| Память компьютера и типы хранилищ данных |
|---|
| Общий |
|
| Летучий |
| баран |
|
| Исторический |
|
| Энергонезависимая |
| ПЗУ |
|
| NVRAM |
|
| Ранняя стадия NVRAM |
|
| Аналоговая запись |
|
| Оптический |
|
| В развитие |
|
| Исторический |
|
5D оптическое хранилище данных (иногда известное как кристалл памяти Супермена [1] ) - это наноструктурированное стекло для постоянной записи цифровых данных [a] с использованием процесса записи фемтосекундным лазером . [2] Кристалл памяти способен хранить до 360 терабайт данных [3] [4] в течение миллиардов лет. [5] [6] [7] [8] Эта концепция была экспериментально продемонстрирована в 2013 году. [9] [10] [11] Hitachi и Microsoft исследовали и разработали методы оптического хранения 5D. [12] [13]
Технический дизайн [ править ]
Идея заключается в оптическом хранении данных в негабаритных прозрачных материалах, таких как плавленый кварц , который известен своей высокой химической стабильностью и стойкостью. Запись в него с помощью фемтосекундного лазера была впервые предложена и продемонстрирована в 1996 году. [1] [14] [15] Носитель данных состоит из плавленого кварца, в котором пространственные размеры , интенсивность, поляризация и длина волны используются для модуляции данных. Путем введения наночастиц золота или серебра, внедренных в материал, можно использовать их плазмонные свойства. [1]
Было испытано до 18 слоев с использованием оптимизированных параметров с энергией светового импульса 0,2 микроджоулей (5,6 × 10 -14 кВтч), длительностью 600 фс и частотой повторения 500 кГц. Предполагая, что лазер со 100% -ной эффективностью, то есть потребление энергии в один ватт-час (3,6 кДж) для хранения данных объемом не более 0,5 Мбит. Для хранения 1000 Мбит, что в сумме составляет два киловатт-часа (7,2 МДж). Проверка долговечности с использованием измерений ускоренного старения показывает, что время распада нанорешеток составляет 3 × 10 20 ± 1 лет при комнатной температуре - 30 ° C (86 ° F). При повышенной температуре 189 ° C (372 ° F) экстраполированное время распада сопоставимо с возрастом Вселенной (13,8 × 10 9 лет ). При записи данных с числовой апертурой объектива 1.4 NA и длиной волны 250-350 нм (9,8 × 10 -6 -1,38 × 10 -5 в), емкостью 360 терабайт может быть достигнуто. [1]
Формат имеет новый метод хранения данных, называемый «5-мерным». Это больше для маркетинговых целей, поскольку устройство имеет 3 физических размера и не имеет экзотических свойств более высоких размеров. Фрактальная / голографическая природа хранения данных также является чисто трехмерной. По данным Саутгемптонского университета :
5-мерные диски [имеют] крошечные узоры, напечатанные на трех слоях внутри дисков. В зависимости от угла обзора эти узоры могут выглядеть совершенно по-разному. Это может звучать как научная фантастика, но по сути это действительно причудливая оптическая иллюзия. В этом случае 5 измерений внутри дисков - это размер и ориентация по отношению к трехмерному положению наноструктур. Концепция 5-мерного диска означает, что один диск имеет несколько разных изображений в зависимости от угла, под которым он рассматривается, и увеличения микроскопа, используемого для его просмотра. По сути, каждый диск имеет несколько слоев изображений на микро- и макроуровне. [16]
Его можно прочитать с помощью оптического микроскопа и поляризатора. [17]
Впервые этот метод был продемонстрирован в 2010 году лабораторией Казуюки Хирао в Университете Киото. [18] Кроме того, технология была разработана исследовательской группой Питера Казанского в Исследовательском центре оптоэлектроники Саутгемптонского университета . [19] [20] [21] [22]
Использует [ редактировать ]
С 2018 года технология находится в производственном использовании Arch Mission Foundation . Его первый и второй диски были переданы Илону Маску : один диск находится в его личной библиотеке, а другой был помещен на борт Tesla Roadster в космосе . [23]
GitHub , дочерняя компания Microsoft , планирует использовать эту технологию для архивирования всех общедоступных репозиториев Git . Microsoft называет эту технологию Project Silica с заявленным сроком службы более 10 000 лет. [24]
См. Также [ править ]
- 3D оптическое хранилище данных
- Хранение цифровых данных ДНК
- Хранилище данных
Заметки [ править ]
- ^ Пять измерений состоят из размера, ориентации и трехмерного положения наноструктур.
Ссылки [ править ]
- ^ а б в г Казанский, П .; и другие. (11 марта 2016 г.). «Вечное хранение данных 5D с помощью сверхбыстрой лазерной записи в стекле» . Отдел новостей SPIE.
- ^ " " Память о Супермене ". Объем 360 ТБ за 1 мил." . Terra. 11 ноября 2013 . Проверено 1 марта +2016 .
- ^ «Вечное хранилище данных 5D может записать историю человечества» . Саутгемптонский университет . 18 февраля 2016 г.
