5D-Speicher: Kristallspeicher soll in Rechenzentren eingesetzt werden

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5D-Speicher: Kristallspeicher soll in Rechenzentren eingesetzt werden
Quelle: University of Southampton

Das Unternehmen SPhotoix arbeitet an 5D-Speichern aus Glas, auf dem zuletzt das menschliche Erbgut gespeichert wurde. Bald soll die Technologie in Rechenzentren eingesetzt werden.

Das britische Startup SPhotoix arbeitet weiter an 5D-Speichern aus Glas. Das Unternehmen ging aus der Forschung der Universität Southampton hervor und wurde 2024 von Peter Kazansky, Professor für Optoelektronik an der Universität Southampton, und seinem Sohn Ilya, unter anderem Mitbegründer und CTO von Statiq, mitbegründet. Schon in den kommenden zwei Jahren soll die Glasspeichertechnologie laut dem Unternehmen in Rechenzentren erprobt werden.

Speicher für 13,8 Milliarden Jahre

Das Speichermedium des Unternehmens ist eine Quarzglasscheibe, die mit einem Femtosekundenlaser in Nanostrukturen beschrieben wird. Die jeweiligen Informationen werden in fünf Dimensionen gespeichert: drei räumliche Koordinaten (x, y, z) sowie die Orientierung und Intensität der Nanostrukturen. Ausgelesen werden die Daten dann mit polarisiertem Licht. Im September 2024 haben die Forscher damit das menschliche Erbgut gespeichert.

SPhotonix gibt an, dass eine einzelne 5-Zoll-Glasscheibe bis zu 360 Terabyte Daten speichern und bei Zimmertemperatur rund 13,8 Milliarden Jahre halten kann. Derzeit werden bei den Prototypen Schreibgeschwindigkeiten von rund 4 Megabyte pro Sekunde und Lesegeschwindigkeiten von etwa 30 Megabyte pro Sekunde erreicht. In drei bis vier Jahren will das Unternehmen jedoch Geschwindigkeiten von 500 Megabyte pro Sekunde anpeilen.

Die anfänglichen Systemkosten für ein Schreibgerät werden von SPhotonix auf etwa 30.000 US-Dollar geschätzt, während ein Lesegerät etwa 6.000 US-Dollar kosten soll. Ein vor Ort einsetzbarer Leser wird in etwa 18 Monaten erwartet. Das Unternehmen habe bisher 4,5 Millionen US-Dollar eingeworben und arbeite nun daran, den Technologiereifegrad (TRL) von 5 auf 6 zu erhöhen, was eine Prototypdemonstration vorsieht.

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Quelle: The Register via Tom's Hardware

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    • Kommentare (43)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        "Skalierbarkeit" und oft auch "Haltbarkeit" sind Euphemisen für "es ist nicht nur teurer, sondern auch noch schwächer als bestehende Technik". Ein OLED mit 80-90 cd/m² hat schon lange keine Alterungs-/Einbrennprobleme mehr. Aber neben Kontrast, Reaktionszeit und Blickwinkel auch nur die Helligkeit eines alten CRTs und einer der Erfolgsgründe von LCDs war, dass sie den besseren Trade-Off zwischen diesen Parametern bieten. OLED als "revolutionäre" Technik zu "entdecken", um die Nachteile von LCDs zu eliminieren, war also schon immer lächerlich. Die Herausforderung bestand darin, deren Vorteile beizubehalten/ein OLED ohne Nachteile zu bauen. Und dafür braucht/-e es mühsame, Jahrzehnte währende Entwicklungsarbeit, nicht eine revolutionäre Idee und einen leuchtende Glasscheibe im Labor.

        Ähnliches gilt auch für Massenspeicher: Die Welt ist intern wie extern von Magnet auf Flash umgestiegen, um teure, große Laufwerkstechnik einzusparen, Zugriffe extrem und mittlerweile auch Geschwindigkeit zu beschleunigen. Höhere Kosten pro Medium, geringere Haltbarkeit und lange Zeit auch ein gestiegener Platzverbrauch wurden dafür bewusst in Kauf genommen. Eine optischer Speicher, der jetzt genau den Gegenteiligen Trade-Off bietet, hat schlichtweg keinen Markt. Genauso gut könnte ein Genetiker jetzt mit "Pferd 2.0: Verwertet jetzt auch Lignin" gegen Benzinkutschen antreten: Geile Idee ja, technischer Fortschritt ja, aber wenn es nicht 3 Monate in der Garage alleinlassen kann, um dann 130 km/h für dreimal drei Stunden mit nur kurzen Pausen dazwischen runterzureißen, dann will es niemand haben.

