Microsoft macht Fortschritte bei Langzeitspeichern aus Glas

Microsoft macht Fortschritte bei der Entwicklung von Speicher­me­di­en aus Glas. Diese sollen Daten für mindestens 10.000 Jahre sicher archivieren können. Der Knackpunkt ist dabei immer noch die Performance des Schreibvorgangs.

Laser formen Strukturen

Das Projekt Silica wird von der Redmonder Forschungsabteilung Microsoft Research bereits seit einiger Zeit vorangetrieben. Im Zentrum stehen dünne Platten aus speziellem Borosilikatglas. In ihr Inneres schreiben Femtosekundenlaser winzige Strukturen, sogenannte Voxel. Diese entstehen durch ultrakurze Lichtimpulse im Billionstel-Sekunden-Bereich, die gezielt Veränderungen im Glas hervorrufen.

Microsoft testete dabei zwei Verfahren, wie aus einer aktuellen Forschungsarbeit hervorgeht: Eines nutzt die Ausrichtung mikroskopisch kleiner Strukturen, um mehrere Informationszustände in einem einzelnen Voxel zu codieren. Das andere variiert die Energie der Laserpulse und erzeugt unterschiedliche Brechungseigenschaften, die ebenfalls mehrere Bit pro Voxel speichern können.


Das Auslesen erfolgt mithilfe hochauflösender Mikroskopie, die kleinste Unterschiede im Brechungsindex sichtbar macht. Eine künstliche Intelligenz analysiert die Bilddaten und rekonstruiert daraus die gespeicherten Informationen. Ergänzend kommt ein Fehlerkorrekturverfahren zum Einsatz, das auch in modernen Mobilfunkstandards verwendet wird, um Datenverluste zu vermeiden.

Langsame Schreibgeschwindigkeit

Derzeit liegt die Schreibgeschwindigkeit bei 66 Megabit pro Sekunde. Eine einzelne Glasplatte von 12 mal 12 Zentimetern Größe kann bis zu 4,84 Terabyte speichern - das vollständige Beschreiben dauert also mehrere Tage. Für Großprojekte wie das internationale Radioteleskop Square Kilometre Array, das jährlich Hunderte Petabyte an Daten erzeugen soll, wären daher diverse parallel arbeitende Systeme erforderlich.

Trotzdem sehen die Entwickler großes Potenzial. Da die Daten ohne laufenden Energieverbrauch erhalten bleiben und vergleichsweise schnell ausgelesen werden können, könnte Glas künftig eine wichtige Rolle bei der digitalen Langzeitarchivierung spielen.

Angesichts rasant wachsender Datenmengen suchen Unternehmen und Forschungseinrichtungen schließlich nach Speichermedien, die extrem langlebig, platzsparend und energieeffizient sind. Herkömmliche Festplatten oder Magnetbänder müssen regelmäßig gewartet und ersetzt werden. Glas hingegen benötigt im Ruhezustand keinerlei Energie und kann bei geeigneter Zusammensetzung Hitze, Feuchtigkeit sowie elektromagnetischen Einflüssen widerstehen.


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