Поделиться
Создана замена компакт-дискам, вмещающая 700 терабайт
Создана технология записи, позволяющая хранить 700 ТБ информации на стеклянной пластине размером со стандартный компакт-диск (CD, DVD, Blu-ray). Британские ученые, приложившие к ней свою руку, отмечают, что такой носитель устойчив к изменениям температуры и не боится магнитных полей, а в нормальных условиях может хранить данные практически вечно. Тем не менее, без ложки дегтя в бочке меда не обошлось: скорость записи на такой диск, мягко говоря, оставляет желать лучшего.Компакт-диск на 500 ТБ
Исследователи из Саутгемптонского университета (Великобритания) разработали новую технологию долгосрочного хранения колоссальных объемов информации на оптическом носителе. Результаты работы ученых опубликованы в научном журнале Optica.
Плотность данных, записанных приложенным специалистами методом, примерно в 10 тыс. раз выше по сравнению с таковой у Blu-ray – передовой технологии хранения данных на оптическом носителе, получившей массовое распространение. Таким образом, на «болванке» размером с обычный компакт-диск (CD диаметром 120 мм), выполненной из кварцевого стекла, можно уместить около 500 ТБ информации.
В ходе эксперимента, проведенного британцами, на подобный носитель было записано 5 ГБ данных, которые затем удалось считать практически без потерь.
Помимо большой вместительности, носитель отличают надежность и долговечность. По словам его создателей, информация на подобном компакт-диске может храниться практически неограниченное время. В отличие от, например, накопителей на основе жесткого магнитного диска (HDD), которые уязвимы к высоким температуре и влажности, сильным магнитным полям и подвержены механическим сбоям, разработка британских ученых хорошо переносит перепады температуры и не страдает от магнитных полей. При комнатной же температуре и вовсе практически вечная.
Создатели технологии считают, что она найдет применение в сценариях, предполагающих хранение огромных массивов данных в течение продолжительного времени, без необходимости их модификации.
«Частные лица и организации генерируют все больше и больше данных, в результате чего создается острая потребность в новых технологиях, обеспечивающих высокую емкость носителя, низкий уровень энергопотребления и длительный срок службы, – считает Юхао Лей (Yuhao Lei), один из разработчиков технологии. По его словам, метод записи на стеклянные диски, который создатели называют «пятимерным», может заинтересовать музеи, национальные архивы, библиотеки.
Особенности технологии
Как пишет издание New Atlas, информация на диск из кварцевого стекла записывается при помощи фемтосекундного лазера. Это лазер, длительность импульса которого измеряется в фемтосекундах, то есть в квадриллионных долях секунды (1 фс = 10-15 с).
Излучатель испускает невероятно короткие, но мощные световые импульсы, которые создают крошечные структуры наномасштаба (500x50 нм каждая). Помимо привычных трех пространственных измерений (длина, ширина и высота), эти структуры несут в себе сведения об интенсивности и степени поляризации лазерного луча – оптических измерениях. Именно поэтому создатели технологии хранения называют ее «пятимерной» (5D).
Исследователи работают над ней около 10 лет. Первые результаты были продемонстрированы в 2013 г. Тогда ученым удалось записать на оптический носитель и считать с него текстовый файл объемом 300 КБ. В 2015 г. были решены несколько более амбициозные задачи – на стеклянный диск записали тексты Всеобщей декларации прав человека, библии короля Якова и Великой хартии вольностей (несколько мегабайт данных).
Ученым было необходимо разобраться с одной проблемой, без решения которой применение технологии в «боевых» условиях нецелесообразно – добиться адекватных скорости и плотности записи на диск. К 2021 г. поставленная задача была решена благодаря использованию оптического явления, которое называется усилением ближнего поля (near-field enhancement). Оно позволяет создавать наноструктуры с помощью нескольких слабых световых импульсов со скоростью 1 млн вокселей (трехмерных структур) в секунду, что равняется 230 КБ данных или более 100 страниц текста в секунду.
Исследователи из Саутгемптона говорят, что скорость записи можно значительно улучшить за счет распараллеливания процедуры. Когда и если эта задача будет решена, взятую за образец «болванку» в форм-факторе компакт-диска емкостью 500 ТБ можно будет заполнить примерно за 60 дней, то есть со скоростью около 96 МБ/с.
Для сравнения: скорость записи одноразового диска Blu-ray (BD-R) может достигать 78 МБ/с при емкости до 99 ГБ. Современные накопители на магнитной ленте стандарта LTO-9 предлагают вместительность до 45 ТБ данных в сжатом виде при скорости до 750 МБ/с или 3,6 ТБ в час.
Азиатский конкурент
По нескольку иному пути пошли ученые Шанхайского политехнического университета, в конечном счете все равно сумевшие уместить 700 ТБ на компакт диске.
Как сообщил CNews в марте 2021 г., китайцы решили поставленную задачу за счет использования особого материала для производства носителя, то есть диска. Это «композитный материал, на основе специализированных наночастиц, дополнительно легированных лантаноидом с хлопьями оксида графена».
Запись данных обеспечивает лазер непрерывного действия. Лазеры такого типа специалисты называли недорогими в производстве и эксплуатации.
Короткая ссылка
