© Jeroen de Vries, Dimitri Schellenberg, Leon Abelmann, Andreas Manz, Miko Elwenspoek

Science
10/22/2013

Neuartiger Datenspeicher hält eine Million Jahre

Niederländische Wissenschaftler haben eine Wolfram-Scheibe entwickelt, die Daten über extrem lange Zeiträume speichern kann. Der Speicher soll eine Million Jahre überdauern.

Der extrem langlebige Datenspeicher besteht aus einer Scheibe aus Wolfram, in die Strukturen aus extrem feinen Linien eingeätzt sind, wie die Technology Review berichtet. Der Datenträger wird schlussendlich noch mit einer Schicht aus Siliziumnitrid ummantelt. Die Forscher der Universität Twente haben die Konstruktion Tests unterzogen, die den Alterungsprozess simulieren sollen. Dabei muss der Datenträger über längere Zeiträume hohe Temperaturen aushalten, ohne dass Informationen verloren gehen. Die Wolfram-Scheibe wurde dazu mehrfach für eine Stunde auf 170 Grad Celsius aufgeheizt, ohne dass Daten verloren gingen. Auch Temperaturen von über 570 Grad Celsius hielt der Langzeit-Speicher in Tests aus, allerdings mit geringfügigen Datenverlusten. Laut den Wissenschaftlern wäre der Datenspeicher damit fähig, eine Million Jahre zu überdauern, ohne dass es zu Informationsverlusten kommt.

Die Forscher räumen allerdings ein, dass ihre Tests nur unter gewissen Voraussetzungen aussagekräftig sind. Einen Meteoriteneinschlag oder ein größeres Feuer etwa würde der Wolfram-Datenträger nicht überstehen. Der Ansatz der Wissenschaftler basiert auf der Theorie, dass Bits in einem energetischen Minimum gespeichert werden, die von anderen energetischen Minima durch eine Barriere getrennt sind. Um diese Barriere zu überwinden, also eine 0 in eine 1 zu verwandeln und die Daten zu korumpieren, muss eine bestimmte Menge Energie aufgewendet werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Fall auftritt, kann mit der Arrhenius-Gleichung, die Reaktionsraten in Abhängigkeit von Temperatur beschreibt, berechnet werden.

Auf Basis dieser Überlegungen lässt sich errechnen, wie hoch diese energetische Barriere für einen Datenspeicher sein muss, der eine Million Jahre lang halten soll. Die Wissenschaftler waren sich einig, dass der verlangte Wert technisch problemlos zu erreichen sei und begannen mit der Konstruktion der Wolfram-Scheibe. Das Metall hat einen enorm hohen Schmelzpunkt und ist deshalb thermisch unempfindlich. Die Schutzschicht aus Siliziumnitrid widersteht mechanischer Krafteinwirkung und dehnt sich bei Hitze nur geringfügig aus. Die Daten werden mit nur 100 Nanometer breiten Linien in Form von QR-Codes in die Wolfram-Oberfläche geätzt, bevor die Schutzschicht aufgebracht wird.

Die Theorie hat aber eben den Haken, dass unvorhergesehene Ereignisse nicht berücksichtigt werden, weshalb das Mindesthaltbarkeitsdatum rein theoretischer Natur ist. Die Forscher wollen trotzdem noch robustere Speicher entwickeln. Derzeit gibt es für Menschen keine Möglichkeiten, Daten über archeologische Zeiträume zu archivieren. Das ist etwa problematisch, wenn kommende Generationen sicher vor Gefahren wie atomaren Lagerstätten gewarnt werden sollen.