Project Silica: Superman-Speicher speichert Superman-Film
Auf dem Weg zum gläsernen Massenspeicher, der an die Speicherkristalle aus Superman-Filmen erinnert, haben Forscher einen neuen Meilenstein erreicht. Erstmals wurde ein kompletter Film auf einem Datenträger aus Quarzglas erfolgreich gespeichert und wieder ausgelesen. Als Versuchsobjekt diente „Superman“ aus dem Jahr 1978.
Superman-Film mit 75 GB auf Quarzglas gebannt
Als ersten „Proof-of-Concept-Test“ des Project Silica beschreibt Microsoft das Speichern des Filmklassikers auf einem 75 × 75 × 2 mm messenden Stück Quarzglas, dessen Größe mit der eines Getränke-Untersetzers verglichen wird. Auf dem gläsernen Datenträger seien 75,6 GB Daten plus Fehlerredundanzcodes enthalten. Der Speicher lässt sich nur einmalig beschreiben und wird für Archivierungszwecke, wie etwa die Filmsammlung der Warner Bros. erwogen. Gegenüber anderen Medien ist vor allem die Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einwirkungen ein Vorteil: Die Glasdatenträger überstehen hohe Temperaturen und sind auch gegen Wassereinbruch, Mikrowellen oder Entmagnetisierung beständig. Theoretisch sollen Daten mehr als 1.000 Jahre erhalten bleiben, während andere Techniken wie Festplatten oder Bandspeicher bereits nach einigen Jahren ausgetauscht werden müssen.
Mit Hilfe eines Femtosekundenlasers werden in mehreren Ebenen – mehr als 100 Layer seien möglich – Voxel als dreidimensionales Äquivalent zu Pixeln erzeugt. Die Größe und Ausrichtung der Nanostrukturen bestimmt die Art und Weise, wie Licht durch das Glas scheint, und kodiert darüber die Information, die mit Hilfe eines optischen Mikroskops und eines Polarisationsfilters ausgelesen wird. Bei der Entschlüsselung der Daten helfen Machine-Learning-Algorithmen.
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Superman auf Tapes und auf Quarzglas (Bild: Jonathan Banks für Microsoft)
Der jetzt medienwirksam in Kooperation mit Warner Bros. verkündete Meilenstein des Project Silica fußt auf den Forschungen von Wissenschaftlern der University of Southampton, die schon vor über sechs Jahren die Kopie einer 300 Kilobyte großen Textdatei auf dem „Superman-Speicher“, der seinerzeit nur drei Ebenen besaß, gespeichert haben. Der Speicher wird auch als 5D Optical Storage bezeichnet, da Größe und Ausrichtung der Nanostrukturen sowie deren dreidimensionale Anordnung fünf Dimensionen bedeuten.
Microsoft unterstützt Forschung im Project Silica
Inzwischen ist Microsoft als Kooperationspartner und finanzieller Unterstützer der Forschungen des University of Southampton Optoelectronics Research Centre eingesprungen. Microsoft ist auf der Suche nach neuen Speichertechnologien für die Cloud-Sparte Azure und forscht zum Beispiel auch an einem DNA-Datenspeicher zusammen mit der University of Washington.
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Das Team des „Project Silica“ bei Microsoft Research Cambridge (Bild: Jonathan Banks für Microsoft)
Trotz des Fortschritts beim gläsernen Datenspeicher ist die Technik noch weit vom kommerziellen Einsatz entfernt. Hürden stellen die aufwendige Technik zum Speichern und Auslesen dar. Zudem gilt es im Rechenzentrum noch weitaus größere Datenmengen zu sichern. Bandspeicher (Tape) erreichen inzwischen Speicherkapazitäten von mehr als 100 Terabyte, HDDs erreichen voraussichtlich kommendes Jahr 20 TB. Beide bieten den Vorteil der Wiederbeschreibbarkeit, sind aber anfälliger und kurzlebiger.
Die Forscher hatten anfangs gläserne Datenscheiben, die eine Speicherkapazität von 360 TB erreichen und Daten theoretisch über eine Million Jahre vorhalten, prognostiziert.