IBM-Forscher machen ein Bit aus 12 Atomen (Video)

Dieser Beitrag, nur einer von vielen zum Thema, hat mich besonders stark beeindruckt, da die Elementarteilchenphysik schon seit Jahrzehnten zu meinen besonders geliebten Hobbies gehört. Auf der anderen Seite hat mich schon lange die Zunahme der Speicherkapazität auf immer kleiner werdenden Medien begeistert. Nun scheinen beide Themengebiete zusammenzutreffen. Ist das überhaupt noch vorstellbar? Sehr schwer? Nein, ich kann es nicht wirklich nachvollziehen. Ich bemühe mich, doch ich vermag nicht die Grenzen meiner Vorstellungskraft zu überwinden. Ich scheitere kläglich.

Wenn das eines Tages Realität werden sollte, dass 1 Bit nur 12 Atome, ein byte knapp 100 Atome als Speicher benötigt, werden wir als Menschen dann an unsere Grenzen gestoßen sein? Es ist für mich unfassbar: Nur 12 Atome für 1 Bit.

Und hier ist die Rede von Atomen, nicht etwa nur von Atomkernen, die ja nochmal extrem kleiner sind. Als Denkmodell könnte - ganz vorsichtig betrachtet - unser Sonnensystem (Atom) im Vergleich zur Sonne (Atomkern) herhalten.

Wenn wir mal, was die Größe betrifft, vom Wasserstoffatom mit nur 1 Proton und 0 Neutron sowie 1 Elektron ausgehen,dann würden in einem Kubikmillimeter
10.000.000 x 10.000.000 x 10.000.000 = 10 Mio hoch 3
dieser Atome bequem Platz finden. Unter normalen Bedingungen. Unter Extrembedingungen (z.B. Neutronenstern) müssten 10 Mio hoch 3 mit 7 Mio hoch drei multipliziert werden. Rein theoretisch - wir könnten dann auch unter größten Anstrengungen nicht einmal eine Briefmarke bewegen, geschweige denn an- oder aufheben.

Unter ganz normalen Bedingungen böte ein Kubikmillimeter Speicher einer solchen Datenmenge Platz, wie wir es uns nicht vorzustellen vermögen:
(10 Mio hoch 3) : 12 Bit pro 1 Kubikmillimeter. Dieses Speichervolumen wäre derart groß, dass ein TB beinahe im Nichts verschwände.

Doch davon sind wir zeitlich noch sehr entfernt. Heute haben wir im Handel die
64 GB microSDXC-Karte, 2 TB sind für diese micro-Karte angepeilt bzw. in Planung.
Aber auch 2 TB wären im Vergleich zu (10 Mio hoch 3) : 12 Bit pro 1 Kubikmillimeter fast nichts.

Ich erinnere mich noch an meinen ersten PC mit einer Festplatte von 4 GB, die fast so groß wie ein Mauerstein war. Wenn ich bedenke, dass das erst 13 Jahre her ist, ergibt sich die Frage: Wo werden wir in 13 Jahren stehen?

Ich erinnere mich noch an meinen ersten PC - selbstgebaut.

Dann VC20, C64, dann einen PC10 mit 2 360kB Floppies. Krönung war meine erste
Festplatte: 10 MB (!). Mit einem Crosscompiler für den 6502 (Manx Aztek).

Ehrlich gesagt, Bombentechnik heute. Aber wo sind die Inhalte die das sinnvoll nutzen ?
Wo stehen wir mit den Inhalten in 13 oder 20 Jahren ? Was machen wir mit der
Technik ?

Hast Du das aus Galileo abgetippt ?

Scheppertreiber schrieb:


Nein, den obigen Text (siehe Beitrag #1) habe ich weder von Galileo noch von einer anderen Quelle abgetippt. Hätte ich das getan, dann hätte ich selbstverständlich auch die Quelle genannt. Nichts liegt mir ferner als zu guttenbergen. Auch die Berechnungen habe ich selbst durchgeführt.
Das Abschreiben a la Karl-Theodor - also ohne Quellenangabe - verachte ich!
Wenn ich irgendwo einmal zitiere (das ist ja auch nicht verwerflich!), dann nur mit Quellenangabe.

Ob das nun Offtopic ist oder nicht, müsst ihr entscheiden

Es schrumpft nicht nur der Speicher, auch die Prozessoren. Möglicherweise haben wir bald für "Privatnutzer" den gesamten PC in der Hosentasche und docken ihn zuhause in eine Halterung. Damit Bootet sich das Smartphone direkt mit der Workstation oder gar via Wireless-Bildschirm als "Tablet".

