Ceratizit AMPER 2019

Optické ukládání dat může mít neomezenou životnost

Data uložená na dnešních CD a DVD mají životnost několik desetiletí před zahájením fyzické degradace materiálu, který po určité době začíná výrazně chátrat. To by se však mohlo změnit. Podle informace, kterou přinesl server Phys.org, vědci pracují na prodloužení životnosti uložených dat, ale dosud byla výzvou dosažení stoleté hranice. Nejnovější studie uveřejněná v odborném časopise Physical Review Letters však tuto hranici posouvá výrazně dále. 

 

Výzkumníci univerzity v britském Southamptonu, Jingyu Zhang, Mindaugas Gecevičius, Martynase Beresna a Peter G. Kazansky nedávno představili v nové studii přelomovou techniku ukládání dat, která nabízí výdrž cca 3 x 1020 let při pokojové teplotě - tedy prakticky neomezenou životnost, což by mohlo vést k nové éře věčné archivace dat.
"V pátém desetiletí po vynálezu internetu je v tomto informačním věku generováno stále více a více dat. Otázka jak na ukládání dat s ohledem na fyzický úpadek úložných materiálů a technik proto přitahuje značnou pozornost. Mnoho jednotlivců, firem i vlády se zajímají o věčnou archivaci dat pro ukládání dat pro armádu, vědu a důvěrné účely. Některé aplikace jsou již k vidění na trhu, například M-disk a další jsou stále ve vývoji. Je zde také disk Hitachi, který má trvanlivost milióny let. Věříme, že nyní můžeme představit definitivní řešení pro věčnou archivaci dat," uvedl Jingyu Zhang pro server Phys.org.

Konec kompromisů
Jak vědci vysvětlují, obecně je řešením v ukládání dat kompromis mezi životností a kapacitou, takže média, které uchovávají větší množství informací, mívají obvykle kratší životnost. Fyzici např. už prokázali možnost ukládání obrovského množství dat s jednotlivými atomy, ale doba skladování je v tomto případě při pokojové teplotě pouhých 10 pikosekund.
Nová technika optického datového úložiště, představená britskými výzkumníky, poskytuje jak vynikající životnost, tak výkon. Pro záznam dat slouží femtosekundový (fs) laser, který dává na kus křemene ultrakrátké 280fs světelné pulzy (1 fs = 10 -15 s). Tyto světelné pulzy vytvářejí v křemeni tzv. nanomřížky - drobné tečky, z nichž každá nese tři bity informace. Toto trojité skladování je možné díky tomu, že laser provádí víceúrovňové kódování tak, aby body kódovaly intenzitu a polarizaci světla ve třech vrstvách krystalu. Při použití této techniky má disk o velikosti CD nebo DVD s asi tisícovkou vrstev datovou kapacitu stovek terabajtů ve srovnání se stovkami megabajtů u dnešních komerčních optických disků.
Aby zjistili životnost optického systému ukládání dat, podrobili vědci informace zrychlenému stárnutí pro získání hodnot míry útlumu. Základním mechanismem rozpadu je kolaps nanodutinek, které existují mezi nanomřížkami, když nanodutinky zkolabují, nanomřížka se stane nestabilní a ztratí svá uložená data. Výzkumníci vypočítali, že doba rozkladu nanomřížek, a tím i celá doba životnosti systému ukládání dat, je asi 3 x 1020 let při pokojové teplotě, což znamená, bezprecedentně vysokou stabilitu. Životnost se sice snižuje při zvýšených teplotách, ale i při teplotách 189 °C je extrapolovaná doba rozpadu 13,8 mld. let, což je srovnatelné s věkem vesmíru.

Klíč ukrytý v polarizaci
Předchozí metody optického záznamu pracují podobně jako popisovaný způsob, kromě toho, že postup použitý pro záznam je u těchto metod tak pomalý, že to činí aplikace, v reálném světě nepoužitelné. Nová metoda zvyšuje rychlost nahrávání dat o dva řády tím, že eliminuje potřebu otáčení polovlnové desky (která řídí polarizaci). Tato rotace trvá poměrně dlouhou dobu a snižuje rychlost zápisu. Přidáním matice (matrixu) na polovlnovou desku umožnili výzkumníci bezpohybové řízení polarizace, což výrazně zvyšuje rychlost zápisu.
V budoucnu vědci doufají, že bude možné další vylepšení systému, např. zlepšením úložné kapacity zvýšením počtu polarizačních stavů a intenzity stavů, které mohou být využity. Plánují rovněž další zvýšení rychlosti zápisu ze současné hodnoty 6 kb/s až na 120 Mbit/s kromě jiných prostředků zvýšením výkonu laseru.

 

 
Publikováno: 17. 3. 2014 | Počet zobrazení: 1660 článek mě zaujal 272
Zaujal Vás tento článek?
Ano