        Zu den von mir genannten Technikbeispielen:
        - SMRs werden von Westinghouse, Areva & Co immer wieder vorgeschlagen (die wollen halt ihre Entwicklungen aus dem marin-militärischen Bereich ein zweites Mal für viel Geld verkaufen), aber die anderen Reaktortechniken werden tatsächlich immer wieder von neuen Start-Ups und neuen Politiker-/Lobbyisten-Generationen ausgegraben. Also keine Kette von Scheininsolvenzen, sondern um einen Zyklus von Leuten, die "ist für mich neu" nicht von "ist ein Fortschritt" unterscheiden können, bevor ein paar Milliarden versenkt wurden.
        - DVDs haben teilweise zwei Layer, erfolgreiche Blu Rays ebenfalls. Triple+-Layer-Blu-Ray hat sich schon nicht mehr durchgesetzt – Lese- und erst Recht Schreibtechnik für viele Ebenen ist einfach zu teuer.
        - Virtualisierte CPUs versprechen, vollkompatibel zu bestehenden ISA zu sein, in dem sie deren Befehle in Echtzeit in eine supertolle, neuartige, interne Struktur (meist sehr simpel und extrem parallel) übersetzen, wobei letztere für absolut überragende Leistung sorgt. Quasi x86=>Microcode-Translation auf Stereoiden. Es gibt immer irgendein Start-Up, dass so eine Revolution verspricht (aus den letzten Jahren fällt mir Tachyum ein), aber das Versprechen wird nie eingelöst. Transmeta war am erfolgreichsten, aber nur weil sie rechtzeitig die Überfliegerambitionen gestrichen und sich eine damals von AMD, ARM und Intel ignorierte Nische gesucht haben.
        - Technisch unterscheidet sich eine Emulation von einer Virtualisierung dadurch, dass die Eigenschaften der Hardware komplett maskiert werden. Und es gibt immer wieder jemanden, der auf dieser Basis ein Über-Betriebssystem schaffen will. Typischerweise wird 100-prozentige-x86-Windows-Kompatibilität versprochen. Mal auf Microsoft-freier Linux-Basis, in letzter Zeit oft von Microsoft selbst für ARM-Systeme, nie mit Erfolg.
        - Reine Sprachbedienung: Es geht nicht nur um die Fähigkeit der Technik (wie alt sind Siri und Alexa als Schmalspurimplementationen jetzt?), sondern um den Sinn: Wer will seinen Computer denn im Sekundentakt Befehle vorbeten oder sich für einen längeren Text den Mund fusselig reden?
        - Das Steam Deck kann streamen (was eher lokal genutzt wird), aber normalerweise berechnet es selbst. Als reiner Streaming-Client war z.B. die Ouya lange Zeit in den Medien. (Letztlich als lokale Android-Konsole erschienen – mit der Leistung eines Streaming-Clients.)
        - PCRAM (!=PC-RAM), R(e)RAM, FRAM und verschiedene MRAMs wollen/sollen seit Ewigkeiten Flash verdrängen. Ich hatte in der 12/2015 mal einen Überblick, abseits von echten Exoten wie Racetrack und Millipede (beide aufgegeben) sind diese Revolutionäre immer noch im Rennen, ihrem Ziel aber keinen Millimeter näher gekommen. (Insbesondere MRAM hat einige Nischen für sich gefunden und wird deswegen aktiv weiterentwickelt, aber eben ohne Heilsversprechen.)
        - Siliziumalternativen: Ja, Laborprototypen – wie bei allen anderen der genannten Techniken auch. Also Beispiel-Aufbauten, bei denen man alle Nachteile ignoriert, um den einen Vorteil zu demonstrieren. Genauso, wie es die Forscher in der News gemacht haben – und unzählige vor ihnen, zurück bis zum Tesa-Speicher und darüber hinaus. Wirklich revolutionär wäre es dagegen, mal die Nachteile zu lösen, statt nur zum x-ten Mal eine in der Summe nicht konkurrenzfähige Idee zu zelebrieren.
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        "Skalierbarkeit" und oft auch "Haltbarkeit" sind Euphemisen für "es ist nicht nur teurer, sondern auch noch schwächer als bestehende Technik". Ein OLED mit 80-90 cd/m² hat schon lange keine Alterungs-/Einbrennprobleme mehr. Aber neben Kontrast, Reaktionszeit und Blickwinkel auch nur die Helligkeit eines alten CRTs und einer der Erfolgsgründe von LCDs war, dass sie den besseren Trade-Off zwischen diesen Parametern bieten. OLED als "revolutionäre" Technik zu "entdecken", um die Nachteile von LCDs zu eliminieren, war also schon immer lächerlich. Die Herausforderung bestand darin, deren Vorteile beizubehalten/ein OLED ohne Nachteile zu bauen. Und dafür braucht/-e es mühsame, Jahrzehnte währende Entwicklungsarbeit, nicht eine revolutionäre Idee und einen leuchtende Glasscheibe im Labor.

