Computerspeicher: Magnetisches Moment maximiert Memory

SimulationsexpertInnen der FH St. Pölten "spinnen" neue Datenspeicher

St. Pölten, 10. Juli 2012 – Nanomagnetische Bauteile könnten die Zukunft der zentralen Speichermöglichkeiten von Computern bedeuten. Wesentlich dafür ist die Nutzung der als "magnetischer Spin" bezeichneten Eigenschaft bestimmter Metalle. Das hat die Analyse von nanomagnetischen Prozessen durch modernste Simulationstechniken an der Fachhochschule St. Pölten ergeben. Heute werden neueste Erkenntnisse zu nanomagnetischen Potentialen und Anwendungsbeispiele dieser Technologie auf der 19th International Conference on Magnetism in Korea der Fachwelt vorgestellt.

(firmenpresse) - Maximale Leistungssteigerung – höher, schneller, weiter – die Nachfrage nach miniaturisierten Technologien, die Rechenprozesse schneller und energieeffizienter machen und größere Speichervolumina erlauben, ist enorm. "Da stellt sich die Frage, wie die Zukunft des als RAM bezeichneten Arbeitsspeichers von Computern oder auch der Festplatte aussehen könnte. Die Spin-Elektronik und Nanostrukturen sind dabei große Hoffnungsträger, da sie die Konstruktion neuartiger magnetischer Datenspeicher erlauben", meint Prof. Dr. Thomas Schrefl, Leiter des Master-Studiengangs Industrial Simulation an der FH St. Pölten. Die Nutzung des Nanomagnetismus würde das derzeit flüchtige Gedächtnis des Arbeitsspeichers in ein elefantenhaftes Langzeitgedächtnis verwandeln. Und die Speicherkapazität von Festplatten ist noch lange nicht ausgereizt, wenn man das nanomagnetische Verhalten ihrer Komponenten optimal ausnützt. Die Berechnung und Analyse der dafür notwendigen magnetischen Prozesse ist allerdings eine Herausforderung an die Rechenleistung, die nur durch modernste Simulationstechnik zu meistern ist. An der FH St. Pölten wird diese Herausforderung nun mit einem innovativen Simulationsmodell angenommen.

1:0 für die Simulation
Mit diesem Modell lässt sich das Verhalten von magnetischen Nanostrukturen, also mikroskopisch kleinen magnetischen Teilchen in Schichtsystemen, analysieren. Wesentlich ist dabei, das "Umschalten" von elektromagnetischen Elementen darstellen zu können. Denn dieses liegt dem Prinzip, digitale Information in binären Codes von "1" und "0" darzustellen, zugrunde. An der FH St. Pölten werden dazu nun unterschiedliche Simulationstechniken wie stochastische Optimierungsalgorithmen und Randelementeverfahren zur Berechnung magnetischer Felder mit der sogenannten Finite-Elemente-Methode kombiniert: "Dabei handelt es sich um eine Simulationsmethode, die auch in der Statik und der Mechanik für die Konstruktion von Hochhäusern und Brücken eingesetzt wird. Diese Technologie kann man auch auf magnetische Teilchen anwenden, um sich magnetische Spin-Eigenschaften von Elektronen anzuschauen", erläutert Prof. Schrefl. Und gerade dieser Spin könnte der Schlüssel zu revolutionären Fortschritten bei der Entwicklung der zentralen Computerspeicher sein.



So funktionieren selbst die leistungsfähigsten Arbeitsspeicher (RAM – Random Access Memory) noch heute nach dem ursprünglichen Prinzip, das die Speicherung auf Grundlage elektrischer Ladung vorsieht. Hohe Ladung = 1, niedrige Ladung = 0. Ist der Strom weg, passiert aber auch das Gleiche mit der gespeicherten Information. Anders bei der Nutzung des magnetischen Spins von Elektronen. Dieser ist auch ohne Strom stabil und kennt sogar vier Zustände: links, rechts, oben, unten. Neben stromunabhängiger Speicherung ist durch die Nutzung dieser vier Zustände auch eine höhere Speicherdichte möglich.

Magnetische RAM-Power
Erste Umsetzung dieses Prinzips sind sogenannte MRAMs (Magnetic Random Access Memory). Diese basieren auf mikroskopisch kleinen, zirka 40x40 Nanometer großen, magnetischen Elementen, deren Verhalten das Team um Schrefl simuliert. Dieser meint dazu: "Unser Ziel ist es, bei den Umschaltprozessen eine Geschwindigkeit von 10 Bit pro Nanosekunde zu erreichen. Doch dieses Ziel ist nur bei einem optimalen Design unter gleichzeitig effizienter Nutzung der Materialeigenschaften möglich." Gleiches gilt für die Optimierung des Festplattendesigns, das bereits auf magnetische Prozesse aufbaut, diese aber laut Prof. Schrefl bei Weitem nicht zu ihrem vollen Potential ausnützt.

