Gần đây,Nghiên cứu của Microsoftđã công bố một "dự án silica" rất thú vị. Dự án tập trung vào phát triển một phương pháp thân thiện với môi trường để lưu trữ lượng lớn dữ liệu trong các tấm kính bằng cách sử dụng tia laser cực nhanh - giúp lưu trữ "bản sao" nhạc, phim, v.v. trong kính.
Điều đáng kinh ngạc hơn nữa là một khi dữ liệu được ghi thành công, dữ liệu bên trong kính silicon sẽ không thay đổi trong hàng nghìn đến hàng chục nghìn năm và có thể chịu được các xung điện từ và nhiệt độ khắc nghiệt.
Nói một cách đơn giản, Microsoft đã tạo ra 3-các "ổ cứng" hình vuông dài một inch bằng kính thạch anh, mỗi ổ có thể lưu trữ 100GB dữ liệu và khoảng 20,{4}} bài hát.
Dự án này là sự hợp tác giữa Microsoft và tập đoàn đầu tư mạo hiểm tập trung vào tính bền vững Elire, hai bên hy vọng tìm ra một hình thức thu thập dữ liệu bền vững hơn khiến dữ liệu trong kính "không thể bị phá vỡ".
Quá trình lưu trữ thủy tinh bao gồm việc viết bằng tia laser femto giây cực nhanh, đọc qua kính hiển vi điều khiển bằng máy tính, giải mã và sao chép, và cuối cùng là lưu trữ trong "thư viện". Đáng chú ý, “thư viện” này hoạt động thụ động và không sử dụng điện, có khả năng giảm đáng kể lượng khí thải carbon liên quan đến việc lưu trữ dữ liệu lâu dài.
Project Silica tạo ra một hình thức thu thập dữ liệu bền vững hơn ngoài việc lưu trữ từ tính có tuổi thọ hạn chế vốn thường xuyên bị trùng lặp, tăng mức tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành.
Ant Rowstron, một kỹ sư dự án silicon dioxide, cho biết: "Tuổi thọ của công nghệ từ tính là có hạn. Ổ cứng có thể được sử dụng trong khoảng 5-10 năm. Khi vòng đời kết thúc, bạn phải sao chép lại và lưu nó vào thế hệ phương tiện truyền thông mới. "Thành thật mà nói, nó cồng kềnh và không bền vững khi bạn xem xét tất cả năng lượng và tài nguyên mà chúng ta đang sử dụng."
Bảo tồn tương lai của âm nhạc toàn cầu qua kính
Tập đoàn đầu tư mạo hiểm tập trung vào tính bền vững Elire hiện đã trở thành công ty mới nhất hợp tác với nhóm Microsoft Research Project Silica, tham gia cùng với CMR Surgical đang sử dụng bộ lưu trữ dữ liệu bằng thủy tinh để thay đổi tương lai của phẫu thuật robot.
Elire sẽ sử dụng công nghệ này tại Global Music Vault ở Svalbard, Na Uy, nơi một mảnh kính nhỏ có thể chứa vài terabyte dữ liệu, đủ để lưu trữ khoảng 1,75 triệu bài hát hoặc 13 năm âm nhạc. Đây là một bước quan trọng hướng tới việc lưu trữ dữ liệu bền vững.
Microsoft chỉ ra rằng mặc dù kho lưu trữ bằng kính vẫn chưa sẵn sàng để quảng bá trên quy mô lớn nhưng nó được coi là một giải pháp thương mại hóa bền vững đầy hứa hẹn vì độ bền và hiệu quả về chi phí cũng như chi phí bảo trì liên tục sẽ ở mức "tối thiểu". Đơn giản chỉ cần lưu trữ các thùng dữ liệu bằng kính này trong thư viện không cần điện. Khi cần, robot sẽ leo lên kệ để lấy cho các hoạt động nhập khẩu tiếp theo.
Tiềm năng của việc lưu trữ dữ liệu quang học là gì?
Tùy thuộc vào phương pháp lưu trữ, phương pháp lưu trữ có thể là phương tiện điện từ, phương tiện quang học hoặc phương tiện khác. Hệ thống lưu trữ quang học truyền thống sử dụng các đĩa như Blu-ray có chứa một lớp vật liệu phản chiếu. Ổ đĩa quang sử dụng tia laser để tạo ra các vết rỗ không phản chiếu trên các lớp phủ liền kề, được phát hiện bằng tia laser đọc các vết rỗ. Sau khi phát hiện được mô hình hố và vùng phản chiếu chưa cháy, dữ liệu được lưu trữ có thể được mã hóa.