        Ähnliches gilt auch für Massenspeicher: Die Welt ist intern wie extern von Magnet auf Flash umgestiegen, um teure, große Laufwerkstechnik einzusparen, Zugriffe extrem und mittlerweile auch Geschwindigkeit zu beschleunigen. Höhere Kosten pro Medium, geringere Haltbarkeit und lange Zeit auch ein gestiegener Platzverbrauch wurden dafür bewusst in Kauf genommen. Eine optischer Speicher, der jetzt genau den Gegenteiligen Trade-Off bietet, hat schlichtweg keinen Markt. Genauso gut könnte ein Genetiker jetzt mit "Pferd 2.0: Verwertet jetzt auch Lignin" gegen Benzinkutschen antreten: Geile Idee ja, technischer Fortschritt ja, aber wenn es nicht 3 Monate in der Garage alleinlassen kann, um dann 130 km/h für dreimal drei Stunden mit nur kurzen Pausen dazwischen runterzureißen, dann will es niemand haben.

        Zu den von mir genannten Technikbeispielen:
        - SMRs werden von Westinghouse, Areva & Co immer wieder vorgeschlagen (die wollen halt ihre Entwicklungen aus dem marin-militärischen Bereich ein zweites Mal für viel Geld verkaufen), aber die anderen Reaktortechniken werden tatsächlich immer wieder von neuen Start-Ups und neuen Politiker-/Lobbyisten-Generationen ausgegraben. Also keine Kette von Scheininsolvenzen, sondern um einen Zyklus von Leuten, die "ist für mich neu" nicht von "ist ein Fortschritt" unterscheiden können, bevor ein paar Milliarden versenkt wurden.
        - DVDs haben teilweise zwei Layer, erfolgreiche Blu Rays ebenfalls. Triple+-Layer-Blu-Ray hat sich schon nicht mehr durchgesetzt – Lese- und erst Recht Schreibtechnik für viele Ebenen ist einfach zu teuer.
        - Virtualisierte CPUs versprechen, vollkompatibel zu bestehenden ISA zu sein, in dem sie deren Befehle in Echtzeit in eine supertolle, neuartige, interne Struktur (meist sehr simpel und extrem parallel) übersetzen, wobei letztere für absolut überragende Leistung sorgt. Quasi x86=>Microcode-Translation auf Stereoiden. Es gibt immer irgendein Start-Up, dass so eine Revolution verspricht (aus den letzten Jahren fällt mir Tachyum ein), aber das Versprechen wird nie eingelöst. Transmeta war am erfolgreichsten, aber nur weil sie rechtzeitig die Überfliegerambitionen gestrichen und sich eine damals von AMD, ARM und Intel ignorierte Nische gesucht haben.
        - Technisch unterscheidet sich eine Emulation von einer Virtualisierung dadurch, dass die Eigenschaften der Hardware komplett maskiert werden. Und es gibt immer wieder jemanden, der auf dieser Basis ein Über-Betriebssystem schaffen will. Typischerweise wird 100-prozentige-x86-Windows-Kompatibilität versprochen. Mal auf Microsoft-freier Linux-Basis, in letzter Zeit oft von Microsoft selbst für ARM-Systeme, nie mit Erfolg.
        - Reine Sprachbedienung: Es geht nicht nur um die Fähigkeit der Technik (wie alt sind Siri und Alexa als Schmalspurimplementationen jetzt?), sondern um den Sinn: Wer will seinen Computer denn im Sekundentakt Befehle vorbeten oder sich für einen längeren Text den Mund fusselig reden?
        - Das Steam Deck kann streamen (was eher lokal genutzt wird), aber normalerweise berechnet es selbst. Als reiner Streaming-Client war z.B. die Ouya lange Zeit in den Medien. (Letztlich als lokale Android-Konsole erschienen – mit der Leistung eines Streaming-Clients.)
        - PCRAM (!=PC-RAM), R(e)RAM, FRAM und verschiedene MRAMs wollen/sollen seit Ewigkeiten Flash verdrängen. Ich hatte in der 12/2015 mal einen Überblick, abseits von echten Exoten wie Racetrack und Millipede (beide aufgegeben) sind diese Revolutionäre immer noch im Rennen, ihrem Ziel aber keinen Millimeter näher gekommen. (Insbesondere MRAM hat einige Nischen für sich gefunden und wird deswegen aktiv weiterentwickelt, aber eben ohne Heilsversprechen.)
        - Siliziumalternativen: Ja, Laborprototypen – wie bei allen anderen der genannten Techniken auch. Also Beispiel-Aufbauten, bei denen man alle Nachteile ignoriert, um den einen Vorteil zu demonstrieren. Genauso, wie es die Forscher in der News gemacht haben – und unzählige vor ihnen, zurück bis zum Tesa-Speicher und darüber hinaus. Wirklich revolutionär wäre es dagegen, mal die Nachteile zu lösen, statt nur zum x-ten Mal eine in der Summe nicht konkurrenzfähige Idee zu zelebrieren.
      • Von SIR_Thomas_TMC Software-Overclocker(in)
        Zitat von Incredible Alk
        Beispiele für Durchbrüche in der Speichertechnik die tatsächlich breite Anwendung gefunden haben und die alte Technik verdrängen?
        Nö, andersrum, was es nicht geschafft hat, obwohl vielversprechend.
        Zitat von Incredible Alk
        dass mindestens ein weiterer großer Durchbruch an der gleichen Stelle nötig wäre um es tatsächlich praktikabel zu machen. Bisher ist das dann doch eher selten passiert.
        Also Beispiele für durchgefallene an sich aber theoretisch total bahnbrechende, praktisch aber nie umgesetzte (wegen fehlendem Durchbruch an anderer Stelle) Ideen. Ist kein gängeln, hörte sich für mich so an, als ob du da 10 Themen direkt vor Augen hättest.