Alle Daten, Programme, Benutzerkonten, Lesezeichen, Mails einfach alles nur noch auf einem Gerät welches alles ansteuert...

So lange wirds vielleicht nicht mal mehr dauern

Das ist Grundlagenforschung im Anfangsstadium, vermutlich dauert es noch 10-20 Jahre
bis daraus eine praktische Anwendung folgt (wenn es sich umsetzen läßt).

Ob daraus wieder nur mehr Klickibunti oder mal ein echter Nutzen resultiert bleibt
abzuwarten. Das ist heute schwer abzuschätzen - der Markt wird heute von BWLern und
nicht mehr von Technikern oder interessierten Amateuren gemacht. Bei PCs lief es doch
genau so.

Galileo ist ein solch elender Mist a la "mit dem Händi ein Auto anzünden", nee.
Privatfernsehen halt, sensationsgeil und frei von Sachkenntnis.

Egal, ich finde äußerst spannend was da die nächsten Jahre kommen wird.



Und abhörbar ... einfachst. Dank Google-Bwoser, Google-OS auch noch privat. Am Besten
gleich alles in die sog. "Cloud"

Grüße Joe.

Zum glück hab ich weder Google-Browser noch Google-OS noch Cloud

Ein einzelnes Gerät lässt sich mMn besser schützen, als 10 Geräte auf denen diverse Dinge Parallel laufen.

Zu dem Zeitpunkt ist der "Handyspeicher" die "Cloud" - weil man als Otto-Normal-Nutzer nicht mehr als 5TB braucht (ich lehne mich mit der Aussage mal aus dem Fenster). Für die mit dem kleinen Heisshunger auf Daten kann man immer noch Heimserver à la NAS aufstellen.

Es gibt schliesslich Daten, die ich nicht zwingend Mobil brauche - etwa die RAW-Dateien meiner Kamera. Mobil hätte ich dann wohl nur die JPGs dabei.

Der Speicher würde mit solchen technologien dermassen Dicht, dass ein solches Szenario nicht zwingend abwegig wäre. Mit der gepaarten Entwicklung der Pozessoren (immer kleiner, immer stromsparender, immer schneller) ist es nicht einmal allzu Abwegig. Das Asus PadPhone zeigt schon gewisse Ansätze (wenn auch mit Android...)

Wichtig ist für diese Entwicklung einfach, dass man die "Nacktbilder in Facebook Hochladen"-Generation welche in WhatsApp, Cloud und Datensammelkraken keine gefahren sieht, irgendwann mal Aufklärt. Dabei geht es nicht um Lappalien wie Google-Streetview, sondern eher wer wann zuhause ist, welche Politische Einstellung und welche Fetische er hat. Dadurch liesse sich die Masse gefährlich beeinflussen, wobei auch Erpresserisches möglich würde.

Die grossen Player würden sich wohl gegen eine solche Entwicklung stemmen, da damit die Cloud ziemlich unnötig würde und man damit keine Knete mehr machen könnte - doch empfinde ich es als die grösstmögliche Freiheit das zeug unter MEINER Kontrolle zu haben. Portabel, auf dem Codegesperrten Linux-Mobiltelefon in meiner Hosentasche. Alles.



Ich bin auch gespannt wo die Entwicklung hingeht - ich befürchte zwar, dass das Cloud-Zeug immer polulärer wird, doch ermöglicht die Technik gerade das Gegenteil. Wie lange dauert es noch, bis das erste Smartphone mit mehr als 1TB Speicher auf den Markt kommt...? 5 Jahre?

ich befürchte das es bei der cloud am anfang garnicht erst ums geld geht. wenn genug daten gesammelt wurden, fliest die kohle von ganz alleine. das eigentliche ziel ist aber macht. aber wir kapern grad nen thread. das gehört eigentlich zu cermits genialen startseiten artikel thema

Laborant schrieb:


Ich würde nicht ausschließen, dass die microSDXC-Karte mit 1 TB schneller realisiert wird als erst in fünf Jahren. Noch mehr Speicherkapazität brauche ich nicht (aus heutiger Sicht).

Natürlich - allerdings wären auch heute schon locker 64GB-Geräte mit MicroSDHC-Slot möglich...

Wird aber nicht gemacht - meines Wissens ist das Nokia N97 (aka "Biggest Fail") das einzige mit 32GB UND zusätzlicher Wechselkarte.

