Holo-Scheiben für die Massen

Holographische Speichersysteme bieten die Möglichkeit, Hunderte von Filmen auf eine einzige Scheibe von der Größe einer DVD zu pressen. Die ersten kommerziellen Systeme, die im nächsten Jahr auf den Markt kommen sollen, wenden sich allerdings an High-End-Anwender, die für ihre Archivierungstechnik fünfstellige Dollar-Beträge ausgeben können. Hinzu kommt: Die Wiedergabe- und Aufzeichnungstechnik besteht aus Spezialgeräten, die zu älteren Formaten inkompatibel sind.

Forscher beim US-Technologiekonzern GE arbeiten deshalb nun an einer Endkundenversion der Technologie, die gleichzeitig auch ältere CDs und DVDs lesen können soll. Die Forschungsabteilung des Unternehmens, Global Research, glaubt an eine Marktreife bis zum Jahr 2012. Sollte das Projekt erfolgreich verlaufen, könnten die Kunden große Videosammlungen auf wenigen holographschen Scheiben parallel zu ihrer alten DVD-Kollektion verwenden. GE arbeitet an einer ersten Version der neuartigen Speichermedien mit einer Kapazität von 300 Gigabyte, spätere Varianten könnten bis zu einem Terabyte erreichen. Das wäre genug Platz für 40 Filme in High-Definition-Qualität oder 200 Streifen in Standardauflösung.

Aktuelle Zielgruppe der bestehenden Holo-Technik sind Firmen, die ihre Archivsysteme vereinfachen wollen. GE setzt hingegen auf einen breiteren Markt. "Otto-Normalverbraucher werden in den nächsten drei oder vier Jahren ein Laufwerk kaufen können, das die neue Technologie enthält und gleichzeitig alle vorherigen Formate beherrscht", meint Brian Lawrence, Leiter des Integrated Polymer Systems Lab bei GE. "Das reicht von den Audio-CDs der Achtziger über aktuelle Blu-ray Discs bis hin zu den neuen Terabyte-Scheiben mit holographischer Aufzeichnung und enormer Datendichte."

Informationen auf einer CD oder DVD werden in Form eines relativ einfachen Musters auf der Oberfläche der Scheibe abgelegt. Holographische Speichersysteme setzen stattdessen auf die Kodierung der Daten mit Hilfe von Lichtinterferenz-Mustern innerhalb des Körpers eines lichtsensiblen Materials. Dies führt zu einer wesentlich höheren Speicherkapazität, da die Daten dreidimensional gespeichert werden können. Die Technik hat damit das Potenzial, aktuelle optische Speicherformate mit hoher Kapazität zu überholen. Blu-ray, der momentane Spitzenreiter, speichert 50 Gigabyte auf einer einzigen Scheibe.

Trotz der Möglichkeiten der neuen Technik und mehrerer Firmen, die derzeit aktiv an ihr arbeiten, existiert bislang nur ein offiziell angekündigtes kommerzielles Angebot. Das High-End-System vom Anbieter InPhase, einem Spinoff der Alcatel/Lucent-Forschungsabteilung Bell Labs, soll Ende 2009 für 18.000 Dollar pro Stück verkauft werden. Einzelne Scheiben mit 300 Gigabyte Kapazität sind dann für 180 Dollar pro Stück zu haben.

Art Rancis, InPhase-Marketing-Vizepräsident, meint, dass das System bis zum Winter verfügbar sein wird. Später sind Versionen mit 800 Gigabyte und 1,6 Terabyte geplant, Letztere könnten bis 2012 auf den Markt kommen. Trotz der hohen Kosten sieht man bei InPhase eine große Nachfrage etwa bei Videoproduktionsfirmen, in der Medizin bei Anwendern bildgebender Verfahren und bei Behörden.

Die GE-Technologie besitzt subtile aber wichtige Unterschiede, die ihre Massenmarkttauglichkeit erhöhen könnte. Zwar werden auch hier Laser zur Aufzeichnung verwendet, doch InPhase kodiert Informationen mit Hilfe tausender sich überlappender 3D-Muster, die "Pages" genannt werden. Jede Page enthält 1,4 Millionen Bits. Pages sind rund einen Millimeter lang und 0,8 Millimeter breit. Jede Scheibe kann bis zu 1,7 Millionen Pages enthalten. Sie werden durch die gesamte Tiefe des Mediums aufgenommen und können den gleichen Raum einnehmen. Der InPhase-Abspieler liest eine spezifische Page, indem er die Scheibe von einem anderen Winkel her betrachtet. Damit das funktioniert, bedarf es allerdings einer komplexen Aufnahme- und Leseoptik.

Bei der GE-Version misst jedes einzelne Hologramm 0,3 × 5 Mikrometer und repräsentiert ein einzelnes Informationsbit. Die Verteilung auf der Scheibe ähnelt den Mustern auf der Oberfläche regulärer CDs und DVDs. Die Anordnung erfolgt in mehreren Ebenen, die über den Körper der Scheibe verteilt sind. Der aktuelle Prototyp besitzt 21 Schichten, doch Lawrence zufolge sind später zwischen 50 und 100 Schichten geplant. Das ergibt bis zu einem Terabyte an Speicherkapazität.

Diese Anordnung auf der Scheibe bedeutet auch, dass die Abspielgeräte ältere Medien lesen können werden. "Diese Technologie nutzt Formate, die bestehenden optischen Medien ähnlich sind. Bei uns erfolgt die Aufzeichnung jedoch über das gesamte Volumen der Scheibe in vielen, vielen virtuellen Schichten. Die Technik ähnelt DVDs und Blu-ray Discs sehr, bietet aber eine wesentlich höhere Speicherkapazität."

GE spricht derzeit mit verschiedenen Elektronikherstellern, die entsprechende Player bauen sollen. Wichtig ist dem Konzern auch, dass sich die Herstellung der Scheiben in die aktuelle Produktionstechnologie nahtlos einfügen lässt. Während InPhase seine Spezialmedien in einem eigenen Kunststoff fertigt, nutzt GE die üblichen Scheiben aus Polycarbonat, die sich konventionell fertigen lassen. Das Material kann geschmolzen, formgepresst und gekühlt werden, wie man dies von herkömmlichen DVDs kennt.

InPhase gibt sich bislang unbeeindruckt von der GE-Konkurrenz – man strebe ein anderes Marktsegment an, heißt es bei der Firma. "Ich denke, dass das ein schönes Designziel für GE ist. Unsere Kundschaft hat kein altes Material auf DVD vorliegen. Wir sprechen nur den High-End-Bereich an." (bsc)