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Neue Ansätze für stromsparende Hardware, Teil 3 Storage ganz ohne Strom

Von Dr. Dietmar Müller 7 min Lesedauer

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Verzweifelt suchen Anwender wie Hersteller gleichermaßen nach neuen Möglichkeiten, Storage stromsparender und damit günstiger zu machen. In einer Artikelreihe sehen wir uns die verschiedenen Ansätze an – von den naheliegenden bis hin zu den Exoten.

Damit die Kosten angesichts ständig wachsender Datenmengen nicht immer weiter ansteigen, wird nach neuen Möglichkeiten gesucht, Storage stromsparender und damit günstiger zu machen.(Bild: Midjourney / KI-generiert)
Damit die Kosten angesichts ständig wachsender Datenmengen nicht immer weiter ansteigen, wird nach neuen Möglichkeiten gesucht, Storage stromsparender und damit günstiger zu machen.
(Bild: Midjourney / KI-generiert)

DNA-basierte Speicher

Wäre es nicht schön, für das Ablegen von Daten gar keinen Strom mehr verbrauchen zu müssen? DNA-basierte Speicher beispielsweise versprechen die Reduktion des Stromverbrauchs um Faktoren von zehn bis 100 (!) Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Speichermedien wie HDD und SSD. Aber wie soll das gehen?

Nun, dafür werden digitale Daten aus Nullen und Einsen in die chemische Sprache, genauer gesagt: in die vier Basen der DNA übersetzt: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Zum Beispiel könnte 00 = A, 01 = C, 10 = G und 11 = T bedeuten. Die so übersetzte Sequenz wird dann chemisch synthetisiert, um künstliche DNA-Moleküle zu erzeugen. Das verbraucht Strom, danach aber benötigen DNA-Speicher keine elektrische Energie mehr, um die Integrität der Daten zu erhalten. Sie werden, wen überhaupt, heute in der Regel als Langzeitarchiv verwendet, auf dessen Daten nur selten zugegriffen wird. DNA kann jahrhunderte- oder sogar jahrtausendelang bei Raumtemperatur gelagert werden, ohne weiteren Strom zu verbrauchen.

Hört sich vielversprechend an? Ist es auch, wie Michael Georgi, CTO IT Solution Germany, Huawei Technologies, gegenüber Storage-Insider verlautet: „Wir forschen an radikal neuen Verfahren, etwa der Speicherung von Informationen in DNA-Strängen. Rein theoretisch ließen sich die gesamten Daten aller Unternehmen in Deutschland in einem einzigen Kilogramm DNA ablegen. Von einer praktischen Umsetzung sind wir zwar noch weit entfernt, aber es zeigt, dass die Reise zu energieoptimiertem Storage längst nicht am Ende ist.“

Allerdings gilt es noch einige Hürden für die Kommerzialisierung zu nehmen: Synthese und Sequenzierung der DNA-Daten ist derzeit noch sehr energie- und kostenintensiv. Und der Zugriff auf die gespeicherten Daten dauert Stunden bis Tage, was die Technologie für den schnellen Datenzugriff ungeeignet macht.

Nichtsdestoweniger werden DNA-Speicher heute bereits kommerziell angeboten, aber nicht in der Form eines herkömmlichen Speichermediums wie einer Festplatte, sondern vielmehr als Dienstleistung. Zu den wichtigsten Anbietern gehören das US-Unternehmen Catalog DANN, der Pionier Twist Bioscience sowie Iridia, das unter anderem mit Intel kooperiert, um eine kommerzielle Lösung zu entwickeln.

Auch biometrischen Chips speichern Daten ohne Stromzufuhr. Sie kommen allerdings nur dort zum Einsatz, wo biometrische Daten wie Fingerabdrücke, Iris-Scans oder andere biometrische Merkmale abgelegt werden müssen, um die Identität einer Person zu verifizieren. Die Daten werden an keinen zentralen Server gesendet, sondern direkt auf dem Chip selbst verarbeitet. Das Fassungsvermögen ist allerdings stark eingeschränkt; die Chips finden sich aktuell vorzugsweise auf Pässen, Ausweisen und Kreditkarten sowie den Fingerabdrucksensoren und Gesichtserkennungssystemen von Smartphones und Laptops.

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