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StartseiteForschung aktuellHaltbar und verständlich20.02.2014

DatenspeicherungHaltbar und verständlich

Informationstechnologie. - In den heutigen Zeiten von Datenfluten und -bergen wird die Speicherung zu einem ernsten Problem. Die heute üblichen Speichermedien sind nicht besonders lange haltbar - und viele Datenformate veralten ebenso rasant und können nur ein Jahrzehnt später nicht mehr gelesen werden. Ein niederländischer Forscher hat jetzt zumindest einen sehr lange haltbaren Datenträger entwickelt, der überdies mit heutigen Speichertechnologien kompatibel ist.

Vier CD-Rohlinge (Stock.XCHNG)
CDs haben eine Lebenserwartung von nur wenigen Jahren. (Stock.XCHNG)

Festplatten sind ungemein praktisch. Sie fassen große Mengen Daten und wenn man sie gut behandelt, dann behalten die schnell rotierenden Scheiben in ihrem Metallgehäuse die magnetisch abgelegten Bits und Bytes auch eine ganze Weile. Aber eben nur eine Weile. Wie kurz die sein kann, musste Miko Elwenspoek leidvoll erfahren. Der Professor an der Universität Twente war einer der ersten, die digital fotografierten. Seine Bilder speicherte er auf Festplatten. Doch schon nach zehn Jahren hatte er viele Bilder verloren.

"Ich habe seit 15 Jahren eine digitale Kamera und ungefähr fünf Prozent von meinen ersten Fotos kann ich nicht mehr öffnen."

Die Bilder des Professors aus der Anfangszeit der digitalen Fotografie sind also teils dahin. Schuld ist die thermische Bewegung der Atome, aus denen die Speicher bestehen. Diese Teilchen bewegen sich bei höheren Temperaturen – vereinfacht gesagt – immer stärker. Die einmal erzeugte magnetische Ordnung wird dadurch allmählich durcheinander gebracht. Im Laufe der Zeit kann es deshalb vorkommen, dass die Magnetisierung einzelner Bereiche der Festplatte umkippt und so einzelne Bits verändert werden. Sind es zu viele Bits, kann der Computer die Daten nicht mehr lesen, so wie in Elwenspoeks Fall. Der Professor ging mit seinem Team auf die Suche nach einem neuen, länger haltbaren Speichermedium. Sie entwickelten eine Scheibe, deren unterste Schicht Silizium ist.

"Darauf legen wir eine dünne Schicht von Siliziumnitrid, da drauf dann Wolfram, da drauf kommt dann eine photoempfindliche Schicht und dann belichten wir das. Und nach der Belichtung und der Entwicklung der Belichtung hat man die Daten in dieser photoempfindlichen Schicht und das wird dann umgesetzt durch einen Ätzprozess in das Wolfram. Und da drüber kommt dann wieder eine Schicht Siliziumnitrid, so dass das Wolfram für die Umgebung unerreichbar ist und die kleinen Gebiete, wo das Wolfram drin ist, die sind dann wahnsinnig stabil."

Das bedeutet: Die Atome des Wolframs bewegen sich kaum. Dies überprüften die Forscher mit Hitzetests. Testreihen bei bis zu 575 Grad Celsius bestanden die Datenträger unbeschadet. Die Daten blieben erhalten und konnten ausgelesen werden. Das entspreche hochgerechnet bis zu einer Millionen Jahre Haltbarkeit bei Zimmertemperatur, so die Forscher. Das ist rund 100.000 Mal länger als magnetische Datenträger wie Festplatten ihre Daten behalten. Dabei soll die Disk durchaus kompatibel zu bisherigen Technologien sein. Sie ist ein optisches Medium, das mit Hilfe eines Lasers abgetastet wird.

"Das ist analog, wie Daten auf eine CD oder DVD kommen. Wo ein Punkt mit Wolfram ist, das entspricht einer Eins und wo keiner ist, entspricht einer Null. Im Prinzip kann das System aussehen genau wie eine CD oder DVD."

Doch der Silizium-Wolfram-Speicher könnte rund 1000 Mal mehr Informationen bunkern, als heutige Plastikscheiben. Mit der neuartigen Disk wäre jedoch erst die technische Hürde bei der Langzeitarchivierung genommen. Denn selbst wenn die Scheibe über Millionen Jahre lesbar bleiben sollte, könnte es mit der Weitergabe über Generationen scheitern, erklärt der Informatiker Niels Fromm von der Humboldt-Universität zu Berlin. Es reiche nicht, wenn die Informationen extrem stabil abgespeichert werden.

"Dazu muss es auch eine Anleitung geben. wie denn die Informationen zu interpretieren sind. Und das ist die eigentliche Schwierigkeit. Wie kann ich eine Anleitung zur Interpretation von Informationen geben, die von einer anderen Zivilisation verstanden wird?"

Niels Fromm vertritt die Meinung, Daten müssten auf möglichst einfache Art und Weise abgelegt werden. Am besten in Textform. Zum Beispiel als XML. Das steht für Extended Markup Language und beschreibt ein Datenformat, bei dem der Inhalt von der äußeren Form getrennt wird.

"Darum sind wir immer noch der Meinung, dass XML so ein besonders gut geeignetes Format ist, weil es eben ein textbasiertes Format ist. Ich glaube schon, dass man auch in 100 Jahren noch eine Textdatei in irgendeiner Form wird anzeigen lassen können. Und beim XML-Dokument habe ich dann den Vorteil, sobald ich mir den Text in irgendeiner Form sichtbar machen lassen kann, dann habe ich die Information und auch die Struktur und den Ablauf. Also ich habe wirklich alle Informationen, die brauchen könnte."

Lange Haltbarkeit der Datenträger und eine extrem vereinfachte Datenform – beides zusammen könnte der Schlüssel sein, wie künftige Zivilisationen unser heutiges Wissen auch in Millionen Jahren noch lesen und verstehen können.

 

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