32 GB Speicher, somit mehr als 256 Milliarden Informationsbits werden mithilfe von «Gittern», die Elektronen einfangen, auf gerade nur 1 cm2 gespeichert.
Ein Steinblock und Elektronen
Sicherlich kennen Sie die sogenannten Flash-Speicher (USBSticks, SD-Karten usw.). Diese Datenträger arbeiten im Gegensatz zu mechanischen Festplatten ausschliesslich auf elektronischer Ebene, indem Elektronen mithilfe von mikroskopisch kleinen Gittern gefangen werden.
Datenträger älterer Generationen
Widmen wir uns zuerst einmal dem Aufbau dieser Art von Datenträger. Zunächst stossen wir auf die Leiterplatte, auf welche die verschiedenen Komponenten gelötet sind. Darunter befindet sich ein Anschluss, mit welchem der Datenträger mit einem Port oder einem geeigneten Lesegerät verbunden werden kann, ein Controller, eine Uhr und ein oder mehrere Speicherchips.
Ausserdem finden sich Flash-Speicherchips (einer oder mehrere, je nach Modell und Speicherkapazität) auf der Platine. Ein Speicherchip ist ein Speicherplatz, auf welchem die Daten abgelegt werden. Diese Chips bestehen aus winzigen Gittern, welche in der Lage sind, Elektronen in jedem einzelnen«Feld» zu fangen. Jedes Feld stellt einen Wert dar (1 oder 0), je nachdem ob es ein Elektron enthält oder nicht.
Die Leiterplatte enthält zudem einen Controller, ein kleiner, elektronischer Chip, auf welchem die Firmware abgespeichert ist. Diese Firmware ermöglicht es dem Datenträger, sich dem Computer gegenüber zu identifizieren, an welchen er angeschlossen ist. Der Controller verwaltet zudem die Art und Weise, wie die Daten in den Flash-Speicherchips gespeichert werden.
Alle diese auszuführenden Vorgänge werden durch eine Uhr im Gleichtakt gehalten. Es handelt sich hierbei um eine Quarzuhr, die ebenfalls auf der Platine verbaut ist. Der Controller wie auch der Speicherchip sind empfindlich; um die Bauteile zu schützen sind sie mit einer Schutzschicht aus schwarzem Harz überzogen. Aus diesem Grund ist eine gewisse Grundgrösse dieser Komponenten vorgegeben und wird so, wie auch die restlichen Bauteile, die Miniaturisierung des Datenträgers begrenzen.
Seit einigen Jahren gewinnt eine Technologie an immer mehr Bedeutung, welche die Herstellungskosten von Datenträgern mit Flash-Speicher senkt: Die Monolithen.
Was ist ein Monolith ?
Als Monolith wird ein grosser Steinblock bezeichnet. Er besteht aus einem einzigen Material und weist eine simple Form auf. Mit diesem Ausdruck werden ausserdem Flash-Speichermedien bezeichnet, bei welchen sämtliche Bauteile in einem Harzblock verbaut sind.
Wie wir gesehen haben, ist die Miniaturisierung der älteren Generation von Flash-Speichermedien beschränkt. Der Speicherchip, der Controller, die Uhr, wie auch die Widerstände verfügen über eine vorgegebene Grösse, damit die Komponenten automatisiert von Robotern auf die Leiterplatte gelötet werden können.
Das Prinzip des Monolithen ist jedoch ein anderes: Sämtliche Elemente werden direkt ohne die schützende Harzschicht dicht beieinander bereitgelegt. Die Schutzschicht wird anschliessend auf den gesamten USB-Stick oder Speicherkarte aufgetragen, wodurch ein einziger Block entsteht. Nun ist es lediglich der universelle Anschluss, welcher die Miniaturisierung begrenzen kann.
Seit Beginn konkurrieren die Hersteller der Elektronikbranche um die Miniaturisierung. Die Monolithen bringen noch weitere Vorteile mit sich: Die Herstellungskosten sind um ein vielfaches tiefer, da die Produktionskette verkürzt wird.
Der Datenträger ist zudem leichter sowie erheblich kleiner im Vergleich mit den üblichen Flash-Speichermedien. Der Monolith bietet eine Vielfalt an Designmöglichkeiten, durch welche das Produkt attraktiver gestaltet oder an Funktionen oder Personen angepasst werden kann.
Schlussendlich ermöglicht dieses System in gewissen Fällen auch eine erhöhte Solidität durch die internen Bauteile. Da die Möglichkeiten mit dieser neuen Technologie immens sind, dürften künftig noch mehr Hersteller monolithische Datenträger produzieren.
Die Zukunft der Flash-Speicher ?
Wie jede technische Neuerung bringen auch Monolithen Einschränkungen und Probleme mit sich. Wissenswert ist dabei, dass ein einfacher Riss in diesem Block, in welchem sämtliche Komponenten gemeinsam so eng verbaut sind, fatale Folgen für Ihre Daten haben kann. Da die einzelnen Bauteile so dicht verbaut sind, sind diese ebenso grösseren Risiken bezüglich der Ausdehnung der Materialien (was bei einem Monolithen Risse verursachen könnte) oder Kurzschlüssen ausgesetzt.
Die Miniaturisierung all dieser Komponenten hat keinen direkten Einfluss auf die Qualität des verwendeten Materials. Jedoch wird, wie bei allen Datenträgern, die Verdichtung der Information in den Speicherchips für weniger zuverlässige Komponenten verantwortlich sein.
Im Falle des Monolithen geht es klar darum, den Datenträger so viel wie möglich schrumpfen zu lassen. Chips mit hoher Dichte werden somit bevorzugt, um ein Mindestmass beizubehalten. Monolithen sind noch relativ neu, auch wenn sie auf dem Markt bereits Gang und Gäbe sind. Es ist also nicht unmöglich, dass sie eines Tages die bisherigen Flash-Speichersysteme ersetzen werden.
