Nedavno,Microsoftovo istraživanjenajavio vrlo zanimljiv "silika projekt". Projekt je usredotočen na razvoj ekološki prihvatljivog načina za pohranjivanje velikih količina podataka u staklene ploče pomoću ultrabrzih lasera - što omogućuje pohranjivanje "kopija" glazbe, filmova i više u staklu.
Ono što je još nevjerojatnije jest to da će, nakon što se podaci uspješno zapišu, podaci unutar silikonskog stakla ostati nepromijenjeni tisućama do desetaka tisuća godina i mogu izdržati elektromagnetske impulse i ekstremne temperature.
Pojednostavljeno rečeno, Microsoft je napravio 3-inčne kvadratne "tvrde diskove" od kvarcnog stakla, od kojih svaki može pohraniti 100 GB podataka i oko 20000 pjesama.
Projekt je partnerstvo između Microsofta i grupe rizičnog kapitala Elire usmjerene na održivost, pri čemu se dvije strane nadaju pronaći održiviji oblik prikupljanja podataka koji bi podatke u staklu učinio "neslomljivima".
Proces pohranjivanja stakla uključuje pisanje pomoću ultrabrzih femtosekundnih lasera, čitanje kroz računalno kontrolirani mikroskop, dekodiranje i transkripciju, te konačno pohranjivanje u "biblioteku". Naime, ova "knjižnica" radi pasivno i ne koristi električnu energiju, što ima potencijal za značajno smanjenje emisije ugljika povezane s dugotrajnom pohranom podataka.
Projekt Silica stvara održiviji oblik prikupljanja podataka izvan magnetske pohrane ograničenog vijeka, koja pati od čestog umnožavanja, povećanja potrošnje energije i operativnih troškova.
Ant Rowstron, projektni inženjer silicijevog dioksida, rekao je: "Životni vijek magnetske tehnologije je ograničen. Tvrdi disk može se koristiti oko 5-10 godina. Nakon završetka životnog ciklusa, morate ga ponovno kopirati i spremite to u novu generaciju medija."Iskreno, glomazno je i neodrživo kada uzmete u obzir svu energiju i resurse koje koristimo."
Očuvanje budućnosti globalne glazbe kroz staklo
Grupa rizičnog kapitala usmjerena na održivost Elire sada je postala najnovija tvrtka koja se udružila s timom Microsoft Research Project Silica, pridružujući se CMR Surgicalu koji koristi staklenu pohranu podataka za transformaciju budućnosti robotske kirurgije.
Elire će koristiti tehnologiju u Global Music Vaultu u Svalbardu u Norveškoj, gdje mali komad stakla može sadržavati nekoliko terabajta podataka, dovoljno za pohranu otprilike 1,75 milijuna pjesama ili 13 godina glazbe. Ovo je važan korak prema održivoj pohrani podataka.
Microsoft je istaknuo da, iako skladištenje stakla još nije spremno za promociju velikih razmjera, smatra se obećavajućim rješenjem za održivu komercijalizaciju zbog svoje trajnosti i isplativosti, a tekući troškovi održavanja bit će "minimalni". Jednostavno pohranite ove staklene spremnike podataka u biblioteku koja ne zahtijeva struju. Kada je potrebno, robot se penje na policu kako bi ga preuzeo za sljedeće operacije uvoza.
Koliki je potencijal optičke pohrane podataka?
Ovisno o načinu pohranjivanja, način pohranjivanja može biti elektromagnetski medij, optički medij ili drugi medij. Tradicionalni optički sustavi za pohranu koriste diskove poput Blu-raya koji sadrže sloj reflektirajućeg materijala. Optički pogoni koriste lasere za stvaranje nereflektirajućih udubljenja u susjednim premazima, koje detektira laser koji očitava udubljenja. Nakon što se otkriju uzorci udubljenja i nespaljena reflektirajuća područja, pohranjeni podaci mogu se kodirati.
