HiljutiMicrosofti uuringudteatas väga huvitavast "ränidioksiidprojektist". Projekt keskendub keskkonnasõbraliku viisi väljatöötamisele, kuidas ülikiireid lasereid kasutades salvestada suuri andmemahtusid klaasplaatidele – see võimaldab salvestada klaasis muusika, filmide ja muu "koopiaid".
Veelgi hämmastavam on see, et kui andmed on edukalt kirja pandud, jäävad räniklaasi sees olevad andmed muutumatuks tuhandeid kuni kümneid tuhandeid aastaid ning taluvad elektromagnetilisi impulsse ja äärmuslikke temperatuure.
Lihtsamalt öeldes on Microsoft valmistanud kvartsklaasist 3-tollised ruudukujulised "kõvakettad", millest igaüks mahutab 100 GB andmemahtu ja umbes 20,000 lugu.
Projekt on partnerlus Microsofti ja jätkusuutlikkusele keskendunud riskikapitaligrupi Elire vahel, kusjuures mõlemad osapooled loodavad leida jätkusuutlikuma andmehõive vormi, mis muudaks klaasis olevad andmed "purustamatuks".
Klaasi säilitamise protsess hõlmab kirjutamist ülikiirete femtosekundiliste laserite abil, lugemist arvutiga juhitava mikroskoobi kaudu, dekodeerimist ja transkribeerimist ning lõpuks salvestamist "raamatukogus". Nimelt töötab see "raamatukogu" passiivselt ega kasuta elektrit, mis võib märkimisväärselt vähendada pikaajalise andmete salvestamisega seotud süsinikdioksiidi heitkoguseid.
Projekt Silica loob säästvama andmehõive vormi, mis ei ületa piiratud kasutusiga magnetsalvestust, mis kannatab sagedase dubleerimise, kasvava energiatarbimise ja tegevuskulude tõttu.
Ränidioksiidi projekti insener Ant Rowstron ütles: "Magnetitehnoloogia kasutusiga on piiratud. Kõvaketast saab kasutada umbes 5-10 aastat. Kui elutsükkel on läbi, peate selle uuesti kopeerima ja salvestage see uue põlvkonna meediasse. "Ausalt öeldes on see tülikas ja jätkusuutmatu, kui arvestada kogu energiat ja ressursse, mida me kasutame."
Globaalse muusika tuleviku säilitamine läbi klaasi
Jätkusuutlikkusele keskendunud riskikapitalikontsern Elire on nüüdseks saanud uusim ettevõte, mis teeb koostööd Microsofti uurimisprojekti Silica meeskonnaga, liitudes CMR Surgicaliga, mis kasutab klaasist andmesalvestust robotkirurgia tuleviku muutmiseks.
Elire hakkab kasutama tehnoloogiat Norras Svalbardis asuvas Global Music Vaultis, kus väike klaasitükk mahutab mitu terabaiti andmeid, millest piisab umbes 1,75 miljoni laulu või 13 aasta muusika salvestamiseks. See on oluline samm jätkusuutliku andmesalvestuse suunas.
Microsoft märkis, et kuigi klaasihoidla ei ole veel suuremahuliseks reklaamimiseks valmis, peetakse seda oma vastupidavuse ja kulutõhususe tõttu paljulubavaks jätkusuutlikuks turustamislahenduseks ning jätkuvad hoolduskulud on "minimaalsed". Hoidke neid klaasist andmesalve lihtsalt raamatukogus, mis ei vaja elektrit. Vajadusel ronib robot riiulile, et see järgmisteks imporditoiminguteks kätte saada.
Mis on optilise andmesalvestuse potentsiaal?
Sõltuvalt salvestusmeetodist võib salvestusmeetodiks olla elektromagnetiline kandja, optiline kandja või muu kandja. Traditsioonilised optilised salvestussüsteemid kasutavad plaate, nagu Blu-kiired, mis sisaldavad peegeldava materjali kihti. Optilised ajamid kasutavad lasereid, et tekitada külgnevatesse kattekihtidesse mittepeegelduvaid süvendeid, mille tuvastab auke lugev laser. Kui aukude ja põlemata peegeldavate alade muster on tuvastatud, saab salvestatud andmed kodeerida.
