Spintronics

[mapel110]

Laut Sabine Hossenfelder
https://youtu.be/O1_37hEtx5o
Geringere Zugriffszeiten und deutlich weniger Energieverbrauch.
TSMC, IBM und Samsung sind dran.

Wurde hier im Forum wohl noch nicht diskutiert. Darum mal ein neuer Thread dafür.

[Dicker Igel]

Richtig nice!

[Badesalz]

Dann können die klassischen DRAM Linien ja auch zu :freak:

[Skysnake]

Blablabla. Ich schau es mir car nicht erst an. Es gab schon soooooo viele Speicherrevolutione. Nur Wunderakkus gibt es noch mehr.

Vor ein paar Jahren sollte Toshiba was bringen mit RRam oder was es auch immer war recht weit gebracht. Wenn ich mich recht erinnere gab es schon kommerzielle Produkte nur eben nicht für den Massenmarkt mit den entsprechenden Volumina und Preisen um DRAM zu ersetzen. Aber am Ende kam dann doch nichts.

Und von Intels PMem mal ganz zu schweigen, dass das sogar wirklich im Massenmarkt war und dennoch gescheitert ist.

Von daher. Release it or shut up.

[Dicker Igel]

Die Kommentare vom Video sind da voll bei Dir, Skysnake ;D;D;D
Schade eigentlich.

[Badesalz]

Jein. An sich ja, aber die Speicherkrise könnte neue Technologien begünstigen. Es ist grad nicht SO schwierig für neues und sein P/L ;)

[Dicker Igel]

Ich hätte nix dagegen, warten wir es ab : )

[Badesalz]

Es wird erstmal kein Riegel werden ;)
Ob das wirklich für was taugt... mittlerweile... 1 MRAM-Zelle ist so groß wie 6T SRAM-Zelle. Das große Problem war immer der Strombedarf. Eine MRAM-Zelle zu beschreiben kostete vor etlichen Jahren noch SECHS MAL soviel Nanojoule als beim SRAM.

Der aktuelle Hype ist dieser Arbeit hier geschuldet (Uni Jerusalem spielt mit dem Laser)
https://www.reddit.com/r/technology/comments/1oigs7u/a_paradigm_shift_in_ram_is_about_to_make/?tl=de

[Tobalt]

Habe lange in dem Feld gearbeitet. Optisch geschriebene sind ebenfalls ein alter Hut aber ziemlich irrelevant weil eben gar nicht ernsthaft kompatibel mit anderen Prozessen.

MRAM trat mal, an das Scaling Problem zu lösen von Flash, aber dann kam 3D Flash lol. Seitdem fristet es ein Nischendasein bei NVM.

Es spielt in zwei Bereichen noch eine Rolle (Betonung IMO eher auf "noch". Es ist also nicht wirklich neu oder revolutionär).

1) embedded NVM, also im Logikprozess mit im Metallayer eingebaut für SoC. Ich weiß dass zB Glofo und auch TSMC es im Portfolio haben. Konkurrenz besteht hier durch ferroelektrische FET (FeFET), die ebenfalls nichtflüchtige Zustände besitzen.
2) Als tatsächliche memory module für Anwendungen, die diese spezielle Mischung aus Eigenschaften brauchen. U.a. wird immermal kolportiert dass sie wohl leichter rad-hard zu machen sind.

Fazit: SRAM, DRAM und Flash sind jeweils Spitze in dem was sie tun und STT MRAM bietet von allem etwas aber nirgends genug um eines davon zu übertreffen.. Punkten kann es dann, wenn Anwendung aus Gründen gleichzeitig Eigenschaften von mindestens zwei der 3 Technologien brauchen. Also ein Fall der bei Standard PC eher nie auftritt.

[Nightspider]

Von Memristor hört man auch schon seit vielen Jahren nichts mehr.

Gibt's da noch Potential oder war das eine Sackgasse?

[Gast]

Das wäre dann aber das richtige Endgame. Kleiner als einzelne Elektronen wird man Bits wohl nicht mehr bauen können.