        [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen] Thx für die Beispiele, falls das nachfolgende zu weit vom Thema wegführt, gerne ignorieren:

        Zitat von PCGH_Torsten
        Vergleichbar vielleicht mit der tollen Idee "OLED" für Blickwinkel und Reaktionszeiten bei Monitoren. Die hatte man schon in den 90ern, seit den 0er wird sie einem ständig versprochen und jetzt ist man langsam soweit, dass sie praktisch eingesetzt wird, aber noch lange nicht optimal für alle Anwendungsgebiete ist.
        Ok, da war die Langlebigkeit das Problem, wenn ich mich recht entsinne. Das wäre also so ein Beispiel, was woanders noch ein Durchbruch bräuchte, wo wir heute schon viel näher dran sind. OLED wird ja auch praktisch schon eingesetzt, nur auf kleineren Displays. Da ist der Sprung also eher die Skalierbarkeit und Lebensdauer, oder so.

        Zitat von PCGH_Torsten
        Bei Reaktoren könnte man da SMR, MSR, HTGR und FNR/Brüter nennen. Die wurden alle schon in den 40ern und 50ern erdacht, spätestens in den 70ern ausprobiert und wegen Nachteilen/Risiken verworfen, aber seitdem alle 10 Jahre von irgendwem als Zukunft der Energieversorgung angepriesen; meist auf der Suche nach Risikokapital und staatlicher Förderung.
        Ja, das meinte ich ja auch, alle Nase lang ist man da kurz vorm Durchbruch, wenn Geld gebraucht wird.
        So etwa Räumungsverkauf wegen Geschäftsaufgabe seit >50 Jahren. Kann man wunderbar bei RTL Samstag Nacht nachschauen.
        Zitat von PCGH_Torsten
        mehrdimensionalen optischen Datenspeichern
        Mehrdimensional meint aber nicht die mit mehreren Speicherschichten, weil die gibt es doch (dachte ich). - nachgeschaut - ah, die mulit-layer, die ich meinte, sind immer nur 2, ggf. noch auf beiden Seiten. Ist zwar auch mehrdimensional, aber nicht das, was man damit eigentlich meint.

        Zitat von PCGH_Torsten
        CPUs mit komplett virtualisierter Architektur
        ... keine Ahnung, was virtualisierte Architektur sein soll. Ein nicht real vorhandener Prozessor ? Ich glaube dir direkt, dass es das so noch nicht gibt.

        Zitat von PCGH_Torsten
        permanent emulierende Betriebssystem
        ich nehme an, das ist was anderes als virtuelle Umgebungen

        Zitat von PCGH_Torsten
        reine Sprachbedienung
        Da könnte ich mir sehr gut vorstellen, dass das mit KI (die jetzt schon sehr gut Sprache versteht - ich sprech mal nicht von deren Hallus) durchaus umsetzbar sein kann/wird. Da wäre dann - so es denn irgendwann mal umgesetzt wird - die KI die bisher fehlende Komponente (also der Durchbruch).

