De toekomst van dataopslag: bacteriën, holografie of grafeen?

Dataopslag in de achttiende eeuw
Weet je nog, toen de ponskaart als medium voor dataopslag werd uitgevonden? Nee, tuurlijk weet je dat niet! Dat was namelijk al in de achttiende eeuw. Deze kaarten met inkepingen zijn eigenlijk de eerste vorm van dataopslag. Destijds werden ze gebruikt voor het aansturen van weefmachines. Tot in de jaren 80 gebruikten we ponskaarten voor de geautomatiseerde verwerking van gegevens. Sindsdien is het hard gegaan met nieuwe vormen van dataopslag. Ga maar na: magnetische tapes, cassette tapes, cd(-rom)’s, floppy’s, dvd’s, SD-kaarten, blu-rays, usb-sticks, externe harde schijven en cloudopslag.

Van kilobyte tot yottabyte
Op een ponskaart past 100 byte. Op een floppy al 1,44 megabyte. Bij een dvd is dit zo’n 5 gigabyte. En op sommige externe harde schijven past nu zelfs al 12 terabyte. In de wereld komt er steeds meer data bij, dus moeten de opslagmedia ook steeds groter worden. Jaarlijks komt er zo’n 1,8 zettabyte aan data bij op de wereld, dat is 1.676.380.634.307 gigabyte. In het verleden groeide de hoeveelheid data die de mensheid produceerde altijd exponentieel. En geloof ons, dit zal altijd zo blijven. Het zal daarom niet lang meer duren voordat we het niet meer hebben over zettabytes, maar over een yottabyte (1000 zettabytes). Dat past natuurlijk nooit op een trits solid state disks zoals we die nu kennen. Gelukkig timmeren wetenschappers en bedrijven hard aan de weg om nieuwe vormen van opslag te bedenken.

Toekomst #1
DNA-dataopslag
De interessantste en misschien wel veelbelovendste vorm is het DNA van bacteriën. DNA is miljarden jaren ouder dan ponskaarten. Maar pas sinds kort kunnen mensen zelf computergegevens op DNA-strengen opslaan. Onderzoekers hebben bijvoorbeeld 6 grote bestanden op 72.000 DNA-strengen van bacteriën geschreven. Daarna konden ze die data aflezen en met software weer terugvertalen naar binaire gegevens. Revolutionair! Op 1 gram DNA kunnen namelijk 215 petabytes (1 petabyte=1000 terabytes). Dat is miljoenen malen compacter dan de huidige opslagsoorten. Bovendien is er geen kwaliteitsverlies, zoals nu het geval is. Dus kan de data 100 of misschien wel 1000 jaar mee. Geen wonder dat bedrijven als Microsoft veel geld steken in onderzoek naar DNA-dataopslag! Experts denken alleen dat het nog minimaal tien jaar zal duren voordat we hier als consumenten gebruik van kunnen maken.

Toekomst #2
Holografie: een soort cd, maar dan 3D
Holografie kennen we van de 3D-weergave van beelden. Fabrikanten doen ook naarstig onderzoek naar dataopslag in 3D. Het werkt ongeveer hetzelfde als cd’s en dvd’s. Daarbij leest een laser de nulletjes en eentjes af die op een schijf zijn geschreven. Bij cd’s en dvd’s wordt er één laag beschreven en afgelezen. Maar bij holografische opslag zijn dit heel veel lagen over elkaar. Dit heeft twee grote voordelen. Er past veel meer data op een veel kleiner stukje opslagmedium. En je kunt de gegevens veel sneller aflezen, omdat meerdere tekentjes tegelijk kunnen worden gelezen. Er zijn al wat resultaten geboekt. Zo is het een onderzoeksteam gelukt om 360 terabytes op een klein glazen schijfje te zetten. Let wel: deze techniek geldt al meer dan tien jaar als dé belofte. We moeten dus maar zien of ooit écht wat wordt.

Toekomst #3
Grafeen, het nieuwe silicium?
Grafeen is het toverwoord onder techvisionairen. Dit materiaal kan misschien silicium als basismateriaal van chips vervangen. Het supermateriaal, dat pas net is ontdekt, geleidt veel beter dan silicium. Daardoor zou het internet honderd keer sneller kunnen maken en een camerasensor duizend keer zo gevoelig. Techreuzen als Samsung en Apple investeren er daarom kapitalen in. Wetenschappers hebben laatst ontdekt dat je het materiaal ook kunt magnetiseren. Omdat je grafeen in extreem dunne laagjes over elkaar kunt leggen, kan het mogelijk een revolutie in de dataopslag ontketenen. Voordat je plannen maakt om thuis het hele internet te back-uppen: juich niet te vroeg. Het is nu nog extreem moeilijk om grafeen te maken. Laat staan het te gebruiken voor elektronica.