Pred kratkim,Microsoftove raziskavenapovedal zelo zanimiv "silicijev projekt." Projekt se osredotoča na razvoj okolju prijaznega načina shranjevanja velikih količin podatkov na steklene plošče z uporabo ultrahitrih laserjev - kar omogoča shranjevanje "kopij" glasbe, filmov in drugega v steklu.
Še bolj neverjetno pa je, da bodo podatki v silicijevem steklu, ko bodo podatki uspešno zapisani, ostali nespremenjeni tisoče do deset tisoč let in lahko prenesejo elektromagnetne impulze in ekstremne temperature.
Preprosto povedano, Microsoft je izdelal 3-palčne kvadratne "trde diske" iz kremenčevega stekla, od katerih lahko vsak shrani 100 GB podatkov in približno 20000 pesmi.
Projekt je partnerstvo med Microsoftom in skupino tveganega kapitala Elire, ki se osredotoča na trajnost, pri čemer obe strani upata, da bosta našli bolj trajnostno obliko zajemanja podatkov, ki bi podatke v steklu naredila "nezlomljive".
Postopek shranjevanja stekla vključuje pisanje z ultra hitrimi femtosekundnimi laserji, branje skozi računalniško voden mikroskop, dekodiranje in prepisovanje ter končno shranjevanje v "knjižnico". Predvsem ta "knjižnica" deluje pasivno in ne uporablja električne energije, kar lahko znatno zmanjša emisije ogljika, povezane z dolgoročnim shranjevanjem podatkov.
Projekt Silica ustvarja bolj trajnostno obliko zajemanja podatkov poleg magnetnega shranjevanja z omejeno življenjsko dobo, ki trpi zaradi pogostega podvajanja, povečane porabe energije in operativnih stroškov.
Ant Rowstron, projektni inženir silicijevega dioksida, je dejal: »Življenjska doba magnetne tehnologije je omejena. Trdi disk lahko uporabljate približno 5-10 let. Ko se življenjski cikel konča, ga morate znova kopirati in shrani v novo generacijo medijev. "Iskreno povedano, to je okorno in netrajnostno, če upoštevamo vso energijo in vire, ki jih uporabljamo."
Ohranjanje prihodnosti svetovne glasbe skozi steklo
Skupina tveganega kapitala Elire, osredotočena na trajnost, je zdaj postala najnovejše podjetje, ki sodeluje z ekipo Microsoft Research Project Silica, in se pridružilo podjetju, kot je CMR Surgical, ki uporablja stekleno shranjevanje podatkov za preoblikovanje prihodnosti robotske kirurgije.
Elire bo uporabil tehnologijo v Global Music Vault v Svalbardu na Norveškem, kjer lahko majhen košček stekla vsebuje več terabajtov podatkov, kar je dovolj za shranjevanje približno 1,75 milijona pesmi ali 13 let glasbe. To je pomemben korak k trajnostnemu shranjevanju podatkov.
Microsoft je poudaril, da čeprav skladiščenje stekla še ni pripravljeno za obsežno promocijo, velja za obetavno trajnostno komercialno rešitev zaradi svoje vzdržljivosti in stroškovne učinkovitosti, tekoči stroški vzdrževanja pa bodo "minimalni". Preprosto shranite te steklene posode za podatke v knjižnico, ki ne potrebuje električne energije. Po potrebi robot spleza na polico, da ga vzame za nadaljnje uvozne operacije.
Kakšen je potencial optičnega shranjevanja podatkov?
Odvisno od načina shranjevanja je lahko način shranjevanja elektromagnetni medij, optični medij ali drug medij. Tradicionalni optični sistemi za shranjevanje uporabljajo diske, kot so Blu-ray, ki vsebujejo plast odsevnega materiala. Optični pogoni uporabljajo laserje za ustvarjanje neodsevnih lukenj v sosednjih prevlekah, ki jih zazna laser, ki bere jamice. Ko so zaznani vzorec jamic in nezgorelih odsevnih območij, je mogoče shranjene podatke kodirati.
