Durchbruch beim Glasspeicher Microsoft nutzt Borosilikatglas für die kommerzielle Nutzung

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Schon 2019 hatte Microsoft beim Thema Glasspeicher auf sich aufmerksam gemacht. Damals verwendeten die Forscher noch teures Quarzglas. Jetzt gibt es eine günstigere Variante, um Daten bis zu 10.000 Jahre zu speichern.

Microsoft hat einen wichtigen Meilenstein bei seinem Project Silica erreicht. Wie das Unternehmen nun bekannt gab, können Daten künftig auch in gewöhnlichem Borosilikatglas für mehr als 10.000 Jahre gespeichert werden. Das stellt einen entscheidenden Schritt zur Kommerzialisierung der Technologie dar, die bisher auf teures Quarzglas angewiesen war.

Von der Forschung zur praktischen Anwendung

Bereits 2019 hatte Microsoft gemeinsam mit Warner Bros. einen ganzen Film auf einem „Bierdeckel aus Glas“ gespeichert. Damals nutzte das Team noch Quarzglas, ein Material, das zwar optimal für die Datenspeicherung geeignet ist, aber hohe Kosten und begrenzte Verfügbarkeit mit sich bringt.

Der jetzige Durchbruch besteht darin, dass die Forscher die Technologie erfolgreich auf Borosilikatglas übertragen haben. Dieses hitzebeständige Material ist nicht nur deutlich kostengünstiger, sondern auch in großen Mengen verfügbar. Damit sind zwei entscheidende Voraussetzungen für eine industrielle Nutzung gegeben. Das Team verwendet weiterhin Femtosekunden-Laser, um Daten als dreidimensionale Pixel, sogenannte Voxels, in das Glas zu schreiben.

Beeindruckende Leistungsdaten

In der neuesten Demonstration speicherte Microsofts Team 4,8 Terabyte Daten. Das entspricht etwa 200 4K-Filmen auf 301 Schichten in einem Glasstück von 2 mm x 120 mm. Die Schreibgeschwindigkeit erreichte dabei zwischen 18,4 und 65,9 Megabit pro Sekunde, abhängig von der Anzahl der verwendeten Laserstrahlen. Diese Werte sind besonders bemerkenswert, wenn man sie mit anderen Glasspeicher-Technologien vergleicht. So entwickelten Forscher der Universität Southampton eine 5D-Glasspeicher-Technologie, die theoretisch 500 Terabyte auf CD-Größe speichern kann, aber nur 230 Kilobyte pro Sekunde schreibt.

Die Microsoft-Forscher haben mehrere entscheidende technische Durchbrüche erzielt:

• Pseudo-Single-Laser-Pulstechnik: Statt zwei Pulsen wird nur noch ein Puls für die Datencodierung benötigt.

• Paralleles Schreiben: Mehrere Laserstrahlen arbeiten gleichzeitig, um die Geschwindigkeit zu erhöhen.

• Phase-Voxel-Speichermethode: Eine neue Methode, die ebenfalls nur einen einzigen Puls benötigt.

• Alterungserkennung: Techniken zum Lesen von Daten und zur Identifikation von Alterungsprozessen im Glas.

Diese Fortschritte ermöglichen es, die Effizienz der Datenspeicherung erheblich zu steigern und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken. Besonders die Reduktion auf einen einzigen Laserpuls pro Voxel vereinfacht den Schreibprozess erheblich und macht ihn schneller.

Vorteile gegenüber konventionellen Speichern

Wie bereits in früheren Berichten über Quarzglas, das Daten über eine Million Jahre speichert, bietet die Glasspeicher-Technologie entscheidende Vorteile gegenüber herkömmlichen Speichermedien. Die extreme Langlebigkeit von über 10.000 Jahren ohne Datenverlust übertrifft alle anderen verfügbaren Technologien bei weitem. Gleichzeitig ist das Medium unempfindlich gegen Temperatur, Feuchtigkeit und elektromagnetische Störungen, was die Notwendigkeit teurer klimatisierter Rechenzentren eliminiert.

Ein besonderer Sicherheitsaspekt liegt darin, dass der Speicher physisch nicht hackbar ist. Ein Überschreiben oder Manipulieren der Daten ist ohne die spezielle Laser-Hardware praktisch unmöglich. Dies macht die Technologie besonders interessant für kritische Archivierungsaufgaben wie Forschung, Recht oder Compliance.

Hürden bleiben weiterhin bestehen

Trotz der bedeutenden Fortschritte sehen Experten noch Hürden auf dem Weg zur breiten kommerziellen Anwendung. Die Schreibgeschwindigkeit ist für manche Anwendungen noch zu langsam, und die Skalierung der Fertigungsprozesse für die Massenproduktion muss noch gelöst werden. Zudem stellt sich die Frage der Langzeitzugriffbarkeit: Wie kann sichergestellt werden, dass die Technologie zum Lesen der Daten auch nach Jahrhunderten oder Jahrtausenden noch verfügbar ist?

Die Entwicklung bei Microsoft fügt sich in einen größeren Trend ein: Von der Speicherung des menschlichen Genoms auf ewig haltbaren Kristallspeichern bis hin zu 5D-Speichern, die eine Ewigkeit halten. Die Forschung an alternativen Speichertechnologien intensiviert sich angesichts exponentiell wachsender Datenmengen und dem Bedarf nach nachhaltigen Lösungen.

Mit dem Wechsel zu kostengünstigem Borosilikatglas könnte Microsoft einen entscheidenden Schritt zur Marktreife seiner Glasspeicher gemacht haben. Für die Industrie könnte dies eine nachhaltige Lösung für die Langzeitarchivierung kritischer Daten bedeuten. Das reicht von Forschungsdaten über digitale Archive bis hin zu Compliance-Dokumenten. Die Technologie könnte nicht nur die Archivierung von Daten grundlegend verändern, sondern auch einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit durch den reduzierten Energiebedarf gegenüber traditionellen Rechenzentren bieten. (heh)

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