Japaner baut kuriosen USB-Stick:
Groß wie ein Teller, 128 Byte Speicher

Ein japanischer Forscher hat einen ganz besonderen USB-Stick gebaut: Er ist so groß wie ein Teller, fasst nur 128 Byte und ba­siert auf Technik der 1950er Jahre. Das führt zu einem recht spe­zi­el­len Problem beim Auslesen der Daten.

Riesiger Speicher mit minimaler Kapazität

Der KI-Boom macht Speicher gerade immer teurer. Da diese Entwicklung noch länger anhalten soll, sind einige talentierte Nutzer aus Kostengründen bereits dazu übergegangen, ihren eigenen RAM zu basteln.

Sicherlich nicht aus solchen finanziellen Gründen hat ein japanischer Forscher jetzt einen ganz besonderen USB-Stick gebaut. Der stellt das gewöhnliche Verhältnis von physischer Größe und Speicherplatz auf den Kopf. Denn statt möglichst kompakt ist der Stick groß wie ein Essteller, fasst dabei jedoch lediglich 128 Byte an Daten. Das Gerät wird zwar via USB an moderne PCs angeschlossen, im Inneren arbeitet jedoch Technologie, die bereits vor der Erfindung des Mikrochips existierte.

So basiert das Gerät, das eher als Machbarkeitsstudie zu verstehen ist, auf antikem Magnetkernspeicher. Diese Technik war in den 1950er und 1960er Jahren der dominierende Standard in Großrechnern. Anders als bei modernen Flash-Speichern werden die Informationen hier nicht in Halbleiterzellen, sondern in Ferritkernen gespeichert.

Funktionsweise der Ferritkerne

Jeder dieser Ferritkerne besteht aus einem Ring aus magnetischer Keramik. Diese Kerne sind in ein Netz aus feinen Drähten eingewebt, die durch die Mitte der Ringe verlaufen. Durch Stromimpulse in den Drähten können die Kerne magnetisiert werden, wobei die Richtung des Magnetfeldes - im Uhrzeigersinn oder dagegen - den logischen Zustand 0 oder 1 repräsentiert. Da diese magnetische Ausrichtung auch ohne Stromzufuhr stabil bleibt (Remanenz), handelt es sich um einen nichtflüchtigen Speicher. Die Daten bleiben also auch nach dem Ausschalten des Geräts dauerhaft erhalten.


Diese Robustheit bringt jedoch eine technische Eigenheit mit sich, die den Betrieb an modernen Schnittstellen gelinde gesagt etwas unpraktisch macht. Denn das physikalische Prinzip des Auslesens ist destruktiv. Wenn das System also den Zustand eines Bits abfragt, wird die magnetische Ausrichtung des Kerns zwangsläufig zurückgesetzt. Der Lesevorgang löscht demnach effektiv die Information, die er gerade abruft.

Raspberry Pi rettet die Daten

Um einen dauerhaften Datenverlust zu verhindern, muss die Information unmittelbar nach jedem Lesevorgang neu in den Speicher geschrieben werden. Wie der japanische Weltraumforscher dyd_NAO auf X (via Toms Hardware) demonstriert, übernimmt in seiner Konstruktion moderne Hardware diese kritische Aufgabe. Ein Raspberry Pi Pico dient als "Gehirn" der Konstruktion. Er fungiert als Schnittstelle zum USB-Port und steuert den komplexen Refresh-Zyklus. Sobald der Computer Daten anfordert, liest der Mikrocontroller sie aus dem Ferritgitter und schreibt sie im selben Millisekunden-Fenster wieder zurück.
Der USB-Stick hat eher Mainboardgröße Schön zu erkennen: das gewebte Gitter

Ein Blick in die Computergeschichte

Diese Art von Arbeitsspeicher war von Mitte der 1950er bis Anfang der 1970er Jahre der Industriestandard. Erstmals im legendären MIT-Computer "Whirlwind" (1953) eingesetzt, war der Magnetkernspeicher maßgeblich für die Entwicklung der frühen Informationstechnik. Auch die Navigationscomputer der Apollo-Missionen nutzten eine Variante dieser robusten Technik, den sogenannten "Core Rope Memory", bei dem die Software fest verdrahtet wurde.

Erst der 1970 von Intel eingeführte 1103 DRAM-Chip besiegelte das Ende der Ferritkerne. Halbleiter waren deutlich günstiger in der Fertigung, benötigten einen Bruchteil des Platzes und arbeiteten deutlich schneller. Während früher Fabrikarbeiterinnen die Drähte oft mühsam von Hand durch die Kerne fädeln mussten, kommen heutige Speicherbausteine aus einer voll automatisierten Fertigung.

Das aktuelle Bastelprojekt des Japaners ist daher weniger als die Herstellung eines praktischen Speichermediums zu verstehen, sondern vielmehr als lehrreiche Hommage. Zwar ist das Speichergitter selbst extrem resistent gegen Strahlung - eine Eigenschaft, die es früher für die Raumfahrt und das Militär attraktiv machte -, doch die zur Ansteuerung genutzten modernen Halbleiter, die ebenfalls verbaut sind, heben diesen Vorteil wieder auf. Mit 128 Byte reicht der Platz zudem nicht einmal für eine SMS.

Was haltet ihr von solchen Hardware-Basteleien, die alte und neue Technik auf ungewöhnliche Weise verbinden? Schreibt uns eure Meinung zu diesem Projekt gerne unten in die Kommentare!


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