Vendar pa je v kontekstu eksponentne rasti podatkov v internetu, družbenih medijih in aplikacijah za računalništvo v oblaku povpraševanje po optičnem shranjevanju podatkov z ultra visoko gostoto skokovito naraslo – shranjevanje podatkov mora nujno premagati ozka grla tradicionalnih magnetnih trdih diskov. ali trakovi in pogoni SSD (SSD). in nove rešitve za dolgoročno shranjevanje podatkov.
Splošno prepričanje je, da je optična tehnologija ključna za izboljšanje zmogljivosti shranjevanja množičnih podatkov. Zgoraj omenjeni koncept uporabe stekla za shranjevanje podatkov sega v 19. stoletje. Po skrbnih izboljšavah in tehnoloških nadgradnjah so bile ena za drugo premagane številne ovire.
Poleg tega je v primerjavi s trenutno tehnologijo optičnih diskov ena vidnejših prednosti optičnega shranjevanja podatkov ta, da lahko doseže večdimenzionalno shranjevanje podatkov.
Kot že ime pove, večdimenzionalno shranjevanje podatkov večinoma beleži in bere informacije v strukturah z več kot tremi dimenzijami (kot so večplastni optični diski, kartice, kristali ali kocke). Zapisovanje in branje informacij se običajno doseže z fokusiranjem enega ali več laserskih žarkov v tridimenzionalni medij. Zaradi volumetrične narave pomnilniškega medija mora laser iti skozi dodatne točke, preden zapiše ali prebere zahtevane fiduciale. To pomeni, da morata biti funkciji pisanja in branja pogosto nelinearni, tako da je v danem času obdelana samo ena lokalna točka.
Danes je tehnologija 5D optičnega shranjevanja podatkov preizkušena – optični diski, ki uporabljajo to tehnologijo, lahko shranijo do 360 Tb podatkov in se lahko ohranijo milijarde let. Leta 1996 so znanstveniki prvič predlagali in pokazali uporabo femtosekundnih laserjev za snemanje in shranjevanje podatkov. To tehnologijo je leta 2010 prvič demonstriral laboratorij Kazuyuki Hirao na univerzi v Kjotu, nadalje pa jo je razvila raziskovalna skupina Petra Kazanskega v raziskovalnem centru za optoelektroniko Univerze v Southamptonu. Poleg tega sta Hitachi in Microsoft preučevala tudi tehnologijo optičnega shranjevanja na osnovi stekla, projekt slednjega se imenuje "Project Silica". Globalni glavni igralci na trgu optičnih pomnilnikov so Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba in Fujitsu.
5D optično shranjevanje podatkov temelji predvsem na eksperimentalnem nanostrukturiranem steklu, ki shranjuje informacije ne samo s kodiranjem podatkov v tridimenzionalnem prostoru, ampak tudi prek dveh parametrov, povezanih z dvolomnostjo, ki se določita s fokusiranjem na steklo. Polarizacija in nadzor jakosti femtosekundnega laserja v mediju. Velikost, orientacija in tridimenzionalni položaj nanostrukture sestavljajo pet zgoraj omenjenih dimenzij.
Da pa bi izboljšali možnosti komercialne uporabe te tehnologije, je treba izboljšati tudi hitrost branja podatkov. Poleg tega je njegova uporaba lahko omejena zaradi zahtevanega visokozmogljivega laserskega sistema in pomanjkanja možnosti ponovnega zapisovanja podatkov.
Optično shranjevanje podatkov je prav tako primerno za tehnologijo večnivojskega kodiranja, ki lahko znatno poveča zmogljivost shranjevanja z zapisovanjem več bitov na točko z uporabo različnih diskretnih ravni jakosti signala. Večnivojsko shranjevanje podatkov lahko prebere tudi več bitov hkrati, s čimer poveča hitrost branja podatkov, kar je zelo pomembno za velike nize podatkov.
V nastajajoči tehnologiji Univerze Južne Avstralije in Univerze Novega Južnega Walesa lahko raziskovalci izkoristijo edinstvene lastnosti anorganskih fosforjev za shranjevanje podatkov. Ta pristop ima možnost prepisovanja in uporabe laserjev z nizko porabo energije. Poleg tega tehnologija ne zahteva kriogenih temperatur in lahko namesto tega zažge spektralne luknje pri sobni temperaturi, zaradi česar je bolj praktična.
