PCM: 50 Mal schneller als Flash und endlich auch billiger als DRAM
Infografik: Entwicklung von Arbeitsspeicher und Prozessor
Die Forscher bei IBM konnten einen weiteren Durchbruch in ihrer Arbeit an Phasenwechselspeichern (Phase-Change-Memory, PCM) vermelden. Durch eine deutliche Steigerung der Speicherdichte werden die Chips wesentlich billiger und kommen langsam aber sicher in einen Bereich, in dem es realistisch wird, dass sie Flash- und Arbeits-Speicher in einem Rechner durch eine einzelne Technologie ersetzen.
Die grundlegende Funktionsweise von PCM kennt man im Grunde von optischen Medien. Durch extrem kurze Wärmeimpulse wird der Zustand einer Speicherzelle verändert und so eine Information repräsentiert. Die neue Speichertechnik ist dabei aber wesentlich schneller und kann sich fast schon mit der Geschwindigkeit von DRAM messen lassen. Es handelt sich also um einen sehr schnellen und nichtflüchtigen Speicher.
Schon länger träumen Hardware-Ingenieure davon, die Technologie einsetzen zu können. Denn durch eine Zusammenführung von Fest- und Arbeitsspeicher würde man nicht nur Kosten sparen. Der leichte Geschwindigkeitsnachteil gegenüber DRAM würde locker dadurch wettgemacht, dass die Daten nicht mehr zur Verarbeitung in den RAM gelesen und danach zurückgeschrieben werden müssen. Operationen können statt dessen direkt auf dem einheitlichen Speicher ausgeführt werden, was insbesondere beim Umgang mit großen Datenbanken einen enormen Vorteil hätte. PCM würde aber auch in anderen Anwendungen viel bringen - ein Smartphone, so schätzt man, wäre beispielsweise binnen Sekunden komplett gebootet.
3 Bit pro Zelle
Technische Fortschritte wurden über die Jahre immer wieder vermeldet. Es blieb aber das Problem, dass die Speichertechnik sogar noch viel teurer war als Arbeitsspeicher - vom vergleichsweise günstigen Flash ganz zu schweigen. Hier haben die IBM-Forscher nun aber durch den Einsatz einer neuen Architektur einen Durchbruch erzielt. Es gelang ihnen, in einer Speicherzelle nicht nur ein, sondern gleich drei Bits zu speichern und diese auch sicher wieder abrufbar zu machen. Dadurch sinken die Produktionskosten bei von Chips gleicher Kapazität deutlich unter den Preis von Arbeitsspeicher.Sie sind zwar noch immer teurer als Flash, was durch die Einsparung im Zuge der Zusammenlegung beider Speichertechnologien weitgehend zu kompensieren wäre. Der von IBM gebaute PCM-Speicher ist dabei mehr als 50 Mal schneller als die Flash-Technologie. Noch nicht abgeschlossen ist die Entwicklung der Prozesstechniken, mit denen auch eine Massenproduktion im kommerziellen Maßstab möglich ist. Angesichts dessen, dass die Arbeit daran infolge des IBM-Durchbruchs wesentlich sinnvoller geworden ist, dürfte es hier aber in näherer Zukunft ebenfalls Fortschritte zu vermelden geben.
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Auf der anderen seite besteht dabei ein erhebliches Risiko im Falle von Speicherüberläufen.
Normalerweise bin ich ja eher gegen Verschwörungstheorien, aber in diesem Fall wäre das doch der feuchte Traum einer jeden Ermitlungsbehörde oder eines Spions. Speicher ausbauen und auslesen. Das was gerade zur Verarbeitung anstand sogar in unverschlüsselter Reinform.
Mit PCM musst Du weder das OS noch Programme im eigentlichen Sinne starten. Sie liegen immer einfach immer vor. Die Startzeit von deinem OS samt geöffneter Anwendungen wäre also eher mit einem Stand-By vergleichbar, bei dem die Daten im RAM verbleiben.
Beim Anwendungsstart werden Daten ja nicht in den Cache der CPU geladen sondern in den RAM. Genau hier gibt es also gigantische Unterschiede. Und das gilt für alle geräte die irgendwie booten müssen. Von PCs über Smartphones bis zur Digitalkamera.
Von dieser sicher willkommenen Vereinfachung abgesehen wird sich für rechenintensive Computerprogramme trotzdem nicht so viel ändern. Der immense Aufwand der getrieben wird um Caches optimal auszunutzen sodass notwendige Berechnungen schnellstmöglich durchgeführt werden können, statt ständig auf den langsamen Arbeitsspeicher zu warten, wird dort nach wie vor das Hauptproblem bleiben. Bei einem Computerspiel wird also z.B. das Streaming von Content (Teile der Spielwelt, Geometrie, Texturen ect.) einfacher, der eigentliche Flaschenhals bleibt aber erhalten.
Zumindest ich sehe hier ganz neue Szenarien und Paradigmen in der Software-Entwicklung. Auch Stand-By-Zustände könnten ein ganz neues Level erreichen, was insbesondere in der Masse viel Strom sparen dürfte.
Wenn du diese Daten nicht als einzelnes betrachtest sondern als Reihung von Daten, so erreichst du irgendwann eine Anzahl die wieder ohne Rest durch 8 teilbar ist.
Und wenn man dann doch z.B. auf 9 kommen würde, so ignoriert man im schlimmsten Fall einfach das 9. Bit
Nicht so voreilig. 99 von 100 Durchbrüchen lassen in der Regel nie wieder was von sich hören.
Dann wären auch die höheren Kosten ja kein Problem mehr...
Denn ob ich im Office Betrieb einen i3 oder einen i7 nutze, ist eigentlich wurscht. Heftig ist der Unterschied aber bei SSD vs. HDD.
Grundsätzlich hast du natürlich recht. Das wäre DER nächste große Sprung!!!
Na, dann hat Bill Gates ja doch recht mit seiner Aussage das 640kb Arbeitsspeicher reichen. :)
Wenn man also jetzt SSD nimmt, mit 1TB-Speicher, ist die mit SATA bei 6gbit/s. So ein RAM (siehe VRAM) kommt aber auf ca. 50-100x so schnell (heute, denn schon bald noch deutlich schneller). Das ist der Nachteil, wenn man viel Speicher haben möchte.
Umgekehrt: wenn man den Speicher schnell haben möchte, siehe RAM, ist man bei grad mal 128GB. Da sind die 1TB noch recht weit entfernt. Das ist immerhin 10x mehr. Aber 10x mehr Speicher mal eben so anbinden is nicht.
Also, Handy, wo man grad so 32GB Flash hat, da kann ich es mir vorstellen. Aber dass ich bald ne SSD kaufe, und die dort einstecke, wo sonst der RAM steckt :D das passiert nicht.