Авангардна технология позволява съхранение на 5GB силициева пластина от един инч
(снимка: Yuhao Lei and Peter G. Kazansky, University of Southampton)
Чрез авангардни лазери и малко решаване на задачи учени от Университета в Саутхемптън са постигнали пробив в съхранението на данни, предлагайки както невероятна плътност, така и дълготрайност.
Новата технология може да съхранява 500 терабайта на един носител с размер на компактдиск, съобщи NewAtlas. Създателите си представят, че изобретението им ще намери приложение за запазване на всякакви данни – от информация за музеи и библиотеки до лична биологична информация.
Технологията е наречена петизмерно (5D) оптично съхранение. Eкипът на Университета в Саутхемптън работи по нея от доста време. Първите версии бяха демонстрирани още през 2013 г., като в онзи ранен етап учените успешно използваха формата за запис и извличане на текстов файл от 300 kb, въпреки че имаха много по-големи амбиции.
Данните се записват с помощта на фемтосекунден лазер, който излъчва невероятно къси, но мощни светлинни импулси, изковавайки малки структури в стъклото – те са с наноразмери. Въпросните структури съдържат информация за интензитета и поляризацията на лазерния лъч, в допълнение към своите три пространствени измерения. Именно поради това учените наричат технологията си „5D съхранение на данни”.
През 2015 г. екипът демонстрира своя напредък, като използва технологията за запазване на цифрови копия на популярни документи, разкривайки други качества на системата. За разлика от типичната памет на твърд диск, която е уязвима на високи температури, влага, магнитни полета и механични повреди, това „вечно” 5D съхранение на данни обещава невероятна термична стабилност и практически неограничен живот при стайна температура.
Нещо, върху което по онова време учените все още трябваше да поработят, беше способността да се записват данни с достатъчно високи скорости и с достатъчно висока плътност за приложения в реалния свят. Сега изследователите твърдят, че са постигнали напредък чрез приложението на оптично явление, наречено „усилване на близкото поле”.
Това им позволява да създават наноструктури с няколко слаби светлинни импулса, вместо да пишат директно с фемтосекундния лазер. Така става възможно записване на данни с 1 000 000 воксела в секунда, което се равнява на 230 kb данни или повече от 100 страници текст в секунда.
„Този нов подход подобрява скоростта на запис на данни до практическо ниво, така че можем да запишем десетки гигабайти данни за разумно време”, казва Юхао Лей от Университета в Саутхемптън. „Силно локализираните, прецизни наноструктури позволяват по-висок капацитет, тъй като много повече воксели могат да бъдат записани в единичен обем. Освен това използването на импулсна светлина намалява енергията, необходима за запис”.
Екипът демонстрира новата техника, като записа 5 GB текстови данни върху диск от силициев диоксид с размерите на компактдиск с почти 100 процента точност на четене. Изследователите казват, че такъв диск би бил в състояние да побере 500 TB данни, което го прави 10 000 пъти по-плътен от Blu-ray диск.
Учените си представят, че технологията може да се използва за запазване на информация от нечия ДНК или за дългосрочно съхранение на данни за национални архиви, музеи и други подобни. Е, преди това ще трябва да разработят по-бързи методи за четене на данните.