ETH-Forscher finden Weg zu besserem Datenspeicher

Numerische Simulation eines CBRAM-Speichers auf atomarer Ebene bei einer Spannung von einem Millivolt; Elektronenbahnen (blaue und rote Linien); Kupferatome (grau), Silizium- und Sauerstoffatome (orange). Illustration: Schweizerischer Nationalfonds
Dank einer hochpräzisen Simulation ist es Forschern der ETH Zürich gelungen, mehr darüber zu erfahren, wie sich Speicher auf atomarer Ebene verhalten. Durch diese Erkenntnisse könnten Speichereinheiten kleiner und energiesparender werden.
 
Die damit verbundene Technik lautet auf Namen "Conductive Bridging Random Access Memories" (CBRAM) und könnte eine "zukunftsweisende Lösung" für die Speicherproblematik sein. Das teilte der Schweizerische Nationalfonds (SNF) am Montag mit.
 
Ein Team um Mathieu Luisier, ausserordentlicher Professor an der ETH Zürich, hatte ein numerisches Computermodell eines CBRAM entworfen, mit dem eine Simulation auf atomarer Ebene möglich ist.
 
Durch die Untersuchungen ist es den Forschern gelungen, die Idealgeometrie eines CBRAM-Speichers aufzuzeigen: Ein Halbleiter von 1,5 bis 2 Nanometern Dicke, was knapp einem Dutzend Atomen entspricht. Allerdings seien Maschinen, die in derartig kleinen Dimensionen arbeiten können, derzeit noch nicht in der Massenproduktion einsetzbar, sagte Luisier.
 
CSCS-Supercomputer genutzt
Zugleich zeigten die Forscher auf, wo im Rennen um immer kleinere Speichereinheiten Grenzen und Risiken liegen: Eine zu grosse Nähe der Elektroden könne zur Folge haben, dass sich der Stromfluss zwischen ihnen nicht mehr steuern lässt.
 
Für ihre Arbeiten zur Idealgrösse eines Computer-Speicherelements nutzten die Wissenschaftler das Nationale Hochleistungsrechenzentrum CSCS in Lugano und dessen (zur Zeit) drittschnellsten Computer der Welt.
 
Trotz dieser enormen Rechenleistung habe die Simulation "mehrere Stunden" in Anspruch genommen, sagte Luisier. (sda / hc)