Seoses andmete eksponentsiaalse kasvuga Internetis, sotsiaalmeedias ja pilvandmetöötlusrakendustes on aga nõudlus ülikõrge tihedusega optilise andmesalvestuse järele hüppeliselt kasvanud – andmete salvestamisel tuleb kiiresti ületada traditsiooniliste magnetkõvaketaste kitsaskohad. või lindid ja pooljuhtdraivid (SSD). ja uued pikaajalised andmesalvestuslahendused.
Levinud on arvamus, et optiline tehnoloogia on võti tohutute andmete salvestusmahu parandamiseks. Eespool mainitud kontseptsiooni klaasi kasutamisest andmete salvestamiseks võib pidada 19. sajandist. Pärast hoolikaid parandusi ja tehnoloogilisi uuendusi ületati ükshaaval palju takistusi.
Lisaks on optilise andmesalvestuse üks silmapaistvamaid eeliseid võrreldes praeguse optilise ketta tehnoloogiaga see, et sellega on võimalik saavutada mitmemõõtmeline andmesalvestus.
Nagu nimigi ütleb, salvestab ja loeb mitmemõõtmeline andmesalvestus peamiselt rohkem kui kolmemõõtmelistes struktuurides teavet (näiteks mitmekihilised optilised kettad, kaardid, kristallid või kuubikud). Teabe kirjutamine ja lugemine saavutatakse tavaliselt ühe või mitme laserkiire fokuseerimisega kolmemõõtmelisse meediumisse. Andmekandja mahulise olemuse tõttu peab laser enne vajalike täpsustuste kirjutamist või lugemist läbima täiendavaid punkte. See tähendab, et nii kirjutamis- kui ka lugemisfunktsioonid peavad sageli olema mittelineaarsed, nii et teatud ajahetkel töödeldakse ainult ühte lokaalset punkti.
Tänaseks on 5D optiline andmesalvestustehnoloogia end tõestanud – seda tehnoloogiat kasutavad optilised kettad suudavad salvestada kuni 360Tb andmeid ja neid saab säilitada miljardeid aastaid. 1996. aastal pakkusid teadlased esimest korda välja femtosekundiliste laserite kasutamise ja demonstreerisid seda andmete salvestamiseks ja salvestamiseks. Seda tehnoloogiat demonstreeris esmakordselt 2010. aastal Kazuyuki Hirao Kyoto ülikooli labor ja arendas edasi Peter Kazansky uurimisrühm Southamptoni ülikooli optoelektroonika uurimiskeskuses. Lisaks on Hitachi ja Microsoft uurinud ka klaasipõhist optilise salvestustehnoloogiat, viimase projekt kannab nime "Project Silica". Ülemaailmselt on optiliste salvestusseadmete turul suuremad tegijad Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba ja Fujitsu.
5D optiline andmesalvestus põhineb eelkõige eksperimentaalsel nanostruktureeritud klaasil, mis salvestab informatsiooni mitte ainult kolmemõõtmelises ruumis andmeid kodeerides, vaid ka kahe kaksikmurdusega seotud parameetri kaudu, mis määratakse klaasile fokusseerimise teel. Femtosekundilise laseri polarisatsiooni ja intensiivsuse juhtimine söötmes. Nanostruktuuri suurus, orientatsioon ja kolmemõõtmeline asend moodustavad viis ülalmainitud mõõdet.
Selle tehnoloogia kaubanduslike rakendusvõimaluste parandamiseks tuleb aga parandada ka andmete lugemise kiirust. Lisaks võib selle kasutamine olla piiratud vajaliku suure võimsusega lasersüsteemi ja andmete puudumise tõttu.
Optiline andmesalvestus sobib ka mitmetasandilise kodeerimistehnoloogiaga, mis võib märkimisväärselt suurendada salvestusmahtu, kirjutades mitu bitti punkti kohta, kasutades erinevaid diskreetseid signaalitugevuse tasemeid. Mitmetasandiline andmesalvestus suudab välja lugeda ka mitu bitti samaaegselt, suurendades seeläbi andmete lugemiskiirust, mis on suurte andmehulkade puhul väga oluline.
Lõuna-Austraalia ülikooli ja Uus-Lõuna-Walesi ülikooli arenevas tehnoloogias saavad teadlased andmete salvestamiseks ära kasutada anorgaaniliste luminofooride ainulaadseid omadusi. See lähenemisviis võib olla uuesti kirjutatav ja kasutada väikese võimsusega lasereid. Lisaks ei nõua tehnoloogia krüogeenseid temperatuure ja võib selle asemel põletada spektraalauke toatemperatuuril, muutes selle praktilisemaks.
