IBM System Storage-Kompendium

Technologie-Anhang
Beim Auslesen liest der blau­grüne Laser das Hologramm der
als Laser­Interferenz­Muster codierten Daten in der Polymer­
schicht im oberen Bereich des Mediums aus, während der
rote Laser dazu dient, Hilfsinformationen von einer CD­vergleichbaren
Aluminiumschicht im unteren Bereich auszulesen.
Die Hilfsinformationen dienen zur exakten Positionierung, wo
man sich gerade auf der Platte befindet (vergleichbar mit
Sektor­, Kopf­ und Segmentinformationen einer Festplatte).
Eine dichroitische Spiegelschicht (Reflexionsschicht), die sich
zwischen der Polymerschicht und der Aluminiumschicht
(Basisschicht) befindet, lässt den blau­grünen Laser reflektieren,
während der rote Laser hindurchgeht. Durch diesen
Trick wird die Interferenz durch Refraktion des blau­grünen
Lasers von den Hilfsdaten­„Pits“ verhindert und beide Informationen
(Hologramm und Hilfsdaten) können unabhängig
voneinander sauber angesteuert werden.
Polymere, also Kunststoffe, sind lange Kettenmoleküle, die
aus den immer gleichen Bausteinen bestehen. Sie haben
gegenüber Kristallen den Vorteil, nahezu unbegrenzt modifizierbar
zu sein. Polymere sind extrem lichtempfindlich,
hoch transparent und unempfindlich gegen Temperaturschwankungen.
Sie verändern auch nach häufigem Auslesen
ihre Leistungsfähigkeit nicht und sind ideal für die
Laserbearbeitung. Nach der Bestrahlung mit Laserlicht verändern
die lichtempfindlichen Moleküle im Polymer ihre
Ausrichtung. An den belichteten Stellen lenkt das Material
Licht stärker ab als an den unbelichteten Stellen. In dieser
als Interferenzfeld gezielten Veränderung der molekularen
Ordnung steckt die „holografische“ Information. Da die
Daten nicht als einzelne Bits, sondern als ganze Bitmuster
aufgezeichnet und gelesen werden, lassen sich mit einem
einzigen Laser­„Blitz“ extrem viele Bits gleichzeitig abrufen.
Je nach Polymerart und Polymerdicke können das mehrere
hunderttausend Bits sein. Die Übertragungsraten werden
gigantisch. Ein Spielfilm, der heute auf eine DVD passt,
könnte in etwa 30 Sekunden ausgelesen werden. Die große
Speicherkapazität kommt daher, dass die Hologramme nicht
nur auf die Oberfläche eines Speichermaterials geschrieben
werden, sondern in das gesamte Volumen.
Besonders sensible Daten könnten zusätzlich durch eine
spezielle Maske verschlüsselt werden, die zwischen das
Speichermaterial gesetzt wird. Im Gegensatz zu Informationen
(z. B. auf Chips), die über eine Software verschlüsselt
sind, ließe sich die Hardware­Verschlüsselung von Hologrammen
prinzipiell nicht knacken. Aus denselben Gründen
ist ein Hologramm auch schwer zu fälschen. Die Haltbarkeit
von Informationen in holografischen Speichern wird heute
auf etwa 50 Jahre geschätzt.
Flash-Speicher – Kurzgeschichte
Die Entwicklung des heutzutage bekannten Flash­Speichers
hat sich erst relativ spät in den 90er­Jahren zugetragen. Die
treibende Kraft war die digitale Fotografie. Schließlich ist es
praktisch unmöglich, in eine kleine Digitalkamera einen CD,
Brenner einzubauen, der die geschossenen Bilder direkt auf
die CD brennt. Ebenso wenig war die Diskette tauglich, da
sie einfach zu wenig Daten zu langsam speicherte. Die
Ende der 90er­Jahre von IBM entwickelten Microdrives, die
ein paar Jahre zu den Flash­Speicherkarten eine Alternative
bildeten, verbrauchten im Einsatz viel Strom, sodass der
Akku einer Digitalkamera häufig aufgeladen werden musste.
Auf Dauer waren deshalb die Microdrives keine sinnvolle
Alternative in der digitalen Fotografie.
Der erste Flash­Speicher wurde von Sandisk 1994 auf
den Markt gebracht. Er umfasste damals 4­MB­Speicher.
Mittlerweile ist diese Form der Datensicherung viele Technologieschritte
weiter, da man mit 4 MB Speicherkapazität
kaum etwas anfangen konnte. Heutzutage sind USB­
Sticks, die auf dieser Technologie basieren, mit mehreren
Gigabyte erhältlich.
Die Bezeichnung Flash­Speicher kam in den Laboren von
Toshiba zustande, wo der Forscher Shoji Ariizumi diesen
Namen vorschlug, da ihn das Löschen der Datenblöcke an
ein Blitzlicht (in Englisch: „Flash“) erinnerte.
Flash-Speicher einer Compact-Flash-Speicherkarte (Foto: SANDISK)
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