Channel Fokus: Data Storage Speichern auf Film und Glas: Daten sicher für 1.000 Jahre

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Datenspeicher, die 1.000 Jahre halten und sich einfach auslesen lassen, verspricht das norwegische Unternehmen Piql und das Startup Cerabyte. Beide nutzen optische Speichertechnologien: Piql setzt auf Film, Cerabyte auf Glas und Keramik als Speichermedium.

Wenn Daten über einen sehr langen Zeitraum sicher und unveränderlich archiviert werden sollen, stoßen magnetische Speicher wie HDD und Tape oder Halbleiterspeicher wie SSDs an ihre Grenzen. Die Medien halten nur einige Jahre, Tapes bis zu 30, die Daten müssen für die Langzeitarchivierung umkopiert werden. Die Lösung für dieses Problem sind optische Speichertechnologien, wie sie Piql und Cerabyte entwickelt haben.

35-mm-Film als Speichermedium für Text, Bild und Daten

Die norwegische Firma Piql kommt aus der Filmindustrie und hat 2004 einen Echtzeit-Recorder für 35-mm-Film vorgestellt. Da in der Filmproduktion inzwischen überwiegend mit digitalen Kameras und Medien gearbeitet wird, hat Piql die Technologie zu einer Lösung für die Datenarchivierung auf Film weiterentwickelt und auf den Markt gebracht. Als Datenträger dient ein aus robustem PET hergestellter Schwarzweißfilm, der im Piql Writer mittels LED und einem Digital Mirror Device wie einem DLP-Chip belichtet wird. Die Daten können sowohl analog in Form von Bildern und lesbarem Text gespeichert werden, als auch digital in einer einem QR-Code ähnelnden Matrix. Die maximale Datenmenge pro Film gibt der Hersteller mit 120 GB an, die Schreibrate mit 50 MB/s. Zum Auslesen dient der Piql Reader, für den die Firma auch Baupläne bereitstellt. Im Prinzip genügt aber auch ein Mikroskop mit Bilderfassung. Das ist ein Vorteil gegenüber der ähnlich haltbaren M-Disk, die kompatible Blu-Ray-Laufwerke zum Lesen benötigt. Informationen zur Dekodierung der QR-Codes liegen dabei in Klartext mit auf dem Film, einschließlich der Quellcodes für die Software. Das Belichten der Filme erledigt Piql als Service mit optionalem Online-Storage.

Die Filme können an die Kunden verschickt oder, gegen Gebühr, in einem automatisierten Lager, dem Piql Vault, oder dem verbunkerten Arctic World Archive untergebracht werden. Piql hat bereits einige prominente Kunden wie die Bibliothek des Vatikans, die Nationalarchive von Brasilien und Mexiko oder die ESA.

Glas und Keramik als Langzeit-Speicher

So weit ist Cerabyte noch nicht. Das 2022 gegründete Startup mit österreichischen und deutschen Wurzeln hat bisher erst ein Demosystem fertiggestellt, das die Funktionstüchtigkeit belegt. Das Unternehmen nutzt als Speichermedium flexible Glasplatten mit einer Dicke von nur 100 µm, die mit einer 10 µm dünnen Keramikschicht versehen sind. Ein Laser, ein Digital Mirror Device und eine Mikroskop-Optik erzeugen winzige Löcher in der Keramikschicht, die eine QR-Code-ähnliche Matrix bilden.

Das Schreiben einer Matrix – auf den 9 x 9 cm großen Platten finden mehrere Platz – erfolgt in einem Rutsch. Ein ganzer Stapel der Glasplatten mit zusammen etwa 1 TB Speicherkapazität findet in einer Cartridge Platz, deren Abmessungen denen einer LTO-Cartridge entspricht. So lassen sich deren automatisierte Aufbewahrungssysteme verwenden. Die Platten selbst sollen unempfindlich gegen extreme Hitze und Kälte sein. Bei der Herstellung werden Verfahren aus der Display-Produktion genutzt, was die Kosten senkt. Der Preis pro TB soll unter dem von Tape liegen, verspricht der Hersteller.

Dieses Jahr soll noch ein Pilotsystem für erste Kunden fertig werden, mit einem PB Gesamtkapazität pro Rack, 100 MB/s Datenrate und 90 Sekunden Zugriffszeit bis zum ersten Byte. Dabei kommen mehrere Schreib-/Leseköpfe zum Einsatz. Gelesen wird mit Mikroskop-Optik und einem Hochgeschwindigkeits-Bildsensor sowie einem FPGA für die parallele Verarbeitung. Die Roadmap des Unternehmens sieht bis 2030 eine Kapazitätssteigerung auf 100 PB pro Rack, eine Datenrate von mehr als zwei GB/s und eine Reduzierung der Zugriffszeit auf weniger als 10 Sekunden vor. Dabei sollen die Fortschritte in der Laser- und der Bilderkennungstechnologie wie etwa beim Einsatz eines CMOS-Arrays genutzt werden.

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