Microsoft створила дешеву та «вічну» альтернативу жорстким дискам
Компанія Microsoft розробила новий носій інформації, який зможе зберігати дані в цілості щонайменше тисячоліттями.
Це можна зробити за допомогою фемтосекундного лазера і… звичайного шматка скла, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Nature.
Кількість інформації, що генерується людством, зростає за експоненційним законом — дослідження показують, що вона подвоюється приблизно раз на три роки. Часто ця інформація має комерційну, особисту або державну цінність і вимагає довготривалого зберігання. Незважаючи на прогрес у галузі розробки сучасних засобів цифрового запису, в основному вони досі зводяться до використання магнітних стрічок і жорстких магнітних дисків.
Такі накопичувачі можуть зберігати інформацію кілька років, у кращому випадку — десятиліть, тому записані на них дані треба постійно переписувати на інші носії — процес, що вимагає обладнання, часу та енерговитрат. З цієї причини перед вченими стоїть завдання розробки такого носія інформації, який міг би зберігати одноразово записані в цифровому вигляді дані набагато довше, наприклад, століттями, і не деградувати через природні процеси.
Вчені з Microsoft Research, дослідницького підрозділу компанії Microsoft, розробили новий спосіб довготривалого зберігання даних — систему Silica. Використовуючи фемтосекундну лазерну установку, вчені змогли записувати дані на звичайному шматку скла, формуючи в його товщі так звані воксели — тривимірні ділянки простору зі зміненими оптичними властивостями (аналог двовимірного пікселя).
При цьому, на відміну від існуючих носіїв, наприклад, жорстких дисків або твердотільних накопичувачів, один воксел, елемент пам’яті, може зберігати більше одного біта інформації (1 біт інформації — символ або сигнал, який може приймати лише два значення). «Енергія або поляризація лазера модулюється в міру руху променя відносно скла. Воксели записуються в двовимірні площини, які потім утворюють тривимірний об’єм», — йдеться в дослідженні.
Експерименти показали досить високу швидкість запису — її можна вести зі швидкістю 65,9 Мбіт на секунду — і щільне зберігання інформації, 1,59 Гбіт на кубічний міліметр носія, або ж 4,84 терабайти на квадратний шматок скла площею 12 квадратних сантиметрів і товщиною 2 мм.
«Це еквівалентно 2 млн надрукованих книг або 5 тис. фільмів, знятих у роздільній здатності 4K (Ultra High-Definition, UHD)», — пояснив Фен Чень, співавтор дослідження.
Щоб оцінити довговічність обраного носія інформації, вчені провели експерименти, що імітують тривале зберігання — екстраполяція показала, що записана інформація залишається читабельною в масштабі 10 тис. років при температурі 290 градусів Цельсія! Це означає, що при кімнатній температурі зберігання дані залишаться неушкодженими ще довше.
Фахівці також розробили систему зчитування записаної інформації, засновану на використанні просвічуючого мікроскопа, який дозволяє зчитувати воксели автоматично шар за шаром.
Вчені визнають, що збереженню даних можуть загрожувати механічні та хімічні впливи, вплив яких поки що не вивчено. «Будучи впровадженою у великих масштабах, система Silica може стати віхою в історії носіїв знань, подібною до кісток оракулів, середньовічного пергаменту або сучасних жорстких дисків. Одного разу шматок простого скла зможе увібрати людську культуру і знання, накопичені за тисячоліття», — вважають автори.
