Наскоро,Microsoft Researchобяви много интересен "силициев проект". Проектът се фокусира върху разработването на екологичен начин за съхраняване на големи количества данни в стъклени плочи с помощта на ултрабързи лазери - което прави възможно съхраняването на "копия" на музика, филми и други в стъкло.
Още по-удивителното е, че след като данните бъдат записани успешно, данните вътре в силиконовото стъкло ще останат непроменени от хиляди до десетки хиляди години и могат да издържат на електромагнитни импулси и екстремни температури.
Казано по-просто, Microsoft направи 3-дълги инчови квадратни „твърди дискове“ от кварцово стъкло, всеки от които може да съхранява 100 GB данни и около 20000 песни.
Проектът е партньорство между Microsoft и фокусираната върху устойчивостта група за рисков капитал Elire, като двете страни се надяват да намерят по-устойчива форма на улавяне на данни, която да направи данните в стъкло "нечупливи".
Процесът на съхранение на стъкло включва писане с помощта на свръхбързи фемтосекундни лазери, четене през компютърно контролиран микроскоп, декодиране и транскрибиране и накрая съхраняване в „библиотека“. Трябва да се отбележи, че тази „библиотека“ работи пасивно и не използва електричество, което има потенциала да намали значително въглеродните емисии, свързани с дългосрочното съхранение на данни.
Project Silica създава по-устойчива форма на улавяне на данни отвъд магнитното съхранение с ограничен живот, което страда от често дублиране, нарастваща консумация на енергия и оперативни разходи.
Ant Rowstron, инженер по проекта за силициев диоксид, каза: „Срокът на експлоатация на магнитната технология е ограничен. Твърдият диск може да се използва за около 5-10 години. След като жизненият цикъл приключи, трябва да го копирате отново и запазете го в ново поколение медии."Честно казано, това е тромаво и неустойчиво, като вземете предвид цялата енергия и ресурси, които използваме."
Запазване на бъдещето на световната музика през стъкло
Фокусираната върху устойчивостта група за рисков капитал Elire сега се превърна в най-новата компания, която си партнира с екипа на Microsoft Research Project Silica, присъединявайки се към CMR Surgical, която използва съхранение на данни от стъкло, за да трансформира бъдещето на роботизираната хирургия.
Elire ще използва технологията в Global Music Vault в Свалбард, Норвегия, където малко парче стъкло може да побере няколко терабайта данни, достатъчни за съхраняване на приблизително 1,75 милиона песни или 13 години музика. Това е важна стъпка към устойчиво съхранение на данни.
Microsoft посочи, че въпреки че съхранението на стъкло все още не е готово за широкомащабно популяризиране, то се счита за обещаващо устойчиво решение за комерсиализация поради своята издръжливост и рентабилност, а текущите разходи за поддръжка ще бъдат „минимални“. Просто съхранявайте тези стъклени контейнери за данни в библиотека, която не изисква електричество. Когато е необходимо, роботът се качва на рафта, за да го вземе за последващи операции по импортиране.
Какъв е потенциалът на оптичното съхранение на данни?
В зависимост от метода на съхранение, методът на съхранение може да бъде електромагнитен носител, оптичен носител или друг носител. Традиционните оптични системи за съхранение използват дискове като Blu-ray, които съдържат слой от отразяващ материал. Оптичните устройства използват лазери, за да създават неотразяващи вдлъбнатини в съседни покрития, които се откриват от лазера, който разчита вдлъбнатините. След като моделът на ями и неизгорели отразяващи зони бъдат открити, съхранените данни могат да бъдат кодирани.
Въпреки това, в контекста на експоненциалния ръст на данните в интернет, социалните медии и приложенията за изчисления в облак, търсенето на оптично съхранение на данни с ултрависока плътност нарасна рязко - съхранението на данни спешно трябва да преодолее тесните места на традиционните магнитни твърди дискове или ленти и твърдотелни устройства (SSD) за съхранение. и нови решения за дългосрочно съхранение на данни.
Широко разпространено е мнението, че оптичната технология е ключът към подобряването на капацитета за съхранение на масивни данни. Гореспоменатата концепция за използване на стъкло за съхранение на данни може да бъде проследена до 19 век. След внимателни подобрения и технологични надстройки много препятствия бяха преодолени едно по едно.
Освен това, в сравнение с текущата технология за оптични дискове, едно от най-важните предимства на оптичното съхранение на данни е, че то може да постигне многоизмерно съхранение на данни.
Както подсказва името, многоизмерното съхранение на данни основно записва и чете информация в структури с повече от три измерения (като многослойни оптични дискове, карти, кристали или кубове). Записването и четенето на информация обикновено се постигат чрез фокусиране на един или повече лазерни лъчи в триизмерна среда. Поради обемното естество на носителя за съхранение, от лазера се изисква да премине през допълнителни точки, преди да запише или прочете необходимите референтни стойности. Това означава, че функциите за запис и четене често трябва да бъдат нелинейни, така че само една локална точка да се обработва в даден момент.
Днес технологията за 5D оптично съхранение на данни е доказана - оптичните дискове, използващи тази технология, могат да съхраняват до 360Tb данни и могат да бъдат запазени за милиарди години. През 1996 г. учените за първи път предложиха и демонстрираха използването на фемтосекундни лазери за запис и съхраняване на данни. Тази технология беше демонстрирана за първи път през 2010 г. от лабораторията на Казуюки Хирао в университета в Киото и доразработена от изследователската група на Питър Казански в Изследователския център по оптоелектроника на университета в Саутхемптън. В допълнение, Hitachi и Microsoft също са проучили базирана на стъкло технология за оптично съхранение, проектът на последния се нарича „Project Silica“. В световен мащаб основните играчи на пазара за оптично съхранение включват Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba и Fujitsu.
5D оптичното съхранение на данни се основава основно на експериментално наноструктурирано стъкло, което съхранява информация не само чрез кодиране на данни в триизмерно пространство, но и чрез два параметъра, свързани с двойното пречупване, които се определят чрез фокусиране върху стъклото. Поляризация и контрол на интензитета на фемтосекунден лазер в среда. Размерът, ориентацията и триизмерната позиция на наноструктурата представляват петте измерения, споменати по-горе.
Въпреки това, за да се подобрят перспективите за търговско приложение на тази технология, скоростта на четене на данни също трябва да бъде подобрена. Освен това приложението му може да бъде ограничено поради необходимата лазерна система с висока мощност и липсата на възможност за презаписване на данни.
Оптичното съхранение на данни също е податливо на многостепенна технология за кодиране, която може значително да увеличи капацитета за съхранение чрез записване на множество битове на точка, използвайки различни дискретни нива на сила на сигнала. Многостепенното съхранение на данни може също да чете няколко бита едновременно, като по този начин увеличава скоростта на четене на данни, което е много важно за големи набори от данни.
В нововъзникваща технология от Университета на Южна Австралия и Университета на Нов Южен Уелс изследователите могат да използват уникалните свойства на неорганичните фосфори за съхраняване на данни. Този подход има потенциала да може да се презаписва и да използва лазери с ниска мощност. В допълнение, технологията не изисква криогенни температури и вместо това може да изгаря спектрални дупки при стайна температура, което я прави по-практична.
