Cloud-Speicher der Zukunft: Microsofts "Project Silicia" soll 360 TB im Format einer DVD speichern können

Die Beliebtheit von Cloud-Diensten wächst. Immer mehr Daten landen im Online-Speicher. Das sorgt nicht nur für eine steigende Nachfrage nach mehr Upload-Bandbreite, sondern stellt Anbieter von Cloud-Diensten in Sachen Speicher auch vor eine zunehmende Herausforderung. Bewegen sich die gesamten Daten des Internet laut Schätzungen derzeit noch im niedrigen Exabyte-Bereich, soll bereits im kommenden Jahrzehnt die Zettabyte-Marke geknackt werden. Mit konventionellen Massenspeicher-Technologien sei das nicht mehr zu bewältigen, heißt es in einem aktuellen Papier von Microsofts Forschungsabteilung in Zusammenarbeit mit dem Optoelectronics Research Centre der Universität von Southhampton. NVM, Flash, HDDs und Magnetbänder seien allesamt Erfindungen, die vor der Cloud entstanden sind und somit den Ansprüchen jener Dienste nicht gerecht werden. Es brauche eine neue und vor allem günstige Speichertechnologie, um den drastisch steigenden Bedarf nach Online-Speicher in den kommenden Jahren zu decken.

Quarzglas statt Platter und Flash-Zellen

Eine solche wird in dem Forschungspapier vorgestellt. "Project Silica" nennen es die Forscher. Statt magnetischen Plattern oder Flash-Zellen soll Glas - genauer Quarzglas - das Speichermedium der Zukunft sein. Das Schreiben in den Glasspeicherzellen übernimmt ein Femtosekundenlaser, der die Daten als 3D-Nanostruktur im Inneren des Quarzglases verewigt. Der Begriff "verewigt" darf dabei wörtlich genommen werden, denn die Strukturen, von den Forschern "Voxel" genannt - eigentlich ein Begriff aus dem Bereich der 3D-Grafik - sind permanent. Bis zu über 100 Schichten der Voxel können aufgrund der hohen Durchlässigkeit von Quarzglas in dem Glasspeicher übereinandergeschrieben werden. Die Unterscheidung und damit das Lesen der einzelnen Voxel erfolgt letztlich durch die stets unterschiedliche Refraktion des Lichts mit unterschiedlicher Polarisation. Die Abweichungen bewegen sich im Nanometer-Bereich.

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Die Vorteile gegenüber bisherigen Massenspeicher-Technologien seien laut den Forschern nicht von der Hand zu weisen. Mehrere hundert Jahre überdauert der Glasspeicher ohne Schäden, Temperaturen bis jenseits der 1.000 Grad Celsius sowie auch elektromagnetische Felder können dem Glasspeicher nichts anhaben. Silicia falle in die Kategorie "write-one-read-many" (WORM) und das bei zugleich minimalen Kosten - wenige Cent für ein Stück von der Größe einer DVD. Das für die Größenordnung angepeilte Ziel in Sachen Kapazität betrage derzeit 1 TByte. Möglich seien jedoch 360 TByte, heißt es im Papier.

Lesen von Daten noch mit Problemen, Neural Network und Machine Learning sollen helfen

Kostenreduktion sei jedoch nicht der zwingende Hintergrund. Vielmehr gehe es um das schnellere Lesen von Daten. Darin besteht derzeit noch die größte Herausforderung, denn noch stellt sich die Dekodierung bei tieferen Schichten als problematisch heraus, da durch vorige Schichten ein "Rauschen" entsteht. Je tiefer die Schicht, umso größer sei dies und damit sinke auch die letztliche Systemperformance drastisch. Abhilfe könne ein neuronales Netzwerk schaffen, das via maschinellem Lernen etwaige ungewollte Variablen sowie auch Rauschen korrigiert und so der Dekodier-Einheit unter die Arme greift sowie auch die Performance deutlich beschleunigt.

Für Endverbraucher sei Project Silicia letztlich nicht gedacht. Man wolle sich ausschließlich auf einen effizienten Einsatz im Bereich der Cloud konzentrieren. Das vollständige Papier finden Sie hier.

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Cloud-Speicher der Zukunft: Microsofts "Project Silicia" soll 360 TB im Format einer DVD speichern können Microsofts Forschungsabteilung hat in einem aktuellen Diskussionspapier die eigene Vision der Zukunft des Cloud-Speichers vorgestellt. Quarzglas sei der Schlüssel, um dem steigenden Online-Speicherbedarf zu decken und soll zugleich konventionelle Massenspeicher-Technologien vollständig ersetzen. Einsatzbereit ist "Project Silicia" allerdings noch nicht.

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