Web

 

Mit Hologrammen in die dritte Speicherdimension

14.02.2001
Seit rund 30 Jahren forschen Wissenschaftler an der Entwicklung von holografischen Speichern. Das deutsche Startup-Unternehmen Optostor AG schickt sich an, das weltweit erste Produkt auf den Markt zu bringen.

MÜNCHEN (COMPUTERWOCHE) - Seit rund 30 Jahren forschen Wissenschaftler an der Entwicklung von holografischen Speichern. Das deutsche Startup-Unternehmen Optostor AG schickt sich an, das weltweit erste Produkt auf den Markt zu bringen.

Auf der diesjährigen CeBIT will Joachim Cantauw, technischer Direktor der Optostor AG, den Prototypen des holografischen Massenspeichers vorstellen. Ausgestellt wird er auf dem Stand der Eutelis Consult GmbH, die auch eine 40-prozentige Beteiligung an der AG hält.

Cantauw und sein Team verwenden für die Speicherung der Hologramme einen Lithiumkristall und unterscheiden sich dadurch von den Mitbewerbern. Firmen wie IBM, Lucent oder die schwedische Optilink, die sich ebenfalls mit der Entwicklung von holografischen Speichern befassen, setzen als Speichermedium Polymere ein. Diese bereits heute als Oberfläche für CDs oder DVDs verwendeten Kunststoffe lassen sich in mehreren Schichten sehr dünn auftragen und eignen sich deshalb auch als Speichermedium für Hologramme auf flachen Chipkarten. Dies sei aber nicht der Zielmarkt für Optostor, erklärt Vorstandsvorsitzender Wolfgang Flakowski. Die AG habe hoch kapazitative Anwendungen etwa aus den Bereichen E-Commerce, Data Warehousing oder der Medien- und Filmindustrie anvisiert.

Optostors Lithiumkristall hat eine Kantenlänge von etwa fünf Zentimetern und eine Tiefe von drei Millimetern. "Das Material ist aus der Forschung in diesem Bereich bekannt und wird von den traditionellen Zulieferern der Chipindustrie gezüchtet", verrät Cantauw. Er erwartet deshalb, dass der Grundstoff bei Abnahme von größeren Mengen kostengünstig zu beziehen ist.

Im Gegensatz zu den Polymerspeichern, die ähnlich wie CDs schnell rotieren, verändert der Kristall seine Position während des Schreibens und Lesens nur wenig. Die Datenspeicherung erfolgt über einen Laser, der mit Hilfe eines Strahlteilers in zwei identische Lichtquellen - Objekt- und Referenzstrahl - aufgeteilt wird. Der Objektstrahl wird geweitet, geht durch ein Objekt, das er "innerlich" kennen lernt - in diesem Fall das Datenmodell. "Die Daten werden bei uns durch eine Matrix als helle und dunkle Punkte dargestellt", erläutert Cantauw die Arbeitsweise.

Danach setzt der umgekehrte Prozess ein: Optische Instrumente reduzieren das Datenmodell im Objektstrahl auf Originalgröße. Objekt- und Referenzstrahl werden schließlich in einem bestimmten Winkel auf den Kristall gebracht, es entsteht eine Interferenz. "Sie bildet das Muster in einem anderen mathematischen Abbild", erklärt Cantauw. Im Kristall entstehen dadurch physikalische Veränderungen der Ladungsträger, das Bild wird "belichtet".

Beim Lesen wird nur der Referenzstrahl benutzt: Er beugt sich an den belichteten Stellen in genau der gleichen Richtung ab, aus der der Objektstrahl beim Schreiben kam. "Er wirft ein Muster des Inhaltes im gleichen Winkel aus", so der Wissenschaftler. Aufgefangen werden die Muster von einem CCD-Chip (Charge Coupled Device).

Als Vorteile der Optostor-Technik bezeichnet Cantauw insbesondere die lange Lebensdauer und die große Robustheit der Kristalle, die man schon physikalisch angreifen müsse, um sie zu zerstören: "Man stelle sich vor, ein Archiv brennt aus. Das Daten-Recovery besteht darin, die Asche zu sieben und die Kristalle zu bergen." Umwelteinflüsse wie Säurebefall könnten dem Speicher ebenfalls nichts anhaben. Traditionelle Magnet- oder optische Speicher haben (in Archiven) nur eine relativ begrenzte Standzeit von etwa 20 Jahren. Optostor-Chef Flakowski prophezeit eine Lebensdauer von mindestens 500 Jahren und will das fertige Produkt mit einer 100-Jahre-Garantie vermarkten.

Die Speicherkapazität des Kristalls dürfte sich im 1-TB-Bereich bewegen. Genauere Angaben über die Speicherdichte waren nicht zu erfahren, denn das ließe Rückschlüsse auf die Verfahrenstechnik zu, und auch für die hat Optostor Patente beantragt. Die Zugriffszeit bezeichnet Cantauw als "rasant, weil wir Pages auslesen". Die Daten werden nicht Bit-seriell ausgelesen wie bei herkömmlichen Speichern, sondern Page für Page. Jede Seite fasst ein Mbit an Daten. Die Transferrate des Systems dürfte bei mindestens 100 Mbit/s liegen.

Derzeit feilt Cantauw mit seinem Team an der Präzisionsmechanik für den Bewegungsapparat des Kristalls. Maximal ein Jahr hat er dafür noch Zeit. Noch in diesem Jahr werden fünf Betatester beliefert, im kommenden Jahr soll der holografische Kristallspeicher in Massen gefertigt werden.