У 10 тисяч разів краще за Blu-ray: розроблені скляні диски для зберігання даних у 5D

Запис, жорсткий диск
Фото: New Atlas

Інформація шифрується за допомогою лазера, а носій невразливий перед механічними збоями та перепадами температури.

Учені із Саутгемптонського університету (Англія) представили нову технологію зберігання даних із щільністю в 10 тис. разів краще за Blu-ray. Своє дослідження вони опублікували в журналі Optica.

Дослідники стверджують, що їхня п'ятивимірна (5D) оптична пам'ять дозволяє зберігати до 500 терабайт на кварцовому носії розміром із класичний компакт-диск, і пропонують застосовувати її для зберігання різної інформації, враховуючи реєстри музеїв і бази ДНК-даних. (500 ТБ еквівалентні 500 тис. ГБ; для порівняння — найпросунутіші смартфони мають обсяг оперативної пам'яті всього 16 ГБ, — ред.). Для демонстрації нових напрацювань вчені записали 5 ГБ тексту на шматок кварцового скла товщиною 2,5 см і вважали його з майже ідеальною точністю. Тепер їхнє завдання — знайти швидші способи зчитування.

Для створення п'ятивимірної пам'яті дані записуються за допомогою фемтосекундного лазера, що випускає дуже короткі, але потужні промені, що змінюють структуру кварцу. Комірки, що утворилися, слугують своєрідним кодом, в якому три основні просторові виміри (ширина, довжина та висота) доповнюють поляризація та інтенсивність світла. На відміну від жорсткого диска, 5D-пам'ять невразлива до перепадів температури, магнітних коливань, вологості та механічних пошкоджень, а тому такий носій може дуже довго використовуватися за кімнатної температури.

5D, пам'ять
Скляний накопичувач 5D-пам'яті
Фото: камера

Команда вперше продемонструвала можливості технології у 2013 році, але тоді їм вдалося записати та зберегти файл розміром усього 300 КБ. Через 2 роки її застосували для запису цифрових історичних документів, як-от Велика хартія вольностей і Загальна декларація прав людини. Тепер учені стверджують, що значно підвищили швидкість і щільність запису, застосувавши посилення ближнього поля — метод, що дозволяє формувати структури за допомогою слабких лазерних імпульсів. Зрештою вони змогли зберігати до 230 КБ даних, або 100 сторінок друкованого тексту, за секунду.

"Цей новий підхід покращує швидкість запису даних до практичного рівня, тому ми можемо записувати десятки гігабайт даних за відносно короткий час", — прокоментував роботу Юхао Лей з Університету Саутгемптона.

Запис
Технологія запису лазером на кварцовий носій
Фото: камера

Він додав, що багато організацій та компаній генерують і збирають величезну кількість даних, які стає все складніше зберігати. Світ потребує більш ефективних та ємних методів запису інформації, що гарантують безпеку зберігання та низьке енергоспоживання.

"Хмарні системи більшою мірою призначені для тимчасового зберігання даних, а ось формат 5D стане чудовим способом для довгострокового зберігання даних, якого потребують національні архіви, музеї, бібліотеки та приватні організації", — підкреслив Юхао Лей.

Раніше вчені розробили нову технологію зберігання даних у вигляді ReRAM масивів на 300-міліметрових пластинах. Їх пропонують використовувати роботи штучного інтелекту, систем автопілотів і процесорів інтернету речей.

Інша група створила новий спосіб шифрування даних на жорстких дисках SSD-Insider++. За словами розробників, вона робить накопичувачі невразливими для атак хакерів і вірусів-вимагачів.