Neuer Anlauf für Hologramm- Speicher
Holografische Speichertechnik erlaubt – im Prinzip – eine bis zu zweimal so hohe Datendichte wie bei Magnet-Festplatten. Doch die Technologie lässt (noch) auf sich warten.
- Kate Greene
InPhase Technologies, ein Spezialist für holografische Speichertechnik, hat in dieser Woche einen Speicherdichte-Rekord gebrochen: 64,3 Gigabyte wurden auf eine nur ein Quadratzoll große Plattenoberfläche geschrieben. Dieser Fortschritt könnte in Zukunft zu einer holografischen Disk führen, die mehr als 100 Filme in DVD-Qualität speichern kann. Die heute gebräuchlichen Magnet-Festplatten erreichen bislang nur 37,5 Gigabyte pro Quadratzoll Plattenoberfläche.
"Damit haben wir gezeigt, dass unsere Technik zwei Jahre weiter ist als die Magnetspeicher-Technologie", meint InPhase-Technologiechef Kevin Curtis stolz. Die Firma aus Longmont, Colorado, betont, dass die Magnetspeicher-Technologie ihre physikalischen Grenzen sehr bald erreicht habe. Die Kapazität holografischer Speicher könnten hingegen noch mindestens fünf bis sechs Jahre weiterhin stark zunehmen, ohne dass man die Grundtechnologie verändern müsse.
InPhase will bereits Ende des Jahren seine ersten zwei Produkte vorlegen: Eine holografische Disk mit 300 Gigabyte und ein passendes Laufwerk. 2008 ist dann eine 800-Gigabyte-Scheibe geplant, deren Kapazität sich bis 2010 auf 1,6 Terabyte verdoppelt haben soll. Das Laufwerk, das man in diesem Jahr vorstellt, soll auch dann noch kompatibel sein.
Das Grundkonzept der Holografie, bei der ein dreidimensionales Bild von einem Laser generiert wird, stammt bereits aus den 60er-Jahren. Doch erst in den vergangenen fünf Jahren ist die optische Speichertechnik wirklich nutzbar geworden, wie Demetri Psaltis, Professor für Elektroingenieurwesen am California Institute of Technology (Caltech), erklärt. Einer der Gründe, warum die Technologie sich in letzter Zeit der Marktreife nähert: Die notwendigen Laser zum Lesen und Schreiben der Daten werden immer kleiner – und billiger.
Andere optische Medien wie CDs, DVDs oder die Neulinge Blu-Ray sowie die HD-DVD nutzen bereits Laser, um Informationen zu lesen und zu schreiben. Allerdings werden dabei Daten nur auf die Oberfläche geschrieben, während holographische Medien in drei Dimensionen beschrieben werden können.
Um Informationen dreidimensional auf Platte zu bannen, wird ein einzelner blauer Ausgangslaser in einen Signalstrahl und einen Referenzstrahl geteilt. Die Informationen werden in den Signalstrahl kodiert – ein Muster aus hellen und dunklen Pixeln repräsentiert Nullen und Einsen. Wird der Signalstrahl dann mit dem Referenzstrahl gekreuzt, ergibt sich ein dreidimensionales Hologramm, mit dem das Pixeldatenfeld auf das fotosensitive Medium der Disk aufgebracht wird. Zum Auslesen muss dieses Feld dann nur wieder unter dem richtigen Winkel mit dem Referenzstrahl beleuchtet werden.
Das Datenfeld nennt sich "Seite" – eine InPhase-Disk enthält ungefähr 1,3 Millionen Datenbits pro Seite, wie Curtis erklärt. Zudem können mehrere Seiten in einem leicht veränderten Winkel zueinander platziert werden, was dann ein so genanntes Buch ergibt. Auf diese Art lassen sich zahlreiche Seiten auf der dreidimensionalen Oberfläche unterbringen, was die Datendichte pro Disk erhöht.
Die nun erreichte Speicherdichte ergab sich durch das Anlegen von 320 Seiten pro Buch. Jede Seite wird in einem Winkel von nur 0,067 Grad zur nächsten geschrieben; die Bücher selbst liegen 700 Mikrometer auseinander. Um die Seitenkapazität weiter zu erhöhen, wird die Firma künftig den Winkel zwischen den einzelnen Seiten weiter reduzieren. Zudem ließe sich der Abstand zwischen den einzelnen Büchern bis auf 480 Nanometer verringern.
Das nun vorgelegte Speicherdichte-Ergebnis sei ein "wichtiger Meilenstein" für die holografische Speichertechnik, meint Han Coufal, Wissenschafts- und Technologie-Manager am IBM- Forschungszentrum Almaden in San Jose. Die Technik enthalte bereits eine eingebaute Roadmap zu immer mehr Speicherdichte.
Die ersten kommerziellen Anwendungen der InPhase-Technik sollen in der Datenarchivierung bei Firmen liegen. Hier wächst der Bedarf ständig – etwa im Medienbereich, wo immer mehr digitale Inhalte wie Videos vorgehalten werden, die mit zunehmender Auflösung immer mehr Speicher fressen.
Derzeit werden große Datenarchive gerne auf Tapes gespeichert – Kunststoffbänder mit Magnetbeschichtung, die bis zu mehreren hundert Gigabyte an Daten aufnehmen können. Doch dieses Medium ist nicht besonders gut haltbar und anfällig für Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen. Um hier mehr Zuverlässigkeit zu gewährleisten, müsse man die Daten schon alle paar Jahre auf neue Bänder sichern, meint Curtis. Holografische Disks aus Kunststoff seien da wesentlich robuster. Tests bei InPhase hätten gezeigt, dass das Medium bis zu 50 Jahre unter harten Umweltbedingungen durchhalte.
Hitachi Maxell, ein führender Tape- und CD-ROM-Hersteller, investiert seit 2002 in InPhase. Trotz dieses soliden Geschäftspartners ist die Technologie allerdings recht jung und hat sich im Markt noch nicht bewährt. Das Laufwerk wird bis zu 1500 Dollar kosten, während man für jede Disk, die 10 Zentimeter groß und 1,5 Millimeter dick ist, 120 Dollar zahlen wird – Tapes und aktuelle optische Medien sind wesentlich billiger. Zudem lassen sich holografische Disks derzeit noch nicht erneut beschreiben, obwohl InPhase laut Curtis an einer solchen Technik arbeitet. Es werde aber noch einige Jahre dauern, bis sie auf den Markt käme.
Curtis erwartet zudem bald kleinere Medien; die könnte man dann in Consumer-Geräte wie Handys, PDAs oder MP3-Spieler stecken. Eine Holo-Disk von der Größe einer Briefmarke könnte etwa 25 Gigabyte fassen, was über 6000 Musiktiteln entspricht. InPhase ist bei Produkten für den Endkundenmarkt allerdings erst am Anfang: "Das wird noch ein paar Jahre dauern", meint Curtis.
Übersetzung: Ben Schwan. (wst)
