For nylig,Microsoft Researchannonceret et meget interessant "silica-projekt." Projektet fokuserer på at udvikle en miljøvenlig måde at opbevare store mængder data i glasplader ved hjælp af ultrahurtige lasere - hvilket gør det muligt at gemme "kopier" af musik, film og mere i glas.
Hvad der er endnu mere forbløffende er, at når først dataene er skrevet med succes, vil dataene inde i siliciumglasset forblive uændrede i tusinder til titusinder af år og kan modstå elektromagnetiske impulser og ekstreme temperaturer.
For at sige det enkelt har Microsoft lavet 3-tommer lange firkantede "harddiske" af kvartsglas, som hver kan gemme 100 GB data og omkring 20,000 sange.
Projektet er et partnerskab mellem Microsoft og den bæredygtighedsfokuserede venturekapitalgruppe Elire, hvor de to parter håber at finde en mere bæredygtig form for datafangst, der ville gøre data i glas "ubrydelige."
Glaslagringsprocessen involverer skrivning ved hjælp af ultrahurtige femtosekundlasere, læsning gennem et computerstyret mikroskop, afkodning og transskribering og til sidst lagring i et "bibliotek". Navnlig kører dette "bibliotek" passivt og bruger ingen elektricitet, hvilket har potentialet til betydeligt at reducere kulstofemissionerne forbundet med langsigtet datalagring.
Project Silica skaber en mere bæredygtig form for datafangst ud over magnetisk lagring med begrænset levetid, som lider under hyppig duplikering, stigende energiforbrug og driftsomkostninger.
Ant Rowstron, en siliciumdioxidprojektingeniør, sagde: "Den magnetiske teknologis levetid er begrænset. En harddisk kan bruges i ca. 5-10 år. Når livscyklussen er forbi, skal du kopiere den igen og gem det til en ny generation af medier."Helt ærligt, det er besværligt og uholdbart, når man tænker på al den energi og de ressourcer, vi bruger."
Bevarelse af fremtiden for global musik gennem glas
Bæredygtighedsfokuserede venturekapital-gruppen Elire er nu blevet den seneste virksomhed, der samarbejder med Microsoft Research Project Silica-teamet, og slutter sig til CMR Surgical, der bruger glasdatalagring til at transformere robotkirurgiens fremtid.
Elire vil bruge teknologien i Global Music Vault på Svalbard, Norge, hvor et lille stykke glas kan rumme flere terabyte data, nok til at gemme cirka 1,75 millioner sange eller 13 års musik. Dette er et vigtigt skridt mod bæredygtig datalagring.
Microsoft påpegede, at selvom glasopbevaring endnu ikke er klar til promovering i stor skala, betragtes det som en lovende bæredygtig kommercialiseringsløsning på grund af dens holdbarhed og omkostningseffektivitet, og de løbende vedligeholdelsesomkostninger vil være "minimale". Du skal blot opbevare disse glasdatabeholdere i et bibliotek, der ikke kræver elektricitet. Når det er nødvendigt, klatrer robotten op på hylden for at hente den til efterfølgende importoperationer.
Hvad er potentialet ved optisk datalagring?
Afhængigt af lagringsmetoden kan lagringsmetoden være elektromagnetiske medier, optiske medier eller andre medier. Traditionelle optiske lagringssystemer bruger diske som Blu-ray, der indeholder et lag af reflekterende materiale. Optiske drev bruger lasere til at skabe ikke-reflekterende huller i tilstødende belægninger, som detekteres af laseren, der aflæser hullerne. Når først mønstret af gruber og uforbrændte reflekterende områder er detekteret, kan de lagrede data kodes.
Men i forbindelse med den eksponentielle vækst af data på internettet, sociale medier og cloud computing-applikationer er efterspørgslen efter optisk datalagring med ultrahøj tæthed steget voldsomt - datalagring er et presserende behov for at overvinde flaskehalsene ved traditionelle magnetiske harddiske eller bånd og solid-state-drev (SSD)-lagring. og nye langsigtede datalagringsløsninger.
Det er en udbredt opfattelse, at optisk teknologi er nøglen til at forbedre lagringskapaciteten for massive data. Det ovennævnte koncept med at bruge glas til datalagring kan spores tilbage til det 19. århundrede. Efter omhyggelige forbedringer og teknologiske opgraderinger blev mange forhindringer overvundet én efter én.
Derudover er en af de mere fremtrædende fordele ved optisk datalagring sammenlignet med den nuværende optiske diskteknologi, at den kan opnå multidimensionel datalagring.
Som navnet antyder, optager og læser multidimensionel datalagring hovedsageligt information i strukturer med mere end tre dimensioner (såsom flerlags optiske diske, kort, krystaller eller kuber). Skrivning og læsning af information opnås normalt ved at fokusere en eller flere laserstråler i et tredimensionelt medium. På grund af lagringsmediets volumetriske karakter er laseren forpligtet til at passere gennem yderligere punkter, før den skriver eller læser de nødvendige referencer. Det betyder, at både skrive- og læsefunktioner ofte skal være ikke-lineære, så kun ét lokalt punkt behandles på et givet tidspunkt.
I dag er 5D optisk datalagringsteknologi blevet bevist - optiske diske, der bruger denne teknologi, kan lagre op til 360 Tb data og kan bevares i milliarder af år. I 1996 foreslog og demonstrerede forskere først brugen af femtosekundlasere til at optage og lagre data. Denne teknologi blev første gang demonstreret i 2010 af Kazuyuki Hiraos laboratorium ved Kyoto University og videreudviklet af Peter Kazanskys forskningsgruppe ved University of Southamptons Optoelectronics Research Center. Derudover har Hitachi og Microsoft også studeret glasbaseret optisk lagringsteknologi, sidstnævntes projekt hedder "Project Silica." Globalt omfatter store aktører på markedet for optisk lagring Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba og Fujitsu.
5D optisk datalagring er primært baseret på et eksperimentelt nanostruktureret glas, der lagrer information ikke kun ved at kode data i tredimensionelt rum, men også gennem to parametre relateret til dobbeltbrydning, som bestemmes ved at fokusere på glasset. Polarisering og intensitetskontrol af femtosekund laser i medium. Størrelsen, orienteringen og tredimensionelle position af nanostrukturen udgør de fem dimensioner nævnt ovenfor.
Men for at forbedre de kommercielle anvendelsesmuligheder for denne teknologi, skal datalæsningshastigheden også forbedres. Derudover kan dets anvendelse være begrænset på grund af det påkrævede højeffektlasersystem og manglende data omskrivbarhed.
Optisk datalagring er også tilgængelig for multilevel-kodningsteknologi, som kan øge lagerkapaciteten betydeligt ved at skrive flere bits pr. punkt ved hjælp af forskellige diskrete signalstyrkeniveauer. Datalagring på flere niveauer kan også udlæse flere bits samtidigt og derved øge dataudlæsningshastigheden, hvilket er meget vigtigt for store datasæt.
I en ny teknologi fra University of South Australia og University of New South Wales kan forskere udnytte uorganiske fosfors unikke egenskaber til at lagre data. Denne tilgang har potentialet til at kunne omskrives og bruge lasere med lav effekt. Derudover kræver teknologien ikke kryogene temperaturer og kan i stedet brænde spektrale huller ved stuetemperatur, hvilket gør den mere praktisk.
