Оптичне сховище 5d: 500 терабайт даних на тонкому скляному диску

0
28

Нинішні технології зберігання інформації не розвиваються досить швидко, щоб справлятися з величезним обсягом цифрових даних, що генеруються в усьому світі. Щоб задовольнити постійно зростаючий попит на зберігання даних, постачальники хмарних послуг покладаються на такі технології, як жорсткі диски (hdd), магнітні стрічки та оптичні диски.

Однак недолік жорстких дисків — високе енергоспоживання і невеликий термін служби, а високий час відгуку магнітних стрічок не дозволяє їх активно використовувати. Більш футуристичне сховище даних на основі днк здатне зберігати сотні терабайт інформації, але його довговічність обмежена. Оптичне сховище даних-енергоефективне рішення з тривалим терміном служби, але традиційна технологія оптичного зберігання на компакт-дисках і dvd обмежена ємністю в сотні гігабайт для одного диска і терміном служби в десять років.

один з попередніх оптичних скляних дисків. Зображення: university of southampton

Команда вчених з саутгемптонського університету розробила новий метод запису даних на скло за допомогою лазера — він допомагає зберігати 500 терабайт інформації на одному оптичному диску. У розробці використовується метод, схожий з уже існуючими оптичними носіями, але він дозволяє зберігати в 10 000 більше інформації, ніж диски blu-ray. Нова технологія передбачає використання лазера, що посилає імпульси кожну фемтосекунду (одну квадрильйонну частку секунди) для витравлення мікроскопічних отворів в склі.

Автори дослідження, що з’явилися в optica, називають свою розробку методом п’ятимірного (5d) оптичного зберігання даних, так як вони використовували два оптичних вимірювання, заснованих на поляризації та інтенсивності світла, і три звичайних просторових вимірювання.

Фемтосекундний лазер з високою частотою повторення вчені використовували не для запису безпосередньо на скло, а застосували світло для посилення ближнього поля. Це допомогло звести до мінімуму теплове пошкодження, характерне для інших підходів з використанням аналогічних лазерів. Крихітні отвори в склі формувалися завдяки кільком слабким світловим імпульсам, а не імпульсним мікровибухів.

В ході випробувань вдалося записати 5 гігабайт даних на однодюймовий квадратний носій зі скла. Вважати ці дані вийшло з точністю від 96,3 до 99,5%, але ці показники можна підвищити до 100% за допомогою алгоритму виправлення помилок. При тій щільності запису, яка доступна для нового методу, скляний диск здатний вмістити 500 тбайт даних.

автори технології застосували свій метод, щоб написати логотип університету і зробити позначку на склі. Зображення: yuhao lei and peter g. Kazansky, university of southampton

Найбільша проблема нової технології зараз — це швидкість запису. На запис 5 гбайт пішло близько 6 годин. За словами авторів розробки, якщо внести в неї невеликі зміни, то швидкість запису може збільшитися в чотири рази. Тобто з оновленням системи, що має на увазі паралельну запис з одночасною роботою декількох лазерів, 500 тбайт даних вийде записати приблизно за два місяці.

При цьому нове сховище дуже міцне і може витримувати високі температури, а це означає, що воно може існувати практично вічно.

В даний час основне завдання вчених — збільшення швидкості запису і робота над можливістю практичного використання технології, наприклад, для зберігання національних архівів та інших великих масивів даних.