Zeitung Heute : Wenn der Computer abstürzt, müssen die Daten nicht immer verloren sein

Niko Deussen

Wenn das Computerprogramm sich mal wieder aufgehängt hat, hilft nur noch der Griff zum Ausschalter. Doch zum Ärger des Benutzers sind die Daten aus den letzten Minuten der Computersitzung verloren. Einfach weg, weil der Strom fehlt. Helfen kann da oft nur eins: die guten, alten Magnetspeicher.

Beim Abschalten des Computers fährt das Betriebsprogramm den Rechner "runter": Alle Daten aus den Silizium-Schaltkreisen des Arbeitsspeichers werden in den Hauptspeicher geschaufelt. Erst dann wird der Strom abgedreht. "Denn die Information", erklärt Günter Reiss, Physikprofessor an Universität Bielefeld, "geht beim Ausschalten des Rechners verloren." Solange der Computer ausgeschaltet ist, lagern Software und Daten untätig auf der Festplatte. Erst nach dem Einschalten des Rechners gibt der erste Stromimpuls das Startsignal, um die Programme in den Arbeitsspeicher zu laden. Doch ohne elektrische Energie verlieren moderne PCs ihr Kurzzeitgedächtnis. Aus den Siliziumzellen des Arbeitsspeichers, des Random Access Memory (RAM), verschwinden die Bits spurlos, weil sich die elektrischen Speicherelemente innerhalb von Millisekunden wieder entladen. "Daher muß die Information regelmäßig aufgefrischt werden", so Experimentalphysiker Reiss.

Dazu jagen durch die Leiterbahnen jedes Chips in rascher Folge kurze Stromimpulse. Auf der Festplatte hingegen sind Daten in Sicherheit. Auf der runden Scheibe sind die Daten in magnetischen Ja-Nein-Schaltern gespeichert. Magnetspeicher brauchen keinen Strom, um Informationen zu behalten. Noch in den siebziger Jahren versahen Magnetkernspeicher ihren Dienst als RAM in den Großrechnern. Verglichen mit Siliziumchips und dem Miniaturisieren der Schaltkreise waren die rund zwei Millimeter großen Eisenkerne riesig. Zu groß, um zu überleben. Doch mit dem Riesenmagnetwiderstand (GRM) wird eine Rückkehr der Magnetspeicher möglich. Üblicherweise richten sich die Magnete bei solchen Materialpackungen parallel aus, Nord- und Südpole zeigen in dieselbe Richtung. Durch ein äußeres Magnetfeld läßt sich die Orientierung dauerhaft umpolen. Je nach Ausrichtung, parallel oder antiparallel, fließt mehr oder weniger elektrischer Strom durch den Chromfilm. Viel oder wenig Strom entspricht dabei der klassischen Null-Eins-Codierung. Die Größe der Sandwiches hat keinen Einfluß auf den Signal-Strom. Möglich werden daher GMR-Speicherzellen kleiner als hundert Nanometer, dem millionsten Teil eines Millimeters.

Wegen der winzigen Abmessungen sind im Silizium allerdings nur noch einige hunderttausend Elektronen am Speichervorgang beteiligt. Werden die Chips weiter verkleinert, wird schließlich das Informationssignal im materialeigenen Rauschen untergehen. In den Bielefelder Labors werden derzeit die ersten magnetischen 16-Kilobit-Chips getestet.

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