Robert Klatt
Ein neuer Laserschreibprozess sichert Daten in einem optischen 5D-Speicher aus Glas. Die Daten sollen nach 13,8 Milliarden Jahren noch lesbar sein.
Southampton (England). Einzelpersonen und Organisationen generieren ständig größere Datenmengen. Dies führt laut Yuhao Lei von Universität Southampton „zu einem dringenden Bedarf an effizienteren Formen der Datenspeicherung mit hoher Kapazität, geringem Energieverbrauch und langer Lebensdauer“. Wie der Doktorand erklärt, reichen die derzeit verfügbaren Cloud-basierten Systeme nicht aus, weil sie für temporäre Daten entwickelt wurden. Besonders nationale Archive, Bibliotheken, Museen aber auch privaten Organisationen benötigen jedoch Möglichkeiten, mit denen auch große Datenmengen dauerhaft gesichert werden können.
Helfen könnten hier sogenannte optische 5D-Speicher, deren Datendichte 10.000-mal höher als bei einer Blu-Ray-Disc ist. Bisher konnten sich solche Speicherelemente aufgrund ihrer geringen Schreibgeschwindigkeit jedoch nicht durchsetzen. Das Team um Lei hat laut ihrer Publikation im Fachmagazin Optica deshalb eine Technologie entwickelt, die den Schreibprozess auf Glasplatten signifikant beschleunigt. Die Haltbarkeit der Daten soll dadurch nicht beeinträchtigt werden.
Das neue energieeffiziente und schnelle Laserverfahren ermöglicht es hochdichte Nanostrukturen in Quarzglas zu schreiben. Genutzt werden dazu drei Schichten von nanoskaligen Punkten in einer Glasscheibe. Das Laserschreibverfahren zwei optische Punkte und drei räumliche (Ausrichtung, Position und Größe), ergibt also einen fünfdimensionalen Speicher.
Die Geschwindigkeit beim Schreiben liegt bei 1.000.000 Voxeln pro Sekunde, was etwa 230 KByte Daten entspricht. Es können so auf dem optischen Speicher mehr als 100 Seiten Text pro Sekunde gesichert werden. „Dieser neue Ansatz verbessert die Datenschreibgeschwindigkeit auf ein praktisches Niveau, sodass wir Dutzende von Gigabytes an Daten in einer angemessenen Zeit schreiben können“, erklärt Lei.
Die 5D-Scheibe soll laut den Wissenschaftlern eine kurzfristige Erhitzung auf 1.000 Grad Celsius überstehen und eine Haltbarkeit von 13,8 Milliarden Jahren bieten. „Mit dem derzeitigen System sind wir in der Lage, Terabytes an Daten zu speichern, was zum Beispiel dazu genutzt werden könnte, Informationen aus der DNA einer Person zu erhalten“, erklärt der Projektleiter Peter Kazansky.
In weiteren Entwicklungsschritten wollen die Forscher die Schreibgeschwindigkeit weiter erhöhen. Außerdem soll die Technologie für den Einsatz außerhalb des Labors nutzbar gemacht werden.
Optica, doi: 10.1364/OPTICA.433765
