Die Zukunft der Datenspeicherung: Moleküle, Kristalle oder DNA?

15. Februar 2022 • News

Eine Reise in die bald reale Zukunft

Wer, wie ich, die Anfänge der Computertechnologie zur Verwendung durch die Allgemeinheit erlebt hat, der wird sich gut an Floppy-Disks, Disketten, Syquest-Laufwerke und Zip-Platten als Wechselspeicher erinnern. Festplatten hatten seinerzeit Speicherkapazitäten von 10 Megabyte (ja wirklich, Megabyte) und lagen preislich im Segment um die 700 DM (was ungefähr 350 € entsprechen würde). Wie teuer ein Speichermedium dereinst im Allgemeinen war, lässt sich daran aufzeigen, dass ich im Jahr 1987 für ein Zehnerpack 3-Zoll-Disketten mit einer Speicherkapazität von 1,4 MB 120,00 DM bezahlt habe.

Wie teuer ein Speichermedium dereinst im Allgemeinen war, lässt sich daran aufzeigen, dass ich im Jahr 1987 für einen Zehnerpack 3-Zoll-Disketten mit einer Speicherkapazität von je 1,4 MB 120,00 DM bezahlt habe.

Jürgen Will

Damals waren die Datenmengen eben noch begrenzt und keiner hätte sich ein Speichermedium im Terabyte-Bereich vorstellen können. Doch die Zeit schreitet voran und der Hunger nach großen und dabei sicheren Speichermedien wird immer größer.

Blick zu den Anfängen der Datenspeicherung
Das erste Speichermedium, das als solches bezeichnet werden kann, ist die Lochkarte gewesen, die im Zeitraum von 1890 bis in die frühen 1970er-Jahre verwendet wurde. Die erste Aufzeichnung von Daten erfolgte 1932 mit einem Trommelspeicher, dem Vorläufer der heutigen Festplatte. Diese elektromagnetische Aufzeichnung wurde allerdings erst im Jahr 1956 erfunden und bahnte sich ab Anfang 1969 ihren Weg als Speichermedium.

Science Fiction oder bereits Realität?

Kristallwürfel
Bild: 5457731 © RostislavUzunov @pixabay

Beim Rückblick auf die Geschichte der Datenträger lässt sich erkennen, dass die Herausforderung wachsende Datenmengen waren, für die neue Verfahren der Speicherung entwickelt werden mussten. Heute ist der Anspruch an Daten nicht nur, dass große Mengen sicher gespeichert werden können, sondern auch die Langlebigkeit der Speicherung ist ein wichtiger Faktor. Entsprechend wird an Möglichkeiten wie der Speicherung in Molekülen, Kristallen oder gar DNA geforscht. Inwieweit diese bisher noch nicht am Massenmarkt befindlichen Speichermöglichkeiten eines Tages von Biohackern, die bisher nur nach Schwachstellen des menschlichen Körpers und dessen Optimierung suchen, angegriffen und ausgelesen werden, lässt sich noch nicht vorhersagen.

Fluoreszierende Moleküle als Speichermedium

Ein Team der Harvard University entwickelte eine Möglichkeit, dass fluoreszierende Moleküle riesige Datenmengen speichern können. Die Informationen werden mit einem Tintenstrahldrucker auf ein reaktives Polymer geschrieben und dann mit einem Fluoreszenzmikroskop ausgelesen. Zunächst werden die Daten in ASCII, den American Standard Code for Information Interchange, umgewandelt. ASCII ist eine Methode zur Darstellung von Zahlen als Text. Anschließend werden die Informationen für den Druck erneut in das Binärformat umgewandelt.

Quarzglas als „Speicherkristalle“

Supermann oder auch Doctor Who speichern in ihren fiktiven Geschichten bereits Daten in Kristallen. Was dort bereits zum Alltag gehört, ist nun auch in unserer realen Welt möglich. Die enorme Lebensdauer und die fünfdimensionalen Speichermöglichkeiten aufgrund der Glasschichten sind ein vielversprechender Ansatz. Durch den Einsatz eines Femtosekundenlasers zur Veränderung der physikalischen Struktur von Quarzglas im Nanobereich kann ein „Punkt“ mit einem anderen Brechungsindex erzeugt werden, der die Binärziffer Eins anzeigt. Nullen werden hingegen durch das Fehlen eines Punktes angezeigt.

Willkommen in der Welt der DNA-Speicherung

Die Idee, Daten in DNA zu speichern, klingt geradezu futuristisch. Eigentlich ist es genau das Gegenteil, denn lange bevor es Computer und die Menschen, die sie erfunden haben, gab, fand die Natur heraus, wie man enorme Informationsmengen in Form von DNA, den Bausteinen des Lebens, speichern kann.

Nun haben einige Forscher künstliche Gensequenzen erschaffen, die die vier Basenpaare A, C, G und T einer DNA verwenden, um binäre Informationsbits darzustellen. Bereits vor einigen Jahren wiesen Forscher der Universität Ljubljana in Slowenien nach, dass es möglich ist, Teile eines Computercodes in die DNA von Tabakpflanzen zu codieren. Sie erstellten ein einfaches Computerprogramm und fügten es in das Erbgut einer Tabakpflanze ein. Das Auslesen des Erbguts der Pflanze führte dazu, dass die Nachricht „Hello World“ auf einem Computerbildschirm erschien.

Logo Ratgeber Datenrettung

Tipp der Redaktion:

Wer seine Daten (noch) zeitgemäß speichert und von einem Datenverlust betroffen ist, dem wird hier geholfen.

Mein Fazit: Wie wir uns heutzutage über Floppy-Disks oder Zip-Medien wundern und sie als altertümlich abtun, so werden es zukünftige Generationen über jegliche Form von Festplatten, Flash-Speichern und optischen Speichermedien tun. Die Zukunft der Datenspeicherung hat längst begonnen und eine Revolution der Speichertechnologie ist in Sicht.

VG WORT
Über die/den Autor/in: Jürgen

Jürgen hat auf einer nicht staatlichen Fachhochschule IT studiert. Er ist seit Anfang der 1990er Jahre als Journalist tätig, war Ressortleiter bei einer Wochenzeitung, ist Redaktionsleiter für ein Musik-Magazin, das alle 8 Wochen in Deutschland, Österreich, Schweiz und Luxemburg erscheint und schreibt neben Blogs, Fachtexte und Bücher.

Jürgen