Es gibt bei der Speichersorte auch noch andere Probleme die zu bewältigen sind: Datentransferrate und Dateisystem: Fat32 ist nicht Zeitgemäss für 1TB-SD-Karten während USB2.0 einfach grottenlangsam ist. eSATA-OTG wäre mal was feines. Oder noch was schnelleres.

Was bringt mir 1TB im Handy, wenn ich die HD-Filme auf unter 4GB komprimieren muss und das Raufladen des Films horrend lang dauert...?

Mit dem Riesigen Speicher im Handy eröffnen sich weitere Probleme

Nochmal kurz zurück zum Thema:

Ich wollte jetzt wissen, wie groß in unserem besagten Fall die Speicherkapazität wäre bei einem Kubik-Millimeter.

In dieses Volumen (1 mm³) passen, wie oben gezeigt

10.000.000 x 10.000.000 x 10.000.000 Wasserstoff-Atome, also

1.000.000.000.000.000.000.000

Wir brauchen 12 Atome für 1 Bit, somit finden 83.333.333.333.333.333.333 Bits Platz

Für 1 TB benötigen wir 8.796.093.022.208 Bits

Im Volumen von 1 mm³ hätten wir dann - leicht gerundet - 9.473.903 TB, und das sind

9.701.276.672 GB (gerundet 9,7 Milliarden GB)

Wenn wir jetzt unterstellen, dass es in diesem einen Kubikmillimeter aus technischen Gründen eine Gitterstruktur (eine Art Gerüst) gibt, die 99% des Volumens einnimmt und nicht für den eigentlichen Speicher zur Verfügung steht, dann bleiben immer noch

97 Millionen GB Speicher übrig.

Umrechnungshilfen A --- Umrechnungshilge B

Anmerkung:

Im Beispiel ging ich einfach mal von Wasserstoffatomen aus, aber alle anderen Atome sind größer. In einem solchen Fall würde sich das Speichervolumen natürlich sehr deutlich reduzieren. Nehmen wir z.B. ein Uran-Atom. Doch auch dieses Atom ist zumindest noch so klein, dass wir davon 280.000 benötigen würden, um auf eine Haaresbreite zu kommen.

Wie kommt man technisch an die gespeicherten Informationen ? Irgendwie ein Kabel legen
wird nicht einfach ... Selbst ein Laser läuft da unter Grobmotorik.

magnetic orientation ist dann des Pudels Kern. KLICK

Die Thread-Überschrift passt zwar nicht exakt zu diesem Beitrag, aber es lässt sich m.E. dennoch hier gut einordnen:

Ein Molekül speichert ein Bit

(Quelle: golem.de)



Ein Team von Forschern aus Frankreich, Japan und dem deutschen Institut Kit in Karlsruhe schlägt eine neue Methode vor, um Daten zu speichern. In einer Mitteilung des Kit sprechen die Wissenschaftler davon, dass sich das Verfahren in Zukunft eignen könnte, um Informationen auf Festplatten viel dichter zu packen als bisher.

Dazu nutzen sie ein organisches Molekül, das aus 51 Atomen besteht. In dessen Mitte sitzt ein einzelnes Eisenatom, dessen magnetische Eigenschaften sich verändern lassen. Im Labor geschieht das anstelle eines Schreib-/Lesekopfes einer Festplatte mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops. Damit werden gezielte Stromstöße auf das Eisenatom abgegeben.

"Interessanterweise ändert sich dadurch nicht nur reproduzierbar der magnetische Zustand des Eisens, sondern auch die elektrischen Eigenschaften des Moleküls." sagt Wulf Wulfhekel, Leiter der Karlsruher Forschergruppe. Der Widerstand des gesamten Moleküls lässt sich nun messen, so dass die Konstruktion wie ein Memristor funktioniert.

Die Wissenschaftler sind der Meinung, dass sich durch die Entdeckung ein neues Forschungsfeld ergibt, weil sich in dem Molekül die Eigenschaften eines Memristors zusammen mit Spintronik kombinieren lassen. Für Massenspeicher könnte das große Bedeutung haben, denn nach Darstellung des Kit sind bei modernen Festplatten drei Millionen Atome nötig, und bei der neuen Konstruktion nur 51.

Ihre Ergebnisse haben die Forscher bei Nature Communications veröffentlicht. Die Arbeit ist in diesem Fall vollständig online und kostenlos einsehbar.