Wissenschaftler aus China arbeiten aktuell an einer optischen Disc, die in der Größe einer DVD bis zu 200 Terabyte an Daten speichern könnte, wie auch IEEE Spectrum berichtet.
Möglich wird das, indem Daten in drei, statt in nur zwei Dimensionen gespeichert werden. Dabei haben die Wissenschaftler einen Weg entwickelt, die Daten auf 100 Schichten der Disc zu speichern. In Zukunft könnte sogar noch mehr möglich sein.
1,6 Millionen Gigabit auf der Größe einer DVD
Die Vorgehensweise wurde schon in der Vergangenheit untersucht. Ein Haupthindernis früherer Forschungen war allerdings, dass die Optiken, die zum Lesen und Schreiben der Daten verwendet wurden, etwa auf die Größe der Wellenlängen des von ihnen genutzten Lichtes begrenzt waren. In der neuen Methode werden die Daten in nur 54 Nanometern breiten Punkten aufgezeichnet – was etwa einem Zehntel der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes entspricht, das zum Lesen und Schreiben verwendet wird.
Eine Variante in der Größe einer DVD würde somit rund 1,6 Millionen Gigabit (200 Terabyte) an Datenkapazität liefern. Das entspricht einer 4000 Mal höheren Datendichte als bei einer Blu-Ray-Disc bzw. 21 Mal so viel wie bei den modernsten Festplatten.
“Der Einsatz von optischer Datenspeichertechnologie mit ultrahoher Dichte in großen Datenzentren wird dadurch möglich”, sagt Min Gu, Professor für optische und elektrische und Computertechnik an der Wissenschafts- und Technologie-Universität in Shanghai.
Die Forscher denken, dass ihre neue optische Disc es ermöglichen könne, ein Datenzentrum mit einer Kapazität von einer Milliarde Gigabit, was sonst die Größe eines Stadions benötigen würde, auf die eines Raumes schrumpfen könnte.
Suche nach geeignetem Material dauerte 10 Jahre
Um Daten zu Lesen und zu Schreiben, haben die Forscher auf unterschiedliche Laserpaare gesetzt.
Die Disc selbst besteht aus einem neuartigen lichtempfindlichen Material namens AIE-DDPR, das in der Lage ist, auf verschiedene Wellenlängen des Lichtes unterschiedlich zu reagieren. “Die Suche nach dieser Art von Material hat 10 Jahre gedauert”, sagt Gu. “Die Schwierigkeit bestand darin, wie sich die Schreib- und Leseprozesse in einem bestimmten Material gegenseitig beeinflussen – insbesondere in einer dreidimensionalen Geometrie.”
Geschrieben wurden die Daten in Schichten, die je einen Mikrometer voneinander entfernt waren. Dabei stellten man fest, dass die Schreibqualität über alle Schichten hinweg vergleichbar blieb, was die Forscher selbst überraschte: “Ich persönlich war überrascht, dass sowohl Schreib- als auch Leseprozesse im Nanomaßstab in unserem neu erfundenen Material gut funktionieren”, sagt Gu.
Gute Voraussichten für das Medium
Die Forscher möchten sich aktuell auf den Einsatz in Rechenzentren konzentrieren. Aber neben dem potenziellen Einsatzgebiet in Rechenzentren ermittelten Wissenschaftler zudem, dass die Produktion der Rohlinge mit der bereits bekannten DVD-Massenproduktion kompatibel ist und innerhalb von nur 6 Minuten abgeschlossen werden kann. Daher würden sich die Discs möglicherweise sogar für den kommerziellen Endkundenmarkt eignen.
Aktuell arbeiten die chinesischen Wissenschaftler an Möglichkeiten, die Schreibgeschwindigkeit und den Energieverbrauch der neuen Methode zu verbessern.
Die chinesischen Forscher hatten ihre Ergebnisse bereits am 21. Februar 2024 in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Storage