- ^ Huebler, Kevin (20 февраля 2016). «Кристалл памяти Супермена позволяет хранить данные объемом 360 ТБ» . CNBC .
- ^ «5D наноструктурированная оптическая память из кварцевого стекла может обеспечить« неограниченное »хранение данных в течение миллиона лет» . kurzweilai.net. 10 июля 2013 г.
- ^ Borghino, Dario (11 июля 2013). « « Кристалл памяти Супермена »может хранить сотни терабайт бесконечно» . Новый Атлас .
- ↑ Маллен, Джетро (17 февраля 2016 г.). «Новые кристаллы« Супермен »могут хранить данные в течение миллиардов лет» . CNN-Tech .
- ↑ Казанский, Питер (11 марта 2016 г.). «Наноструктуры в стекле будут хранить данные миллиарды лет» . Отдел новостей SPIE . Проверено 11 марта +2016 .
- ^ "5D кристалл памяти Супермена может привести к неограниченному пожизненному хранению данных" . Саутгемптонский университет . 9 июля 2013 г.
- ^ Чжан, Цзинъюй; Гецявичюс, Миндаугас; Бересна, Мартинас; Казанский, Петр Георгиевич (2013). «Хранение данных 5D с помощью сверхбыстрого лазерного наноструктурирования в стекле» (PDF) : CTh5D.9. DOI : 10,1364 / CLEO_SI.2013.CTh5D.9 . Архивировано из оригинального (PDF) 6 сентября 2014 года. Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - ^ «Разработано новое наноструктурированное стекло для обработки изображений и записи» . Phys.org. 15 августа 2011 г.
- ^ "Проект Силика" . Microsoft.
- ↑ Уэлч, Крис (27 сентября 2012 г.). «Hitachi изобретает хранилище из кварцевого стекла, способное хранить данные в течение миллионов лет» . Грань .
- ^ Глезер, EN; Милосавлевич, М .; Huang, L .; Finlay, RJ; Her, T.-H .; Каллан, JP; Мазур, Э. (1996). «Трехмерное оптическое хранилище внутри прозрачных материалов». Письма об оптике . 21 (24): 2023. DOI : 10,1364 / OL.21.002023 . ISSN 0146-9592 .
- ^ Ватанабэ, Мицуру; Юодказис, Саулиус; Сунь, Хун-Бо; Мацуо, Шигеки; Мисава, Хироаки; Мива, Масафуми; Канеко, Рейзо (1999). «Просвечивающие и фотолюминесцентные изображения трехмерной памяти в стекловидном диоксиде кремния». Письма по прикладной физике . 74 (26): 3957–3959. DOI : 10.1063 / 1.124235 . ISSN 0003-6951 .
- ↑ Янгблад, Тим (20 февраля 2016 г.). «Хранение данных 5D, как оно работает и когда мы можем его использовать?» . Все о схемах . Дата обращения 2 сентября 2019 .
- ^ "Оптическая память" Супермена "летит вместе с Теслой на орбите" . Оптика . 7 февраля 2018 . Проверено 17 февраля 2018 .
- ^ Симоцума, Ясухико; Сакакура, Масааки; Казанский, Петр Г .; Бересна, Мартинас; Цю, Цзяньун; Миура, Киётака; Хирао, Казуюки (2010). «Сверхбыстрая манипуляция двойным лучепреломлением самоорганизованной формы в стекле». Современные материалы . 22 (36): 4039–4043. DOI : 10.1002 / adma.201000921 . ISSN 0935-9648 .
- ^ Бересна, Мартинас; Гецявичюс, Миндаугас; Казанский, Петр Г .; Тейлор, Томас; Кавокин, Алексей В. (2012). «Экситонная самоорганизация в стекле под действием ультракоротких световых импульсов». Письма по прикладной физике . 101 (5): 053120. DOI : 10,1063 / 1,4742899 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Чжан, Цзинъюй; Гецявичюс, Миндаугас; Бересна, Мартинас; Казанский, Петр Г. (2014). «По-видимому, неограниченное пожизненное хранение данных в наноструктурированном стекле». Письма с физическим обзором . 112 (3). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.112.033901 . ISSN 0031-9007 .
- ↑ Казанский, Петр; Черкаускайте, Аушра; Древинскас, Рокас (июнь 2016 г.). «Оптическая память входит в сферу 5D» . Мир физики .
- ^ Клоцбах, Удо; Васио, Кунихико; Арнольд, Крейг Б.; Zhang, J .; Черкаускайте, А .; Древинскас, Р .; Patel, A .; Бересна, М .; Казанский, ПГ (2016). «Вечное хранилище данных 5D за счет сверхбыстрой лазерной записи в стекле». 9736 : 97360U. DOI : 10.1117 / 12.2220600 . ISSN 0277-786X . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - ^ Szondy, Давид (13 февраля 2018). «Tesla Roadster несет звезду классической фантастики Азимова» . Новый Атлас . Проверено 13 февраля 2018 .
- ^ «Программа архива GitHub» . GitHub .
Внешние ссылки [ править ]
- Официальный веб-сайт 5D Memory Crystal
