Big-Data“-Analysen und Cloud Computing nützlich sein.

Doch diese Ankündigung kommt unter Vorbehalt. Pozidis erklärte, dass die Roadmap davon abhängt, wie Handy- und Speicherhersteller in den kommenden Jahren gewillt sein werden, MLC-PCM als Ersatz für NOR-Flash einzusetzen.

Da IBM weder Speichergeräte noch SSDs selbst herstellt, verlässt sich das Unternehmen darauf, dass externe Hersteller Lizenzen für MLC-PCMs erwerben und diese dann fertigen werden. Pozidis zufolge geht IBM davon aus, dass es soweit kommen wird, allerdings ist das „nicht sicher“.

PCM und Racetrack Memory

Phasenwechselspeicher sind nur eine Technik, die IBM vorantreibt. Das im kalifornischen Almaden beheimatete Forschungszentrum des Unternehmens hat in der Vergangenheit ein magnetisches Verfahren intensiv beworben, das Racetrack Memory genannt wird. Bei dieser Technik gleiten magnetische Bits auf Nanodrähten, den Racetracks, hin und her.

In der Geschichte „Icon of Progress“ eines IBM-Autors, die auf der Webseite des Unternehmens zu finden ist, wird behauptet, dass der Racetrack-Speicher, mit einem dreidimensionalen Mikrochip, „das Potenzial hat, nahezu alle Formen der konventionellen Datenspeicherung zu ersetzen“. Die Technik könnte dazu führen, dass Handys, Notebooks und Server 100-mal mehr Daten speichern werden können und viel schneller auf diese zugegriffen werden wird.