Учеными создан «вечный диск» в формате 5D
Ученые из Саутгемптонского университета разработали стеклянный диск 5D, который может хранить 360 терабайт данных в течение миллиардов лет. Уникальный процесс изготовления, хранения и извлечения данных делает разработку настоящим прорывом среди жестких дисков. Профессора и эксперты очень оптимистично оценивают потенциал технологии, считая, что за ней будущее. Что именно они подразумевают под пятимерным? В чем принцип работы 5D диска? Разберемся с этими вопросами подробнее.
Благодаря появлению технологии хранения 5D вычислительные технологии смогут, наконец, догнать ожидания писателей-фантастов, таких как Гибсон. Технические журналисты уже стали называть эти накопители «кристаллами памяти Супермена», имея в виду диски памяти инопланетян, показанные в фильме 1978 года «Супермен».
Технология 5D
Впервые разработанная в 2013 году технология хранения пятимерных (5D) данных кодирует информацию на небольшой диск из плавленого кварца. Если раньше такие носители могли хранить только несколько сотен КБ, новые – 360 ТБ. Стеклянные диски всего три дюйма в ширину намного меньше, чем DVD и Blu-ray, которые вмещают около 4,7 ГБ и до 128 ГБ соответственно.
Однако долговечность важнее, чем вместимость. Харддиски, флэшки и ленточные накопители со временем изнашиваются и особенно уязвимы к температурным перепадам. Наноструктурированные стеклянные устройства невероятно стабильны и могут выдерживать температуру до 1000°C без потери каких-либо данных.
По оценкам исследователей, способны просуществовать 13,8 млрд. лет при комнатной температуре.
Как проходит запись
Данные кодируются в кристалле с помощью фемтосекундной лазерной записи, которая создает микроскопические «нанорешетки» внутри стекла. Эти решетки изменяют способ прохождения света сквозь стекловидное тело, обеспечивая пять различных измерений для считывания информации. Чтобы понять принцип работы, стоит изучить порядок считывания с обычных устройств хранения.
По сути, компьютерные данные выражаются серией единиц и нулей. Когда дело доходит до физического хранения, устройству требуется считывать ее в 2 измерениях. Например, на компакт-диске нанесена серия гребней, которые затем читаются лазером. Когда свет попадает на один из выступов, луч отражается обратно на датчик и регистрируется как единое целое – 1. Если нет, значит 0.
Однако многослойные DVD и BD имеют третье измерение. На их поверхности есть дополнительные слои гравировки, что позволяет им вмещать гораздо больше данных.
Нанорешетки новинки позволяют хранить информацию о 2 дополнительных измерениях. Изменяя поляризацию и интенсивность света в процессе записи, можно добавлять данные по четвертому измерению (ориентация медленной оси) и пятому (сила замедления). Сочетание этих двух оптических размеров с тремя классическими пространственными координатами позволяет хранить значительно больше информации.
Поскольку нанорешетки находятся внутри стекла, кристаллы более устойчивы к повреждениям, чем при традиционном физическом хранении. Обычный DVD не только уязвим к деформации при высоких температурах, но и любое повреждение поверхности диска может сделать невозможным чтение данных, закодированных на нем. Кристаллы памяти 5D изготовлены из плавленого кварцевого стекла, которое невероятно прочно как структурно, так и химически. Они могут выдерживать огонь и прямые удары до полутонны без повреждений.
Концепция пятимерности – на диске есть несколько разных изображений в зависимости от угла, под которым на него смотреть, и от увеличения микроскопа, используемого для его просмотра. По сути, каждый носитель имеет несколько слоев изображений микро- и макроуровня.
Перспективы
Благодаря способности хранить невероятные объемы данных на очень маленьком носителе делает новинку идеальным решением для архивирования и резервного копирования данных. Типичные проблемы этой сферы, такие как температура, влажность и пыль, не имеют значения из-за долговечности 5D.
Однако возникают вопросы о том, будет ли стеклянная технология хранения данных поддерживать несколько процессов записи. Хотя это может не представлять серьезной проблемы с точки зрения архивного хранения, но ограничивает широкое ее использование. Если данные могут быть записаны в кристалл памяти только один раз, использование лишь доли из 360 ТБ приведет к потере большого количества дискового места. Следовательно, вызовет увеличение стоимости архивирования. Как и любой новый носитель, диск 5D в начале продаж будет весьма дорогостоящим. Еще неизвестно, какое оборудование потребуется для чтения и записи данных на него.