        Zitat von PCGH_Torsten
        Streaming-Online-Konsolen
        Ist das nicht Steam Deck quasi? Und recht nah auch die nvidia-Online Angebote?

        Zitat von PCGH_Torsten
        Wanna-Be-Alternativen zu Flash
        ... da bin ich raus ...

        Zitat von PCGH_Torsten
        sämtliche großen Versprechen zu Siliziumalternativen
        Die sind - soweit ich weiß - meist nur theoretisch durchgedacht und - wenn denn mal überhaupt - ggf. als rudimentärer Laborprototyp realisiert worden. Oder letzteres sogar noch nicht mal.
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        Kernfusion ist immerhin eine fortlaufende Forschung, die war nie weg. Vergleichbar vielleicht mit der tollen Idee "OLED" für Blickwinkel und Reaktionszeiten bei Monitoren. Die hatte man schon in den 90ern, seit den 0er wird sie einem ständig versprochen und jetzt ist man langsam soweit, dass sie praktisch eingesetzt wird, aber noch lange nicht optimal für alle Anwendungsgebiete ist. Aber wirklich (nicht-)revolutionäre Wundertechniken zeichnen sich dadurch aus, dass die Nachteile so offensichtlich und so groß sind, dass sie komplett in der Versenkung verschwinden, bis sie Jahre später jemand erneut "erfindet". Bei Reaktoren könnte man da SMR, MSR, HTGR und FNR/Brüter nennen. Die wurden alle schon in den 40ern und 50ern erdacht, spätestens in den 70ern ausprobiert und wegen Nachteilen/Risiken verworfen, aber seitdem alle 10 Jahre von irgendwem als Zukunft der Energieversorgung angepriesen; meist auf der Suche nach Risikokapital und staatlicher Förderung.

        Im Heimelektronik-Bereich würden mir, neben mehrdimensionalen optischen Datenspeichern, noch CPUs mit komplett virtualisierter Architektur oder, als Software-Gegenstück, permanent emulierende Betriebssystem einfallen, reine Sprachbedienung und Streaming-Online-Konsolen. Die meisten Wanna-Be-Alternativen zu Flash fallen auch in diese Kategorie sowie bislang sämtliche großen Versprechen zu Siliziumalternativen. (Davon zu unterscheiden ist die parallel laufende, vorbereitende Forschung für den Zeitpunkt, an dem man Si tatsächlich nicht mehr weiterkommt.)
      • Von Incredible Alk Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        Zitat von SIR_Thomas_TMC
        Oh, welche Fälle hast du da noch im Kopf?
        Beispiele für Durchbrüche in der Speichertechnik die tatsächlich breite Anwendung gefunden haben und die alte Technik verdrängen?
        Schon mal was von den komischen (E)EPROMs da gehört? Das sind so Feldeffekttransistorenanordnungen mit denen man "NMOS-NAND-Gatter" bauen kann... wegen diverser Quanteneffekte kann man da Daten elektrisch speichern und muss nicht nicht weiter Bereiche auf Bändern oder Scheiben magnetisieren. Kurioser Hightech-Shit sag ich dir.
      • Von SIR_Thomas_TMC Software-Overclocker(in)
        Zitat von Incredible Alk
        Ein n-Dimensionales Wesen kann durchaus Objekte in Dimensionen höher als n wahrnehmen, nur eben nur die Dimensionsanteile davon die in seiner eigenen Existenz liegen. Veranschaulichungsbeispiel:
        Ein 2D-Wesen das auf einem ideal 2D-angenommenen Papier wohnt und nichts von der 3. Dimension weiß würde, wenn du als 3D-Wesen mit deinem Arm ein Lock ins Papier haust einen Kreis wahrnehmen - die Schnittflächen deines Arms die gerade in der Dimension des Wesens sind. Du wärst für das 2D-Wesen also nur ein spontan erscheinendes und mutmaßlich zufällig seine Form veränderndes kreisartiges Ding.
        Genauso würden wir 4D-Objekte wahrnehmen. Willkürliche 3D-Formen die erscheinen/verschwinden.
        Schön erklärt. 👍
        Hier auch science fiction mäßig aufbereitet
        [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen]

        Zitat von Incredible Alk
        Bisher ist das dann doch eher selten passiert.
        Oh, welche Fälle hast du da noch im Kopf? Mir fällt da tatsächlich nur der Kernfusionsreaktor ein, der seit 50 Jahren nur noch 10-20 Jahre vom Durchbruch entfernt ist.
      Direkt zum Diskussionsende
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