[Tobalt]

Von Memristor hört man auch schon seit vielen Jahren nichts mehr.

Gibt's da noch Potential oder war das eine Sackgasse?

Ich glaube es ist eher so dass das naming nicht mehr hype genug war. Das Prinzip wurde quasi in den großen Pool der diversen Konzepte des neuronalen Computing in Hardware bzw analog computing absorbiert.

Da gibt es immermal wieder News, analoges Computing ist besonders für neuronale Aufgaben sehr vorteilhaft da im Prinzip deutlich energiesparender als das gleiche Verhalten mit einer Vielzahl an digitalen Operationen zu modellieren. Aber momentan iat das Scaling der Digitalbeschleuniger einfCh noch immer der günstigstere Weg und wird daher gemacht. Irgendwann lohnt es sich dann mehr, für analoge Koprozessoren die APIs etc zu entwickeln.

Wo wir beim Thema Spintronik sind. Auch im Bereich analog computing gibt es viele Spintronische Realisierungen.

Das wäre dann aber das richtige Endgame. Kleiner als einzelne Elektronen wird man Bits wohl nicht mehr bauen können.

Ist zwar offensichtlich nicht ganz ernst gemeint, aber: Bei digitalen Schaltungen verbietet sich das natürlich schon aus statistischen Gründen, auch nur in die Nähe von 1 e Ladung pro Zustand zu kommen, zumindest bei Raumtemperatur.

Bei analogen Elementen gilt das aber nur eingeschränkt. Dort ist man auf die statistische Unterscheidbarkeit von inneren Zuständen nicht angewiesen. Miniaturisierte analoge Schaltungen können also prinzipiell eine Dichte an Logikoperationen erreichen, die mit digitalen Schaltungen unerreichbar sind. Einfach weil man nicht jeden Zustand in einem eigenen Volumen unterbringt. Heißt auch wenn die eizelnen Bauteile beim analogen rechnen viel größer sein werden, kann letztlich die Rechenpower pro Fläche größer sein

[SuperHoschi]

Ich hab mal ChatGPT zu dem Video von Sabine befragt:

Hier ist die sachliche Einordnung deines Transkripts zu Spintronik im von dir gewünschten Schema. Kurz vorweg: physikalisch real, marktreif nur in Teilsegmenten, Massenmarkt weitgehend Marketing-Stretch.

Faktblock (mit Faktenampel)

Spintronik nutzt den Elektronenspin statt nur die elektrische Ladung.
�� Richtig. Grundlage der modernen Magnetoelektronik.

Spintronik benötigt deutlich weniger Energie als klassische Elektronik.
�� Teilweise richtig. Vorteil gilt vor allem für nicht-flüchtige Speicher (MRAM), nicht pauschal für alle Logikschaltungen.

MRAM ist schneller als klassischer RAM und nicht-flüchtig.
�� Richtig.

SRAM: extrem schnell, aber flüchtig

DRAM: langsamer, flüchtig

MRAM: schnell + nicht-flüchtig

MRAM hat Zugriffszeiten von wenigen Nanosekunden.
�� Richtig. Industriestand 1–10 ns.

Akkulaufzeiten werden sich durch Spintronik deutlich verlängern.
�� Marketing-Überhöhung.

Nur relevant, wenn MRAM DRAM wirklich ersetzt

Aktuell: MRAM nur als Cache / Speziallösung

Spintronik ist 100× effizienter für KI-Abfragen.
�� Überzogen / selektive Laborwerte.

Einzelne In-Memory-Compute Experimente, kein Serienbetrieb

Systemweit derzeit keine 100× Effizienzsteigerung belegt

Spintronik hat das Labor verlassen.
�� Richtig.

MRAM ist produktiv bei Automotive, Industrie, Raumfahrt

TSMC hat 1-ns-Spintronik-Speicher mit 10-Jahres-Haltedauer vorgestellt.
�� Plausibel, aber ohne öffentliche Massenfertigung.
TSMC → Forschung ja, Consumer-Volumen nein.