Međutim, u kontekstu eksponencijalnog rasta podataka na internetu, društvenim medijima i aplikacijama za računalstvo u oblaku, potražnja za optičkom pohranom podataka ultra-visoke gustoće naglo je porasla - pohrana podataka hitno mora prevladati uska grla tradicionalnih magnetskih tvrdih diskova ili trake i SSD diskovi za pohranu. i nova dugoročna rješenja za pohranu podataka.
Uvriježeno je mišljenje da je optička tehnologija ključna za poboljšanje kapaciteta pohrane ogromnih podataka. Gore spomenuti koncept korištenja stakla za pohranu podataka može se pratiti unazad do 19. stoljeća. Nakon pomnih poboljšanja i tehnoloških nadogradnji, mnoge su prepreke prevladane jedna po jedna.
Osim toga, u usporedbi s trenutnom tehnologijom optičkih diskova, jedna od istaknutijih prednosti optičke pohrane podataka je ta da se može postići višedimenzionalna pohrana podataka.
Kao što naziv sugerira, višedimenzionalna pohrana podataka uglavnom bilježi i čita informacije u strukturama s više od tri dimenzije (kao što su višeslojni optički diskovi, kartice, kristali ili kocke). Zapisivanje i čitanje informacija obično se postiže fokusiranjem jedne ili više laserskih zraka u trodimenzionalni medij. Zbog volumetrijske prirode medija za pohranu, laser mora proći kroz dodatne točke prije pisanja ili očitavanja potrebnih fiducijala. To znači da i funkcije pisanja i čitanja često moraju biti nelinearne tako da se u određenom trenutku obrađuje samo jedna lokalna točka.
Danas je 5D optička tehnologija pohrane podataka dokazana - optički diskovi koji koriste ovu tehnologiju mogu pohraniti do 360 Tb podataka i mogu se sačuvati milijardama godina. Godine 1996. znanstvenici su prvi predložili i demonstrirali korištenje femtosekundnih lasera za snimanje i pohranu podataka. Ovu tehnologiju prvi put je 2010. demonstrirao laboratorij Kazuyuki Hirao na Sveučilištu Kyoto, a dalje ju je razvila istraživačka grupa Petera Kazanskog u Istraživačkom centru za optoelektroniku Sveučilišta Southampton. Osim toga, Hitachi i Microsoft također su proučavali tehnologiju optičke pohrane temeljene na staklu, projekt potonjeg naziva se "Project Silica". Globalno, glavni igrači na tržištu optičke pohrane su Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba i Fujitsu.
5D optička pohrana podataka prvenstveno se temelji na eksperimentalnom nanostrukturnom staklu koje pohranjuje informacije ne samo kodiranjem podataka u trodimenzionalnom prostoru već i putem dva parametra vezana uz dvolomnost, koji se određuju fokusiranjem na staklo. Polarizacija i kontrola intenziteta femtosekundnog lasera u mediju. Veličina, orijentacija i trodimenzionalni položaj nanostrukture čine pet gore spomenutih dimenzija.
Međutim, kako bi se poboljšali izgledi za komercijalnu primjenu ove tehnologije, potrebno je poboljšati i brzinu čitanja podataka. Dodatno, njegova primjena može biti ograničena zbog potrebnog laserskog sustava velike snage i nedostatka mogućnosti ponovnog pisanja podataka.
Optička pohrana podataka također je podložna tehnologiji višerazinskog kodiranja, koja može značajno povećati kapacitet pohrane upisivanjem više bitova po točki koristeći različite diskretne razine snage signala. Pohranjivanje podataka na više razina također može očitati više bitova istovremeno, čime se povećava brzina očitavanja podataka, što je vrlo važno za velike skupove podataka.
U novoj tehnologiji sa Sveučilišta Južne Australije i Sveučilišta Novog Južnog Walesa, istraživači mogu iskoristiti jedinstvena svojstva anorganskih fosfora za pohranu podataka. Ovaj pristup ima potencijal za ponovno pisanje i korištenje lasera male snage. Osim toga, tehnologija ne zahtijeva kriogene temperature i umjesto toga može spaliti spektralne rupe na sobnoj temperaturi, što je čini praktičnijom.
