NesenMicrosoft izpētepaziņoja par ļoti interesantu "silīcija dioksīda projektu". Projekts ir vērsts uz videi draudzīga veida izstrādi, kā stikla plāksnēs uzglabāt lielu datu apjomu, izmantojot īpaši ātrus lāzerus, tādējādi radot iespēju stiklā uzglabāt mūzikas, filmu un cita satura "kopijas".
Vēl pārsteidzošāk ir tas, ka, tiklīdz dati ir veiksmīgi ierakstīti, dati silīcija stikla iekšpusē paliks nemainīgi tūkstošiem līdz desmitiem tūkstošu gadu un var izturēt elektromagnētiskos impulsus un ekstremālas temperatūras.
Vienkārši sakot, Microsoft ir izgatavojis 3-collu garus kvadrātveida "cietos diskus" no kvarca stikla, katrā no tiem var saglabāt 100 GB datu un aptuveni 20,{4}} dziesmas.
Projekts ir partnerība starp Microsoft un uz ilgtspējību orientētu riska kapitāla grupu Elire, abām pusēm cerot atrast ilgtspējīgāku datu iegūšanas veidu, kas padarītu datus stiklā "nesalaužamus".
Stikla uzglabāšanas process ietver rakstīšanu, izmantojot īpaši ātrus femtosekundes lāzerus, lasīšanu ar datora vadītu mikroskopu, dekodēšanu un pārrakstīšanu un visbeidzot uzglabāšanu "bibliotēkā". Jāatzīmē, ka šī "bibliotēka" darbojas pasīvi un neizmanto elektrību, kas var ievērojami samazināt oglekļa emisijas, kas saistītas ar ilgtermiņa datu glabāšanu.
Projekts Silica rada ilgtspējīgāku datu uztveršanas veidu, kas pārsniedz ierobežota darbības laika magnētisko krātuvi, kas cieš no biežas dublēšanās, pieaugošā enerģijas patēriņa un ekspluatācijas izmaksām.
Silīcija dioksīda projektu inženieris Ant Rowstron teica: "Magnētiskās tehnoloģijas kalpošanas laiks ir ierobežots. Cieto disku var izmantot apmēram 5-10 gadus. Kad dzīves cikls ir beidzies, tas ir jākopē vēlreiz un saglabājiet to jaunajai mediju paaudzei."Godīgi sakot, tas ir apgrūtinoši un neilgtspējīgi, ja ņem vērā visu mūsu izmantoto enerģiju un resursus."
Globālās mūzikas nākotnes saglabāšana caur stiklu
Uz ilgtspējību orientēta riska kapitāla grupa Elire tagad ir kļuvusi par jaunāko uzņēmumu, kas sadarbojas ar Microsoft Research Project Silica komandu, pievienojoties CMR Surgical, kas izmanto stikla datu krātuvi, lai pārveidotu robotu ķirurģijas nākotni.
Elire izmantos tehnoloģiju Global Music Vault Svalbārā, Norvēģijā, kur nelielā stikla gabalā var būt vairāki terabaiti datu, kas ir pietiekami, lai uzglabātu aptuveni 1,75 miljonus dziesmu vai 13 gadu mūzikas. Tas ir svarīgs solis ceļā uz ilgtspējīgu datu glabāšanu.
Microsoft norādīja, ka, lai gan stikla glabātava vēl nav gatava liela mēroga popularizēšanai, tā tiek uzskatīta par daudzsološu ilgtspējīgu komercializācijas risinājumu tās izturības un rentabilitātes dēļ, un pastāvīgās uzturēšanas izmaksas būs "minimālas". Vienkārši glabājiet šīs stikla datu tvertnes bibliotēkā, kurai nav nepieciešama elektrība. Ja nepieciešams, robots uzkāpj uz plaukta, lai to izņemtu turpmākajām importēšanas darbībām.
Kāds ir optisko datu uzglabāšanas potenciāls?
Atkarībā no uzglabāšanas metodes uzglabāšanas metode var būt elektromagnētiskie datu nesēji, optiskie datu nesēji vai citi datu nesēji. Tradicionālās optiskās atmiņas sistēmas izmanto diskus, piemēram, Blu-starus, kas satur atstarojoša materiāla slāni. Optiskie diskdziņi izmanto lāzerus, lai blakus pārklājumos izveidotu neatstarojošas bedres, kuras nosaka lāzers, kas nolasa bedrītes. Kad ir atklāts bedru un nesadegušo atstarojošo apgabalu modelis, saglabātos datus var kodēt.
