Am 9. Dezember 1984 stellte Fujio Masuoka auf der IEEE Integrated Electronics Devices Conference eine bahnbrechende Technologie vor, die die Datenspeicherung für immer verändern sollte: den Flash-Speicher. Heute, 40 Jahre später, sind Flash-Speicher fast überall im Einsatz - von Smartphones über Embedded-Anwendungen zu Rechenzentren oder Autos.
Die Geburt des Flash-Speichers
Alles begann mit einer einfachen, aber wirkungsvollen Idee: Einen nichtflüchtigen Speicher zu entwickeln, der Daten nicht verliert, wenn der Strom fehlt. Der Durchbruch gelang Masuoka bei Toshiba, wo er und sein Team eine Floating-Gate-Speichertechnologie entwickelten, mit der ganze Speicherabschnitte gleichzeitig gelöscht werden konnten, indem eine Spannung an eine Gruppe von Zellen angelegt wird. Bis dahin mussten Bytes einzeln gelöscht werden.
Diese Flash-Technologie, legte den Grundstein für den Flash-Speicher, wie wir ihn heute kennen. Heute ist sie als NOR-Flash bekannt und wird hauptsächlich dazu genutzt, um Code zu speichern, der direkt ausgeführt werden soll. Drei Jahre später folgte die Erfindung von NAND-Flash, welcher eine höhere Dichte und kostengünstigere Speicherung ermöglichte. Damit begann der Durchbruch von Flash-Speichern.
Der Siegeszug
Heute sind Flash-Speicher das Rückgrat aller mobilen Technologien. Sie ermöglichen schnellere Bootzeiten, schnelleren Datenzugriff und zuverlässigere Speicherung in Smartphones, Tablets, Laptops und Kameras. Ihr Einfluss geht jedoch weit über die Konsumelektronik hinaus. Flash-Speicher sind das Herzstück des modernen Cloud-Computing, von Rechenzentren, KI-Anwendungen und IoT-Geräten, die Unternehmen dabei helfen, große Datenmengen effizient und sicher zu speichern und zu verarbeiten.
Die nichtflüchtige Natur des Flash-Speichers machte ihn ideal für alle Arten von USB-Laufwerken, Solid-State-Laufwerken (SSDs) und sogar für Embedded-Systeme in kritischen Infrastrukturen.
So haben Flashspeicher in 40 Jahren maßgeblich zu der Entwicklung und Verbreitung von von Big Data, künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen und einer Vielzahl von Technologien beigetragen, die die Zukunft prägen.
Wie geht es weiter?
Die Entwicklung von Flash-Speichern geht auch nach vier Jahrzehnten ungemindert weiter und es gibt einige spannende Entwicklungen am Horizont:
- Mehr Lagen als Stockwerke bei Wolkenkratzern: Es gibt bereits 3D-NAND-speichern, die aus mehr als 300 Lagen bestehen. Doch die Hersteller arbeiten bereits mit Hochdruck daran mehr als 500 Lagen in einen Speicherchip zu packen und peilen sogar 1.000 Lagen an. Wenn das gelingt, wird das die Speicherkapazität deutlich erhöhen und gleichzeitig die Kosten senken.
- Ohne Security-Features geht nichts mehr: Da Flash-Speicher inzwischen in vielen kritischen Umgebungen eingesetzt werden, integrieren die Hersteller immer ausgefeiltere Verschlüsselungs- und Sicherheitsfunktionen direkt in die Hardware, um Daten sowohl im Ruhezustand als auch bei der Übertragung zu schützen. Solche hardwarebasierte Sicherheitsmechanismen bieten einen besseren Schutz vor Cyber-Bedrohungen.
- Es werde Licht: Ein spannendes Forschungsfeld sind optische Flash-Speicher, die Licht für eine schnellere und effizientere Speicherung nutzen, um die Geschwindigkeit und die Speicherdichte zu erhöhen.
- KI optimierte Flash Speicher: Künstliche Intelligenz ist aktuell DER Treiber in der Entwicklung von Speichertechnologien. Da High Bandwidth Speicher sehr komplex und teuer sind, gibt es Bemühungen, Flash-Speicher zu entwickeln, die speziell für die Anforderungen von maschinellem Lernen und KI-Anwendungen zugeschnitten sind.
Kurzum, Flash-Speicher haben nicht nur die Konsumelektronik, sondern die gesamte digitale Welt grundlegend verändert. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Technologie bleibt ein wichtiger Motor für den technischen Fortschritt, so dass die nächsten 40 Jahre zweifellos ebenso transformativ sein werden wie die ersten.
Autor: Marco Mezger, President von MEMPHIS Electronic
