Fluoreszenz-Speicher: 10-TB-Medium von Folio Photonics soll 50 Dollar kosten

Zehn Jahre Forschung für einen neuen optischen Speicher: Mit vielen Schichten will ein Start-up günstige und langlebige Medien anbieten.

Artikel veröffentlicht am , Johannes Hiltscher
Fluoreszierende Farbstoffe sollen günstige und langlebige Speichermedien ermöglichen.
Fluoreszierende Farbstoffe sollen günstige und langlebige Speichermedien ermöglichen. (Bild: Wikimedia Commons/CC-BY-SA 4.0)

Sollen große Datenmengen für lange Zeit aufbewahrt werden, kommt häufig noch immer ein antik anmutendes Speichermedium zum Einsatz: Bandlaufwerke (g+). Bei der Kombination von Kapazität und Haltbarkeit sind sie noch immer ungeschlagen. Mit einem neuen Speichermedium will ein Start-up namens Folio Photonics eine Alternative anbieten: Die vom Unternehmen entwickelte Datafilm Disc (DFD) soll 100 Jahre halten und pro TByte lediglich 5 US-Dollar kosten.

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Möglich wird das durch die Nutzung fluoreszierender Farbstoffe, die in einen Kunststofffilm eingebettet sind. Damit sollen sich besonders viele Speicherschichten auf dem Medium erstellen lassen: Für die erste Generation arbeitet Folio an einem Medium mit 16 Schichten. Jede dieser Scheiben soll 1 TByte Daten fassen, zehn werden zu einem Modul zusammengefasst. Der Aufbau gleicht damit dem anderer optischer Archivmedien wie Sonys Optical Disc Archive. Mit dem lassen sich aktuell 5,5 TByte pro Modul speichern, eine Scheibe verfügt über drei Speicherschichten pro Seite.

Zur Datenspeicherung nutzt Folio allerdings einen anderen Mechanismus: Statt Reflexionen verwendet das Start-up Fluoreszenz. In beiden Fällen kommen in Kunststoff eingebettete Farbstoffe zum Einsatz. Bei den gängigen beschreibbaren optischen Medien werden die verbrannt, um Reflexionen an der aufgedampften Metallschicht zu vermeiden. Die DFD hingegen soll Daten speichern, indem die Fluoreszenz des Farbstoffs an einigen Stellen durch das Laserlicht verringert wird. Dabei soll eine genauere Fokussierung erfolgen, die die vielen Speicherschichten erst ermöglicht.

Neues Speicherverfahren mit existierender Technik

Für sein neues Medium benötigt Folio nach eigenen Angaben keine besondere Technik, es sollen dieselben 405-nm-Laser zum Einsatz kommen wie bei Blu-ray Discs. Trotzdem muss, da Lese- und Schreibmechanismus verschieden sind, ein eigenes Laufwerk entwickelt werden. Das soll 2024 fertig sein, die 1-TByte-DFD bereits 2023. An der Datenspeicherung mittels Fluoreszenz forscht Folios Gründer Kenneth Singer seit über zehn Jahren.

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Gedacht sind die von Folio entwickelten Medien als Archivdatenträger, die einmalig beschrieben und danach nur noch gelesen werden (Write Once, Read Many oder kurz: Worm). Hier sind vier Faktoren wichtig: Kapazität, Haltbarkeit, Zugriffszeit und Betriebskosten. In allen diesen Punkten will Folio Festplatten, andere optische Archivmedien und Bandspeicher übertreffen. Die DFDs werden mittels Koextrusion auf einem Träger gefertigt. So sollen die vielen Schichten kostengünstig herstellbar sein. Da kaum mechanische Belastung auftritt, sollen die Medien lange halten, zudem verspricht Folio vollständige Rückwärtskompatibilität zukünftiger Laufwerksgenerationen zu alten Medien.

Wie bei Bandspeicher benötigt ein gelagertes Medium keine Energie, auch sollen die Ansprüche an die Lagerbedingungen wesentlich geringer sein – Speicherbänder sind hier recht anspruchsvoll. Da optische Speicher wahlfreien Zugriff ermöglichen, soll der Zugriff auf Daten im Vergleich zu Bandspeichern deutlich schneller erfolgen können; verglichen mit permanent laufenden Festplatten sind die angegebenen 40 Sekunden allerdings astronomisch hoch, da erst ein Roboter das Speichermedium holen und ins Laufwerk einlegen muss.

Die Kostenrechnung von Folio (PDF), in der die eigenen DFDs alle anderen Speichermedien deutlich schlagen, sollte allerdings mit Vorsicht betrachtet werden. Hier wurden einige Annahmen getroffen, etwa darüber, wie oft eine Sicherung auf ein neues Medium überspielt werden muss, und zur zukünftigen Entwicklung der verglichenen Technologien. Auch sind die Kosten für Laufwerke in den Medienkosten eingepreist, für Bandspeicher wird angenommen, dass pro 100 Medien ein Laufwerk existiert. Die möglichen Kostenersparnisse durch DFD könnten übertrieben dargestellt sein. Hier lohnt ein genauer Blick, um zu entscheiden, ob sich die Annahmen mit der eigenen Archivierung decken. Dazu müssen allerdings erst einmal finale Preise der Hardware und Medien von Folio bekannt sein.

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