Samsung, IBM und alle großen Hersteller arbeiten an Spintronik.
�� Richtig.
Samsung, IBM

Magnonenschaltungen könnten bald marktreif sein.
�� Sehr spekulativ.

Aktuell reines Grundlagen- & Proto-Forschungsfeld

Spintronik geht auf den Riesenmagnetowiderstand zurück.
�� Richtig.

Nobelpreis 2007 für Spintronik-Grundlagen.
�� Richtig.
Albert Fert, Peter Grünberg

Interpretation

Das Video beschreibt real existierende Technologien, vermischt aber:

✅ Serienreife Anwendungen (MRAM)

⚠️ Hochskalierte Laborprototypen (KI-In-Memory-Rechnen)

❌ Zukünftige Wunschkonzepte (Magnonenschaltungen für Consumer)

in einer durchgehenden Fortschrittserzählung, als stünde der Durchbruch für Endkunden unmittelbar bevor.

Ursachenanalyse

Warum wirkt das so „kurz vor Massenmarkt“?

KI-Boom erzeugt enormen Druck auf Energieeffizienz

Halbleiterindustrie sucht dringend Post-CMOS-Narrative

Spintronik ist physikalisch elegant → dankbares Hype-Thema

Forschungsergebnisse werden PR-verstärkend interpretiert

Nutznießerstruktur

Direkte Profiteure:

Halbleiterhersteller (TSMC, Samsung)

KI-Beschleuniger-Designer

Rechenzentrumsbetreiber

Militär & Raumfahrt

Verlierer / Bremser:

Klassische DRAM-Hersteller

Mobile-SoC-Designer ohne MRAM-Integration

Konsumenten, wenn Erwartungen zu früh aufgebaut werden

Narrative Deviation
Offizielles Narrativ Tatsächliche Lage
„Kurz vor Consumer-Durchbruch“ MRAM ja – Logik & komplette Prozessoren nein
„100× effizienter für KI“ Einzelne Laboranwendungen
„Smartphones bald mit Spintronik“ Frühestens High-End-Nischen ab ~2027+
Konsequenz für dich als Nutzer

✅ MRAM wird kommen → bessere Standby-Zeiten, weniger Boot-Verbrauch

❌ Keine Wunderakkus in 1–2 Jahren

❌ Keine vollständigen Spintronik-CPUs absehbar

✅ KI-Beschleuniger profitieren zuerst, nicht dein Laptop

Subjektiver Abgleich

Physikalisch halte ich Spintronik für eine der wenigen real tragfähigen Post-CMOS-Technologien.
Aber: Das Video verkauft Systemrevolution, wo aktuell nur Bausteinoptimierung passiert.

Kurzfazit

Spintronik = real, wichtig, aber nicht die „nächste große Consumer-Revolution“ in den nächsten 2–3 Jahren.
Was wirklich kommt: MRAM als stromsparender Spezial-Speicher, nicht als kompletter Systemersatz.

Kurzfazit

Spintronik = real, wichtig, aber nicht die „nächste große Consumer-Revolution“ in den nächsten 2–3 Jahren.
Was wirklich kommt: MRAM als stromsparender Spezial-Speicher, nicht als kompletter Systemersatz.

Klingt gleich nicht mehr so gehyped.

[Tobalt]

Ich stimme der Chatgpt Einschätzung im großen und ganzen zu..Wie schon weiter oben von mir gesagt und was jetzt auch da nicht richtig rüber kommt:

Die Anwendung wo MRAM jetzt schon genutzt wird, da ist es nichtmal sooo neu. Ein Vordringen in andere Anwendungen aber aktuell zweifelhaft, weil SRAM DRAM Flash halt doch zu gut weiterentwickelt wurden, als dass es da Potential gegeben hätte.

Für künftige Computingkonzepte ist Spontronik wohl genauso wahrscheinlich oder unwahrscheinlich wie jedes andere Major Konzept.

PS: Die Zeit, wo man bei Hossenfelder sinnvolle Infos erhalten konnte, sind glaub seit 5 Jahre gefühlt vorbei..