Наука и быт человека

5d диски для вечного хранения данных

В 21-м веке быстро растет необходимость в хранении и доступе к данным. Интернет все больше и больше привлекает все виды информационных технологий, делая жизнь быстрее, информативнее и удобнее. Однако сейчас частные лица и организации создают большие наборы данных, которые не могут обрабатываться или храниться на одном компьютере. В связи с чем мы остро нуждаемся в более эффективных формах хранения данных, которые имеют высокую емкость, низкое энергопотребление и длительный срок службы. И все это стало возможным, благодаря такому изобретению как 5d диски.      

  В последнее время исследователи добились многообещающего прогресса в создании оптической памяти большой емкости, которая хранится не десятилетия, а, возможно, миллиарды лет. Команда из Университета Саутгемптона в Великобритании, продемонстрировала новые оптические 5D-диски для вечного хранения данных, на основе сверхбыстрых лазерных наноструктур.

Отличие 5D-дисков от других накопителей

         Компакт-диски имеют только два измерения для хранения информации: углубления на поверхности компакт-диска либо отражают, либо не отражают лазерный свет для передачи единиц и нулей двоичных данных в одном слое пластика. На DVD-дисках данные хранятся путем прожигания ям на нескольких слоях, добавляя третье измерение хранения. Методы оптического хранения 3D потенциально позволяют нам записывать тысячи «слоев» на одном монолитном диске без добавления одного физического слоя. Чтобы увеличить емкость данных оптического накопителя, есть возможность хранения более одного бита в одном вокселе (элемент объемного изображения) за счет реализации технологии мультиплексирования.
      

   Недавно разработанные 5D- диски для хранения данных используют оптическую технологию хранения с помощью двойного лучепреломление в качестве дополнительной степени свободы — свойство среды, в которой ее показатель преломления изменяется в зависимости от поляризации и направления падающего света. Двойное лучепреломление, обусловленное ориентацией и размером оптических наноструктурных решеток, предлагает два дополнительных измерения, обеспечивающих гораздо более высокую емкость хранения. За счет записи данных с более плотной фокусирующей оптикой и светом с более короткой длиной волны можно достичь пространственного (3D) уплотнения, аналогичного уплотнению на дисках Blu-Ray, с размером углубления менее 200 нанометров. В сочетании с четвертым и пятым измерениями, достигнутыми двулучепреломлением, которые позволяют одной ячейке хранить восемь бит (один байт) информации, а не единицу, возможно создать 5D-диски для вечного хранения терабайтов памяти на одном диаметре 12 см. диска. Поэтому совершенствование технологии хранения данных станет важным шагом на пути сохранения цифрового века для будущих поколений.

         Срок службы 5D-памяти составляет 1020 лет при комнатной температуре, что указывает на беспрецедентную стабильность среди всех методов. Помимо преимуществ мультиплексирования, 5D-оптические данные, основанные на наноградиентах, также могут быть стерты и переписаны, что является двумя ключевыми характеристиками при рассмотрении вопроса о хранении данных.

Как работают 5D-диски

         Подволновая периодичность этих наноструктур ведет себя как одноосный анизотропный материал, где оптическая ось параллельна направлению поляризации лазера. Поскольку оптическая анизотропия (называемая «двойное лучепреломление») имеет тот же порядок величины, что и положительное двойное лучепреломление в кристаллическом кварце, перпендикулярные компоненты света обладают различными постоянными распространения. Это изменяет способ прохождения света через стекло, изменяя его поляризацию. Затем информация считывается с помощью комбинации оптического микроскопа и поляризатора, подобного тому, который есть в солнцезащитных очках Polaroid, для представления многоразрядной информации. При анализе карт поляризации и интенсивности, полученных с помощью поляризационно-чувствительного микроскопа, извлекается закодированная информация.

Взрыв в цифровой информации — это запись человеческой цивилизации 21-го века, точно так же, как древнее наскальное искусство, резные фигурки и печатные издания дают представление о древней истории. Но эти жизненно важные данные находятся под угрозой потери, поскольку современные технологии хранения все чаще сталкиваются с проблемой емкости и срока службы. Поэтому крайне важно, чтобы информация из каждого сектора, от образования и развлечений до здравоохранения и правительства, хранилась как минимум тысячи лет.

Вы можете обсудить эту статью на нашем форуме, достаточно нажать на кнопку ниже.

Метки
Обсудить статью на форуме

Related Articles

Back to top button
Close