Tomēr, ņemot vērā eksponenciālo datu pieaugumu internetā, sociālajos medijos un mākoņdatošanas lietojumprogrammās, pieprasījums pēc īpaši augsta blīvuma optisko datu glabāšanas ir strauji pieaudzis — datu glabāšanai steidzami jāpārvar tradicionālo magnētisko cieto disku vājās vietas. vai lentes un cietvielu disku (SSD) krātuve. un jauni ilgtermiņa datu uzglabāšanas risinājumi.
Plaši tiek uzskatīts, ka optiskā tehnoloģija ir atslēga, lai uzlabotu masveida datu uzglabāšanas ietilpību. Iepriekš minētā koncepcija par stikla izmantošanu datu glabāšanai meklējama 19. gs. Pēc rūpīgiem uzlabojumiem un tehnoloģiskiem uzlabojumiem daudzi šķēršļi tika pārvarēti pa vienam.
Turklāt, salīdzinot ar pašreizējo optisko disku tehnoloģiju, viena no ievērojamākajām optisko datu glabāšanas priekšrocībām ir tā, ka tā var nodrošināt daudzdimensiju datu glabāšanu.
Kā norāda nosaukums, daudzdimensiju datu glabātuve galvenokārt ieraksta un nolasa informāciju struktūrās ar vairāk nekā trim dimensijām (piemēram, daudzslāņu optiskie diski, kartes, kristāli vai kubi). Informācijas rakstīšana un lasīšana parasti tiek panākta, fokusējot vienu vai vairākus lāzera starus trīsdimensiju vidē. Sakarā ar datu nesēja tilpuma raksturu, lāzeram ir jāiziet cauri papildu punktiem, pirms rakstīt vai nolasīt nepieciešamos fiduciāļus. Tas nozīmē, ka gan rakstīšanas, gan lasīšanas funkcijām bieži ir jābūt nelineārām, lai noteiktā laikā tiktu apstrādāts tikai viens lokālais punkts.
Mūsdienās ir pierādīta 5D optiskā datu uzglabāšanas tehnoloģija – optiskie diski, kas izmanto šo tehnoloģiju, spēj uzglabāt līdz pat 360Tb datu un tos var saglabāt miljardiem gadu. 1996. gadā zinātnieki pirmo reizi ierosināja un demonstrēja femtosekundes lāzeru izmantošanu datu ierakstīšanai un uzglabāšanai. Šo tehnoloģiju 2010. gadā pirmo reizi demonstrēja Kazuyuki Hirao laboratorija Kioto Universitātē un tālāk attīstīja Pētera Kazanska pētniecības grupa Sauthemptonas Universitātes Optoelektronikas pētniecības centrā. Turklāt Hitachi un Microsoft ir pētījuši arī stikla optiskās uzglabāšanas tehnoloģiju, pēdējā projekta nosaukums ir "Project Silica". Pasaules mērogā galvenie optiskās atmiņas tirgus dalībnieki ir Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba un Fujitsu.
5D optiskā datu glabāšana galvenokārt ir balstīta uz eksperimentālu nanostrukturētu stiklu, kas glabā informāciju ne tikai kodējot datus trīsdimensiju telpā, bet arī ar diviem parametriem, kas saistīti ar divkāršo laušanu, kas tiek noteikti, fokusējoties uz stiklu. Femtosekundes lāzera polarizācijas un intensitātes kontrole vidē. Nanostruktūras izmērs, orientācija un trīsdimensiju pozīcija veido piecas iepriekš minētās dimensijas.
Tomēr, lai uzlabotu šīs tehnoloģijas komerciālās pielietošanas perspektīvas, ir jāuzlabo arī datu nolasīšanas ātrums. Turklāt tā pielietojums var būt ierobežots nepieciešamās lieljaudas lāzersistēmas un datu pārrakstīšanas trūkuma dēļ.
Optisko datu glabāšanu var izmantot arī daudzlīmeņu kodēšanas tehnoloģijai, kas var ievērojami palielināt atmiņas ietilpību, ierakstot vairākus bitus vienā punktā, izmantojot dažādus diskrētos signāla stipruma līmeņus. Daudzlīmeņu datu krātuve var arī nolasīt vairākus bitus vienlaikus, tādējādi palielinot datu nolasīšanas ātrumu, kas ir ļoti svarīgi lielām datu kopām.
Jaunajā Dienvidaustrālijas universitātes un Jaundienvidvelsas universitātes tehnoloģijā pētnieki var izmantot neorganisko fosforu unikālās īpašības, lai saglabātu datus. Šī pieeja var būt pārrakstāma un izmantot mazjaudas lāzerus. Turklāt tehnoloģijai nav nepieciešama kriogēna temperatūra, un tā vietā var sadedzināt spektrālos caurumus istabas temperatūrā, padarot to praktiskāku.
