Microsoft bringt Glas-Datenspeicherung auf 10'000-Jahre-Level

(Source: Microsoft)

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Schon seit Langem gilt die langfristige Archivierung digitaler Informationen als Herausforderung. Herkömmliche Speichermedien wie Magnetbänder und Festplatten weisen nur eine begrenzte Lebensdauer auf und eignen sich daher weniger für die Aufbewahrung von Informationen über Generationen hinweg. 

Microsoft hat nun im Rahmen des Forschungsprojekts "Project Silica" einen Fortschritt bei der Langzeit-Datenspeicherung in Glas präsentiert, der digitale Archive für Tausende von Jahren konservieren könnte. In einem Blogbeitrag berichtet das Unternehmen, dass die Forschenden hinter dem Projekt neue Verfahren entwickelt haben, welche die Technologie von teurem Quarzglas auf gewöhnliches Borosilikatglas ausweiten. Damit sollen entscheidende Hürden wie Materialkosten und Verfügbarkeit überwunden werden. 

Bereits Quarzglas als Speichermedium hat die Glas-Datenarchivierung auf eine neue Ebene gebracht: 2019 hat Microsoft im Rahmen des Forschungsprojekts den kompletten Film "Superman" von 1978 in einem kleinen Block aus Quarzglas gespeichert.

Für Küchengeschirr, Backofentüren und nun zur Datenspeicherung

Bei Borosilikatglas handelt es sich um ein Material, das im Alltag längst eingesetzt wird. Es findet sich laut Bericht nämlich in Gegenständen wie Backöfen oder Küchengeschirr wieder. Dies mache den Speicherträger wesentlich kostengünstiger und einfacher zu produzieren als reines Quarzglas, das bisher nötig war. Gleichzeitig hätten die Entwickler das Schreibe- und Lesesystem der Glas-Speichertechnik vereinfacht - etwa durch den Einsatz nur einer Kamera zum Auslesen statt mehrerer sowie durch parallele Schreibprozesse, welche die Effizienz erhöhen. 

Wie Microsoft weiter schreibt, werden Informationen mit Femtosekundenlasern in 2-Millimeter-dünnem Glas gespeichert. Beschleunigte Alterungstests deuten laut Bericht darauf hin, dass die Daten mindestens 10’000 Jahre intakt bleiben könnten. 

Weitere Entwicklungen 

In der Veröffentlichung beschreibt Microsoft zudem mehrere andere Weiterentwicklungen der Forschung:

• Doppelbrechende Voxels: Für die bisher in Quarzglas verwendeten polarisationsabhängigen Voxels haben die Forschenden ein Verfahren entwickelt, das die Zahl der benötigten Laserpulse deutlich reduzieren soll. Statt vieler Pulse genügen nun zwei. Zudem ermögliche ein Pseudo-Einzelpuls-Verfahren schnelleres Schreiben mittels Strahlscanning über das Medium.
• Phasenvoxels: Neu sei zudem eine Datenspeichermethode mit sogenannten Phasenvoxels. Dabei werde die Phasenänderung des Glases genutzt. Laut Bericht lässt sich diese Methode auch in Borosilikatglas anwenden, wobei für die Erzeugung eines Phasenvoxels nur ein einzelner Laserpuls erforderlich ist.
• Paralleles Schreiben: Um die Schreibgeschwindigkeit weiter zu erhöhen, haben die Wissenschaftler ein mathematisches Modell der Vor- und Nacherwärmung im Glas mit einem Mehrstrahl-Belichtungssystem kombiniert. So könnten mehrere Datenvoxels gleichzeitig und in unmittelbarer Nähe zueinander geschrieben werden.
• Optimierung und Langzeittests: Zusätzlich entwickelten die Forschenden laut Blogbeitrag ein Verfahren zur Optimierung von Symbolcodierung mithilfe von maschinellem Lernen. Eine neue Methode diene dazu, die Alterung der gespeicherten Daten zu untersuchen.