Microsoft представила систему хранения данных в стекле, названную Silica

Новости МирТесен

Ученым удалось разработать систему, основанную на фемтосекундных лазерах и доступном боросиликатном стекле, что позволяет надежно хранить информацию. Эксперты прогнозируют, что данная технология обеспечит сохранение данных в течение 10 000 лет.

Сохранение и передача знаний имеют решающее значение для развития человечества. Как распознать ядовитые грибы, как варить пиво, какие методы эффективны для лечения и обучения? Письменность дала возможность каждому новому поколению опираться на накопленные знания, а не начинать с чистого листа. Однако ни один из способов хранения информации не гарантирует ее сохранность навсегда: устная традиция подвержена влиянию рассказчика, глиняные изделия могут разбиться, бумага со временем разрушается, магнитные диски подвержены механическому износу, а твердотельные накопители теряют заряд.

В настоящее время рекомендуется перезаписывать данные на жестких дисках каждые десять лет, поскольку это достаточно затратный и сложный процесс. Существуют альтернативные варианты хранения информации, такие как использование алмазов или ДНК, но все равно приходится идти на компромиссы по стоимости технологии ради плотности записи данных или долговечности хранения.

Стекло рассматривалось как перспективный материал для создания нового стандарта долгосрочного хранения информации. Данные записывались и считывались при помощи лазера, однако на текущий момент эта технология либо требует использования сложных лазерных систем, либо предполагает использование дорогостоящего и редкого стекла, несмотря на его способность сохранять информацию на протяжении миллиардов лет.

В рамках проекта компании Microsoft удалось Silica создать систему, использующую очень доступное боросиликатное стекло и фемтосекундные лазеры для записи и считывания информации. Специалисты считают, что данные сохранятся в таком стекле на 10 000 лет даже при температуре 290 градусов Цельсия. Статью об этом исследователи опубликовали в журнале Nature.

Ричард Блэк (Richard Black), возглавляющий в Microsoft Research проект Silica по хранению данных в стекле, рассказал, что этот материал «выдерживает легкие формы пренебрежения». Оно дешево, легко доступно, стекло можно поцарапать, прокипятить или нагреть без потери данных, не нужна энергия на их сохранение после записи.

Боросиликатное стекло используют для изготовления посуды и лабораторного оборудования, технология проста и известна. В отличие от кварцевого стекла, с которым работали другие исследователи, боросиликатное слишком прочное, чтобы создать в нем лазером пустоты. Но лазер может изменить показатель преломления облученной области. И эти изменения можно распознать под микроскопом.

Каждый лазерный импульс вызывает изменение показателя преломления в области, размеры которой составляют приблизительно 100 x 100 x 2000 нанометров. Выбор слоя стекла для записи осуществляется посредством изменения глубины фокусировки лазерного луча. Для достижения скорости записи, составляющей 65,9 мегабит в секунду, исследователи разделили лазерный луч на четыре пучка. Несмотря на то, что этот показатель все еще ниже скорости записи на магнитную ленту, ученые стремятся увеличить число лазерных пучков с целью повышения скорости записи.

Для получения данных необходимо, чтобы свет проходил через стекло и записать получившийся рисунок с помощью микроскопа. Эти данные алгоритмически очищаются от помех и расшифровываются специальным программным обеспечением.

Инженеры проекта Silica роботизировали работу лазеров и микроскопа, у них есть рабочая полностью автоматизированная система архивации данных. Они продемонстрировали, фильмы, музыка и элементы компьютерных игр могут быть сохранены на стеклянных пластинах. При этом плотность записи данных составляет 1,59 гигабита на кубический миллиметр для 301 слоя.

В то же время, группа, работающая под руководством Блэка, заканчивает свои изыскания, а Microsoft пока не объявляла никаких планов по коммерциализации технологии. Ученые при этом уверены, что будущее хранения данных — за стеклом.