Im Arbeitsspeicher legt ein Computer Daten und Programme ab, die er für den Betrieb benötigt; beim Abschalten gehen die Informationen aber verloren. Eine Festplatte speichert zwar dauerhaft, ist jedoch zu langsam für diesen Zweck. Die MRAM-Technik (Magnetic Random Access Memory) vereint die Vorteile beider Speicher: Ihre Module sind schnell, fast beliebig oft beschreibbar und speichern dauerhaft. Computer mit MRAM wären sofort nach dem Einschalten einsatzbereit, das Laden der Betriebsdaten von einer Festplatte würde entfallen.

Die Speicherung erfolgt beim MRAM durch Neuausrichtung der Magnetisierung einzelner Speicherzellen. Forschern der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig um Hans Werner Schumacher gelang es nun, die Magnetisierung einer solchen Speicherzelle in weniger als einer Nanosekunde zu verändern. Damit wäre es prinzipiell möglich, einen nichtflüchtigen Speicher zu entwickeln, dessen Taktrate mit der der schnellsten flüchtigen Speicherbausteine konkurrieren könnte.

Das Braunschweiger Experiment basiert auf dem Spin-Torque-Effekt. Dabei kehren positive oder negative Strompulse die Magnetisierung der Zelle um, setzen also das magnetische Bit auf "0" oder "1". Infolge des Pulses führt die Magnetisierung eine Kreiselbewegung aus, bevor sie in die neue Richtung zeigt. Bisher waren zum zuverlässigen Umschalten längere Pulse nötig, während derer mehrere Kreiselbewegungen stattfanden. In Kombination mit einem schwachen, statischen Magnetfeld ließ sich die Speicherzelle jetzt mit einem ultrakurzen Strompuls bereits nach nur einer Drehung schalten.

Damit ist der für die verwendete Speicherzelle physikalisch schnellstmögliche Spin-Torque-Schaltvorgang realisiert. Solche "ballistischen Schalter" könnten Basis einer universell einsetzbaren Speichertechnik werden und heutige SRAM-, DRAM- oder Flash-Speicher ablösen.

Jan Hattenbach