5D optiskais disks varētu uzglabāt 500 TB miljonus gadu

Sauthemptonas universitātes pētnieki ir izstrādājuši ātru lāzera rakstīšanas metodi un energoefektīvs ražot augsta blīvuma nanostruktūras silīcija dioksīda stiklā. Šīs mazās struktūras var izmantot optiskai datu glabāšanai ilgtermiņa piecdimensiju (5D), vairāk nekā 10.000 XNUMX reižu blīvāks par Blue-Ray optisko disku uzglabāšanas tehnoloģiju.

Šāda veida datu glabāšanai tiek izmantoti trīs slāņi nanomēroga punkti uz stikla diska. Punktu lielums, orientācija un novietojums (trīs dimensijās) sniedz piecus "izmērus", ko izmanto datu kodēšanai.

Saskaņā ar izmeklētājiem, 5D disks joprojām varētu būt lasāms pēc 13.8 miljardiem gadu, bet būtu pārsteidzoši, ja kāds tobrīd vēl atrastos, lai to izlasītu. Īstermiņā 5D optiskie datu nesēji varētu izdzīvot arī pēc uzkarsēšanas līdz 1.000 grādiem pēc Celsija.

Metode izstrādāja doktora pētnieks Yuhao Lei izmanto femtosekundes lāzeru augsts atkārtošanās ātrums. Process sākas ar sēšanas impulsu, kas rada nanovakuumu, bet ātrajam impulsam faktiski nav nepieciešams rakstīt datus. Atkārtotie vājie impulsi izmanto fenomenu, kas pazīstams kā tuvā lauka uzlabošana, lai vienmērīgāk veidotu nanostruktūras. Pētnieki novērtēja lāzera impulsus dažādos jaudas līmeņos un atklāja līmeni, kas paātrina rakstīšanu, nesabojājot silīcija stikla disku.

Pētījumā ziņots, ka maksimālais datu pārraides ātrums ir viens miljons vokseļu sekundē, bet katram bitam ir nepieciešami vairāki vokseļi 5D optiskajās sistēmās. Tas atbilst datu pārraides ātrumam aptuveni 230 kilobaiti sekundē. Šajā brīdī ir iespējams aizpildīt vienu no diskiem, kura ietilpība tiek lēsta 500 TB. Tik liela datu apjoma uzrakstīšana prasītu aptuveni divus mēnešus, pēc tam tos vairs nevarētu mainīt.

"Privātpersonas un organizācijas ģenerē arvien lielākas datu kopas, radot izmisīgu vajadzību pēc efektīvākiem datu glabāšanas veidiem ar lielu ietilpību, zemu enerģijas patēriņu un ilgu kalpošanas laiku," sacīja pētnieks Juhao Lei no Sauthemptonas universitātes Apvienotajā Karalistē. "Lai gan mākoņdatošanas sistēmas ir vairāk paredzētas pagaidu datiem, mēs uzskatām, ka 5D datu glabāšana stiklā varētu būt noderīga ilgtermiņa datu glabāšanai nacionālajos arhīvos, muzejos, bibliotēkās vai privātās organizācijās." piebilda.

Lai gan pagātnē ir pierādīta 5D datu optiskā glabāšana caurspīdīgos materiālos, tas ir pierādīts ir grūti rakstīt datus pietiekami ātri un ar pietiekamu blīvumu reālās pasaules lietojumiem. Lai pārvarētu šo šķērsli, pētnieki izmantoja augsta atkārtošanās ātruma femtosekundes lāzeru, lai izveidotu sīkas iedobes, kurās ir unikāla nanolamellai līdzīga struktūra, kuras izmērs ir tikai 500 x 50 nanometri.

Tā vietā, lai izmantotu femtosekundes lāzeru, lai rakstītu tieši uz stikla, pētnieki izmantoja gaismu, lai radītu optisku parādību, kas pazīstama kā tuvā lauka uzlabošana, kurā nanolamellai līdzīga struktūra tiek ģenerēta ar dažiem vājiem impulsiem. nano vakuums, ko rada viena impulsa mikrosprādziens. Tuva lauka uzlabošanas izmantošana nanostruktūru izgatavošanai ir samazinājusi termiskos bojājumus, kas ir bijuši problemātiski citām pieejām, kurās izmanto augstfrekvences atkārtojošos lāzerus.

Tā kā nanostruktūras ir anizotropas, tās rada divkāršu laušanu, ko var raksturot ar gaismas lēnās ass orientāciju (4. dimensija, kas atbilst nanolamināta struktūras orientācijai) un aizkaves spēku (5. dimensija, ko nosaka nanostruktūras izmērs) . Kad dati tiek ierakstīti uz stikla, lēnās ass orientāciju un aizkaves stiprumu var kontrolēt attiecīgi ar polarizāciju un gaismas intensitāti.

"Šī jaunā pieeja uzlabo datu rakstīšanas ātrumu līdz praktiskajam līmenim, lai mēs varētu ierakstīt desmitiem gigabaitu datu saprātīgā laika periodā," sacīja Lei. Ļoti lokalizētas precīzas nanostruktūras nodrošina lielāku datu ietilpību, jo tilpuma vienībā var ierakstīt vairāk vokseļu. Turklāt impulsa gaismas izmantošana samazina rakstīšanai nepieciešamo enerģiju. «

Pētnieki izmantoja savu jauno metodi, lai stikla diskā ierakstītu 5 gigabaitus teksta datu. silīcija dioksīds parasta kompaktdiska lielumā, ar gandrīz 100% nolasīšanas precizitāti. Katrs vokselis saturēja četrus informācijas bitus, un abi vokseļi atbilda vienai teksta rakstzīmei. Izmantojot metodes piedāvāto rakstīšanas blīvumu, diskā varētu būt 500 terabaiti datu. Izmantojot sistēmas atjauninājumus, kas ļauj rakstīt paralēli, pētnieki saka, ka vajadzētu būt iespējai ierakstīt šādu datu apjomu aptuveni 60 dienu laikā.

Izmantojot pašreizējo sistēmu, mums ir iespēja saglabāt terabaitus datu, kurus varētu izmantot, piemēram, lai saglabātu DNS informāciju cilvēkam, kurš tagad strādā, lai palielinātu savas metodes rakstīšanas ātrumu un padarītu tehnoloģiju izmantojamu ārpus laboratorijas. Tāpat būs nepieciešams izstrādāt ātrākas datu nolasīšanas metodes praktiskām datu noliktavas lietojumprogrammām.

Fuente: https://www.osapublishing.org/


Raksta saturs atbilst mūsu principiem redakcijas ētika. Lai ziņotu par kļūdu, noklikšķiniet uz šeit.

Esi pirmais, kas komentārus

Atstājiet savu komentāru

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta.

*

*

  1. Atbildīgais par datiem: Migels Ángels Gatóns
  2. Datu mērķis: SPAM kontrole, komentāru pārvaldība.
  3. Legitimācija: jūsu piekrišana
  4. Datu paziņošana: Dati netiks paziņoti trešām personām, izņemot juridiskus pienākumus.
  5. Datu glabāšana: datu bāze, ko mitina Occentus Networks (ES)
  6. Tiesības: jebkurā laikā varat ierobežot, atjaunot un dzēst savu informāciju.