Zwei neue Ansätze für die Datenspeicherung in der Zukunft

Grüne Zahlenkolonne auf schwarzem Untergrund, die von oben nach unten zu verlaufen scheint. Darüber steht in roter Schrift Future.

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Es gibt bereits unzählige Daten und es werden immer mehr. Während manche davon wohl nur einen Wert für einzelne Nutzer haben (wenn überhaupt), so sind einige andere Daten sehr wohl wichtig und müssen für die Nachwelt aufbewahrt werden. Man denke hier nur an die Lagerorte von atomarem Müll. Aus diesen Gründen wird einerseits daran geforscht die Kapazitäten von Speichermedien zu erhöhen und andererseits um die Haltbarkeit dieser Datenträger zu verbessern. Dabei werden auch neue Wege beschritten und zwei dieser potenziellen neuen Konzepte sollen hier kurz vorgestellt werden.

Speicherung mit DNA

Funktionsweise: Die Informationen werden in künstlich hergestellten DNA-Strängen gespeichert und dann später wieder ausgelesen. Die Haltbarkeit der gespeicherten Daten richtet sich nach den Lagerbedingungen. Ideal für eine lange Beständigkeit der Daten wären kühle und trockene Bedingungen. Wenn die Bedingungen nicht so ideal sind, zerfällt die DNA und damit ihre Information einfach früher.

Vorteile: DNA ist leicht, lässt sich leicht transportieren und ist lange haltbar, solange sie keinen Extrembedingungen ausgesetzt ist. Unter idealen Bedingungen kann sie auch bis zu 100.000 Jahre ohne Schaden überstehen.

Nachteile: Der ganze Prozess ist sehr aufwändig und kostspielig - sowohl die Erzeugung als auch die Speicherung und das Auslesen der Daten.

Stand: 2012 gelang es Wissenschaftlern der University of Harvard in einem Gramm DNA 704 Terabyte an Daten zu speichern. Dabei können Forscher_innen mittlerweile nicht nur Text sondern auch Musik und Bilder speichern. Und auch die Entschlüsselung dieser Daten - sprich das Lesen - gelingt schon mit einer Genauigkeit von 100 %. Speziell das Auslesen war und ist aber immer noch ein Problem, da beim Auslesen sehr oft die DNA zerstört wird. Ein weiteres noch bestehendes Problem sind die hohen Kosten. So kostet die Speicherung von 1 Megabyte an Daten im Moment ca. 12.400 US-Dollar, wobei für das Auslesen noch einmal 220 US-Dollar zu bezahlen wären.

5D Speichertechnik

Funktionsweise: Mit einem ultraschnellen Laser werden die Daten als winzige Punkte, die sehr nah einander liegen, auf eine Quarzscheibe geschrieben. Daraus leitet sich auch die Bezeichnung 5D ab, da neben den räumlichen Informationen (x-, y- und z-Koordinate) noch die Informationen über die Nanostruktur und die Größe des Punktes hinzukommen. Ausgelesen werden die Daten dann, in dem Licht durch diese Strukturen geschickt wird. Dieses Licht wird dabei polarisiert und kann somit mit einem optischen Mikroskop und einem Polarisationsfilter ausgelesen werden. Auf so einer Quarzscheibe sollen bis zu 360 Terabyte an Daten Platz finden. Die Lebensdauer der Daten richtet sich nach den vorherrschenden Temperaturen. Prinzipiell sollen sie bis zu einer Temperatur von 1000 Grad Celsius erhalten bleiben, bei 190 Grad Celsius wird sie mit 13,8 Mrd. Jahren angegeben, bei Zimmertemperatur sei sie nahezu unbegrenzt.

Vorteile: Die Datenträger können eine große Menge an Daten speichern und sind dabei trotzdem klein und sehr robust. Vor allem sind die Daten aber sehr beständig, sofern sie nicht äußerst extremen Bedingungen ausgesetzt werden.

Nachteile: Das Konzept ist für die Sicherung von großen Datenmengen ausgelegt und eignet sich zumindest derzeit wohl kaum für den Hausgebrauch, vor allem solange man nicht einen eigenen Laser zu Hause hat. Ganz abgesehen davon, kann man die Quarzscheiben nicht überschreiben. Die Quarzscheiben dienen also nur als "Einwegspeicher".

Stand: Das Konzept funktioniert und aktuell sind die Betreiber_innen des Projekts auf der Suche nach Industriepartnern für die weitere Entwicklung und Kommerzialisierung.

Fazit

Beide Konzepte sind zumindest nach derzeitigem Stand eher darauf ausgelegt umfangreiche und interessante Daten für die Nachwelt zu bewahren und weniger für den Heimgebrauch gedacht. Aber wer weiß, was die Zukunft bringt. Vielleicht tragen wir ja irgendwann alle unsere Informationen auf Quarzscheiben mit - so wie heute USB-Sticks - oder gleich als DNA am Körper.

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