Filmarchivierung der Zukunft? 10.000 Jahre haltbar - Microsoft speichert per Femtolaser 4,8 TB Daten auf Glas

Die Suche nach der besten Methode um große Datenmengen über längere Zeiträume sicher zu speichern, ist schon lange Gegenstand der Forschung - es gilt, das optimale Medium samt Speichermechanismus zu finden, um Daten zum Beispiel von Archiven für viele weitere Generationen aufzubewahren.

Welches Medium ist langlebig und billig?

Aktuelle Massenspeicher wie Festplatten und Magnetbänder weisen dafür eine viel kurze zu Haltbarkeit auf. Wichtige Daten für die Aufbewahrung müssen deswegen in einem regelmäßigen Turnus auf neue Medien kopiert werden, um ablesbar zu bleiben. Im Laufe der Zeit wurden schon alle möglichen neuen Verfahren als Langzeitdatenspeicher ausprobiert, sogar DNA. Die Schwierigkeit liegt darin, die optimale Balance aus Langlebigkeit und Robustheit des Mediums, Datendichte, Geschwindigkeit und - natürlich - den Kosten und Verfügbarkeit für Medium sowie der für das Lesen und Schreiben notwendigen Gerätschaften zu finden.

Per Femtolaser auf Glas

Microsoft forscht schon seit vielen Jahren an einer speziellen Methode der langfristigen Datenspeicherung, bei der Informationen mit nur Femtosekunden (eine Billionstel-Millionstel Sekunde, 10⁻¹⁵s) kurzen Laserimpulsen auf hunderten von Datenschichten in nur 2 mm dünnem Glas geschrieben werden. Das Vorgehen hat das Potenzial für eine langlebige, unveränderliche und dauerhafte Speicherung; Glas ist ein ziemlich ideales Datenspeichermedium, da es resistent gegen Wasser, Hitze und Staub ist und im Gegensatz zu Festplatten oder Speicherbändern keinen Strom braucht, um die Magnetisierung über längere Zeiträume durch wiederholtes Schreiben zu erhalten. Doch bisher war diese Methode angewiesen auf reines Quarzglas als Speichermedium, das relativ schwer herzustellen und nur von wenigen Anbietern erhältlich ist und für den kommerziellen Einsatz im großen Maßstab so viel zu teuer.

Billiges Borosilikatglas statt Quarzglas als Medium

Doch nun hat Microsoft mit dem Project Silica einen Durchbruch geschafft und eine neue verbesserte Technologie entwickelt, mit deren Hilfe es möglich ist, statt auf Quarzglas auf gewöhnlichem Borosilikatglas, einem leicht verfügbaren und kostengünstigen Material, das zum Beispiel auch in Kochgeschirr und Ofentüren verwendet wird, zu schreiben. Dieser Fortschritt beseitigt die bisherige zentrale Hürde für den Einsatz der neuen Methode durch die Nutzung eines billigen und leicht verfügbaren Speichermediums. Bei Versuchen wurden 4.8 TB Daten auf einer quadratischen, 12cm großen und nur 2 mm dicken Glasscheibe (also in etwa das Format eines CD-Jewel Cases) gespeichert.

Einen weiterer Vorteil bringt die neu entwickelte sogenannte Phase-Voxel-Methode: Anders als bisher reicht jetzt ein einziger Laserpuls aus, um einen Datenpunkt zu schreiben, was den Prozess schneller und günstiger macht als bisher. Außerdem bringt die neue entwickelte Technik noch weitere Verbesserungen, wie die Beschleunigung der Schreibvorgänge durch ein Mehrstrahl-System, das paralleles Schreiben ermöglicht, sowie die Tatsache, dass zum Ablesen jetzt nur noch eine Kamera benötigt wird statt bisher drei oder vier, was Kosten und Größe der notwendigen Technik beim Lesevorgang reduziert.

Zudem erfordern die Schreibgeräte weniger Komponenten, sind einfacher herzustellen und zu kalibrieren und können Daten schneller codieren. Microsoft erhofft sich durch die Technologie eine sichere Datenspeicherung für mindestens 10.000 Jahre und hat dies durch beschleunigte Alterungstests des beschriebenen Glas erfolgreich getestet.

Superman ist schon auf Glas gebannt

Microsoft hatte schon bisher die Praxistauglichkeit des Verfahrens - damals noch mit Quarzglas - demonstriert und den Film Superman von Warner Bros. auf Glas gespeichert sowie in Zusammenarbeit mit Global Music Vault Musikaufnahmen unter dem arktischen Eis für Jahrtausende konserviert. Das waren allerdings nur Demonstrationen; nach dem technologischen Durchbruch jetzt ist die eigentliche Forschungsphase abgeschlossen. Microsoft hat die Ergebnisse öffentlich zugänglich gemacht, damit andere Unternehmen und Wissenschaftler auf dieser Basis weiterarbeiten können – denn der Bedarf an einer neuen und idealerweise standardisierten Datenlangzeitspeicherung ist enorm: Allein in Rechenzentren weltweit fallen täglich gigantische Datenmengen an, die über große Zeiträume gesichert werden müssen und auch für Filmarchive wäre die neue Technik eine interessante Alternative zu bisherigen Methoden.