Tuy nhiên, trong bối cảnh dữ liệu trên Internet, mạng xã hội và các ứng dụng điện toán đám mây tăng trưởng theo cấp số nhân, nhu cầu lưu trữ dữ liệu quang mật độ cực cao đã tăng vọt - việc lưu trữ dữ liệu cần phải khắc phục điểm nghẽn của ổ cứng từ truyền thống một cách cấp thiết. hoặc bộ lưu trữ băng và ổ cứng thể rắn (SSD). và các giải pháp lưu trữ dữ liệu dài hạn mới.
Người ta tin rằng công nghệ quang học là chìa khóa để cải thiện khả năng lưu trữ dữ liệu lớn. Khái niệm sử dụng kính để lưu trữ dữ liệu nêu trên có thể bắt nguồn từ thế kỷ 19. Sau những cải tiến và nâng cấp công nghệ cẩn thận, nhiều trở ngại lần lượt đã được khắc phục.
Ngoài ra, so với công nghệ đĩa quang hiện nay, một trong những ưu điểm nổi bật hơn của việc lưu trữ dữ liệu quang là nó có thể lưu trữ dữ liệu đa chiều.
Như tên cho thấy, lưu trữ dữ liệu đa chiều chủ yếu ghi và đọc thông tin trong các cấu trúc có nhiều hơn ba chiều (chẳng hạn như đĩa quang, thẻ, tinh thể hoặc hình khối nhiều lớp). Việc viết và đọc thông tin thường đạt được bằng cách tập trung một hoặc nhiều chùm tia laser vào môi trường ba chiều. Do tính chất thể tích của môi trường lưu trữ, tia laser cần phải đi qua các điểm bổ sung trước khi ghi hoặc đọc các điểm chuẩn cần thiết. Điều này có nghĩa là cả hai chức năng ghi và đọc thường cần phải phi tuyến tính để chỉ một điểm cục bộ được xử lý tại một thời điểm nhất định.
Ngày nay, công nghệ lưu trữ dữ liệu quang học 5D đã được chứng minh - đĩa quang sử dụng công nghệ này có thể lưu trữ tới 360Tb dữ liệu và có thể được bảo tồn trong hàng tỷ năm. Năm 1996, các nhà khoa học lần đầu tiên đề xuất và chứng minh việc sử dụng tia laser femto giây để ghi và lưu trữ dữ liệu. Công nghệ này lần đầu tiên được chứng minh vào năm 2010 bởi phòng thí nghiệm của Kazuyuki Hirao tại Đại học Kyoto và được nhóm nghiên cứu của Peter Kazansky tại Trung tâm Nghiên cứu Quang Điện tử của Đại học Southampton phát triển thêm. Ngoài ra, Hitachi và Microsoft cũng đã nghiên cứu công nghệ lưu trữ quang học trên nền thủy tinh, dự án sau này có tên là "Dự án Silica". Trên toàn cầu, các công ty lớn trong thị trường lưu trữ quang bao gồm Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba và Fujitsu.
Việc lưu trữ dữ liệu quang học 5D chủ yếu dựa trên kính có cấu trúc nano thử nghiệm, lưu trữ thông tin không chỉ bằng cách mã hóa dữ liệu trong không gian ba chiều mà còn thông qua hai thông số liên quan đến lưỡng chiết, được xác định bằng cách tập trung vào kính. Phân cực và kiểm soát cường độ của laser femto giây trong môi trường. Kích thước, hướng và vị trí ba chiều của cấu trúc nanô tạo thành năm chiều được đề cập ở trên.
Tuy nhiên, để nâng cao triển vọng ứng dụng thương mại của công nghệ này, tốc độ đọc dữ liệu cũng cần được cải thiện. Ngoài ra, ứng dụng của nó có thể bị hạn chế do yêu cầu hệ thống laser công suất cao và thiếu khả năng ghi lại dữ liệu.
Việc lưu trữ dữ liệu quang học cũng có thể tuân theo công nghệ mã hóa đa cấp, có thể tăng đáng kể dung lượng lưu trữ bằng cách ghi nhiều bit cho mỗi điểm bằng cách sử dụng các mức cường độ tín hiệu rời rạc khác nhau. Bộ lưu trữ dữ liệu đa cấp cũng có thể đọc đồng thời nhiều bit, do đó tăng tốc độ đọc dữ liệu, điều này rất quan trọng đối với các tập dữ liệu lớn.
Trong một công nghệ mới nổi của Đại học Nam Úc và Đại học New South Wales, các nhà nghiên cứu có thể khai thác các đặc tính độc đáo của phốt pho vô cơ để lưu trữ dữ liệu. Cách tiếp cận này có khả năng ghi lại được và sử dụng tia laser năng lượng thấp. Ngoài ra, công nghệ này không yêu cầu nhiệt độ đông lạnh và thay vào đó có thể đốt các lỗ quang phổ ở nhiệt độ phòng, khiến nó trở nên thiết thực hơn.