Auf der 19th International Conference on Magnetism vom 8. – 13. Juli in Korea werden nun unter dem Motto "Magnetic Memories" von Prof. Schrefl solche Anwendungsgebiete der von ihm entwickelten Simulationsverfahren vorgestellt. Deren Nutzung, davon ist der Experte überzeugt, erlaubt es, die Computer-Power des 21. Jahrhunderts zu maximieren – ohne den aufwändigen Bau zahlloser Prototypen.

Pressetext zum Download verfügbar unter: http://www.fhstp.ac.at/presse



Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Schrefl
Fachhochschule St. Pölten
Leiter des Master-Studiengangs
Industrial Simulation
Matthias-Corvinus-Str. 15
3100 St. Pölten
T +43 / (0)2742 / 313 228 - 313
E thomas.schrefl@fhstp.ac.at
W http://www.fhstp.ac.at

Redaktion & Aussendung:
PR&D – Public Relations für Forschung & Bildung
Mariannengasse 8
1090 Wien
T +43 / (0)1 / 505 70 44
E contact@prd.at
W http://www.prd.at


Themen in dieser Pressemitteilung:


Unternehmensinformation / Kurzprofil:
Bereitgestellt von Benutzer: PRD
Datum: 10.07.2012 - 15:20 Uhr
Sprache: Deutsch
News-ID 677553
Anzahl Zeichen: 5378

Kontakt-Informationen:
Ansprechpartner: Katharina Schnell
Stadt:

Wien

Telefon: 01 - 505 7044

Kategorie:

Computer & Technik

Meldungsart: Erfolgsprojekt
Versandart: Veröffentlichung

Diese Pressemitteilung wurde bisher 273 mal aufgerufen.

Hirntumor: ...
Karl Landsteiner Privatuniversität Krems identifiziert physiologische Vorgänge, die schon sechs Monate vor einer Diagnose ein Wiederauftreten bösartiger Hirntumore anzeigen. Krems, 26. Januar 2021 – Sauerstoffmangel und spezielle Veränderungen in der Mikrogefäßstruktur sind bisher nicht

Hörbar gut: Spezielle Mittelohrimplantate verbessern die Hörfähigkeit auch langfristig ...
Studie der Karl Landsteiner Privatuniversität Krems demonstriert dauerhafte Verbesserung der Worterkennung von Betroffenen mit Mittelohrimplantaten am „Runden Fenster“ Krems, 17. Dezember 2020 – Mittelohrimplantate, die über das „Runde Fenster“ eine Stimulation der Hörnerven bewirken

PhagoMed als führendes junges Biotech-Unternehmen in Europa ausgezeichnet ...
Wien, 04. Dez. 2020: Die PhagoMed Biopharma GmbH gewinnt den 2. Platz und 20.000 EUR in einem der härtesten Wettbewerbe für junge, europäische Biotech-Unternehmen, nämlich das Health Catapult des Europäischen Instituts für Innovation & Technologie (EIT). Die synthetische Lysin-Plattform

Weitere Mitteilungen von PR&D

Telit gründet neuen Geschäftsbereich m2mAIR ...
Der neue Geschäftsbereich deckt mit seiner Angebotspalette alle Elemente ab, die für den Betrieb von Mobilfunk-Anwendungen und M2M-Lösungen erforderlich sind. Dazu gehören Aspekte wie SIM-Management, Remote-Modulmanagement, Sicherheit, Reporting und Überwachung, SIM-Karten-Bereitstellung, versc

IBM Truck auf dem Campus der Hochschule Wildau ...
Am 12. Juni machte der IBM Truck auf dem Campus der Technischen Hochschule Wildau (FH) halt. Geladen hatte die PROFI Engineering Systems AG, langjähriger IT-Partner der Hochschule. In einem Sattelschlepper voll mit Technik präsentierten PROFI und IBM in Vorträgen und Live-Demonstrationen innovati

Deutsche Flugsicherung schließt Rahmenvertrag mit Dell ...
Der Vertrag sieht die Lieferung von IT-Lösungen für die Rechenzentren der DFS im hessischen Langen und an anderen deutschen Standorten vor. Er umfasst beispielsweise Rack-Server der neuesten Generation mit kundenspezifischer Konfiguration, Software und dazugehörige Services. Durch die Koopera

Neues AEB-Whitepaper: Erfolg im Frachteinkauf ...
Das AEB-Whitepaper „Erfolg im Frachteinkauf” stellt vier Werkzeuge vor, mit denen Logistikverantwortliche die Basis für effektive Verhandlungen schaffen können:  Transparente Offertenverwaltung,  Auswertungen und Kennzahlen,  Simulationen,  s