Science
23.05.2017

Microsoft will Cloud-Daten in DNA speichern

Um der steigenden Datenflut in seinen Datenzentren Herr zu bleiben, prüft Microsoft den Einsatz von DNA als Speichermedium.

Microsoft hat angekündigt, bis zum Ende des laufenden Jahrzehnts ein funktionierendes Speichersystem auf DNA-Basis in einem Rechenzentrum testen zu wollen. Bislang hat die Forschungsabteilung des Konzerns aber lediglich erste Tests mit DNA-Speichern absolviert, wie Technology Review schreibt. Längerfristig könnten DNA-Speicher laut Microsoft sogar die heute zur Langzeitarchivierung eingesetzten Bandlaufwerke ersetzen. "Wir wollen in drei Jahren ein vorkommerzielles System in einem Datenzentrum implementieren, das zumindest für spezielle Zwecke Daten aufnehmen kann", sagt Doug Carmean, der für Microsoft an dem Forschungsprojekt mitarbeitet.

Eis solches System wird laut dem Forscher ungefähr die Dimensionen eines Bürokopierers aus den 1970er-Jahren haben. Der Vorteil eines DNA-Systems ist, dass die Molekülketten, die in tierischen und pflanzlichen Zellen die Erbinformation kodieren, enorme Speicherdichten erlauben. Während sich die in der EDV üblichen magnetischen Speicher langsam den physikalischen Grenzen ihrer Kapazität nähern, böte DNA hier noch großes Potenzial. DNA ist das Speichermedium mit der höchsten bekannten Dichte, das Limit liegt bei 10 hoch 18 Byte pro Kubikmillimeter. Jeder je von Menschen gemachte Film könnte in einem zuckerwürfelgroßen DNA-Speicher Platz finden.

Langsam und teuer

Microsoft hat bereits Versuche mit DNA als Speicher unternommen. Im vergangenen Jahr hat die Forschungsabteilung verkündet, dass erfolgreich 200 Megabyte in DNA-Strängen gespeichert werden konnten. Allerdings gibt es auch einige Nachteile bei der Nutzung des Bio-Speichermediums. Die Umwandlung von digitalen Informationen in eine Abfolge von Basenpaaren ist aufwendig und teuer, da chemische Prozesse im Spiel sind. Das DNA-Material für Microsofts 200-Megabyte-Speicher würde bei heutigen Marktpreisen etwa 800.000 US-Dollar kosten. Wie Microsoft dieses Problem in den nächsten drei Jahren lösen will, ist nicht bekannt.

Microsoft selbst geht davon aus, dass der Preis um den Faktor 10.000 sinken muss, bevor die DNA-Technologie für einen breitflächigen Einsatz attraktiv wird. Auch die Geschwindigkeit von DNA-Speichern ist noch zu gering für eine kommerzielle Anwendung. Microsoft schafft derzeit ungefähr eine Schreibgeschwindigkeit von 400 Byte pro Sekunde. Nötig wären hier etwa 100 Megabyte pro Sekunde. Bei der Lesegeschwindigkeit müsste die Geschwindigkeit lediglich verdoppelt werden. Die Daten werden mit Hochleistungs Sequenziermaschinen ausgelesen. Die offenen Fragen lassen darauf schließen, dass DNA-Speicher zuerst wohl nur in Nischen zum Einsatz kommen werden, etwa bei der angesprochenen Archivierung von Daten, die nicht aktuell gebraucht werden.