5D Glass Discs比CD更多信息存儲3000倍

2019/06/23 09:05

資料儲存 5D


照片褪色,書籍腐爛,甚至硬盤最終潰爛。當你從長遠的角度來看,保留人類的集體文化不是馬拉松,它是一種接力 - 連續幾代人將信息從一種緩慢失效的存儲介質傳遞到下一代。但是,這可能會改變。英國南安普頓大學的科學家們創造了一種新的數據格式,用於編碼玻璃中微小納米結構的信息。標準尺寸的光盤可以存儲大約360TB的數據,即使在190°C的溫度下,估計壽命也可達138億年。這與宇宙一樣古老,是地球年齡的三倍多。

“我們可以編碼任何東西。只是給我們一些文件。”

這種方法被稱為五維數據存儲,並在2013年的一篇論文中首次展示。從那時起,它背後的科學家表示他們或多或少地完善了他們的技術,現在正在尋求推動技術發展甚至可能商業化它。 “我們可以編碼任何東西,”參與該研究的研究生Aabid Patel告訴The Verge。 “我們不限於任何事情 - 只需將文件提供給我們,我們就可以將其打印到光盤上。”

為了展示這種格式的優點,南安普頓大學的團隊製作了詹姆斯國王聖經,艾薩克·牛頓的Opticks(光學和鏡片研究的基礎文本)和聯合國“世界人權宣言”的副本。這是本月早些時候提交給聯合國的。明天,該團隊的首席研究員Peter Kazansky教授將在舊金山光學工程學會會議上發表關於該格式的新論文。
 

5d data storage

要理解為什麼這些光盤可以存儲這麼長時間的信息,最好將它們與常規CD進行比較。通過將激光照射在具有凸起的微小線上,從普通CD讀取數據。每當激光碰到碰撞時。它被反射回來並記錄為1;只要沒有碰撞,它就會記錄為0.這些信息只是兩個“維度” - 開啟或關閉 - 但是從這些信息中,CD可以存儲任何內容:音樂,書籍,圖像,視頻或軟件。但是因為這條凹凸不平的線存儲在CD的表面上,所以它容易受到攻擊。它可能被物理划痕和磨損,或暴露在氧氣,熱量和濕氣中侵蝕。

相比之下,5D光盤使用稱為“nanogratings”的微小物理結構在其內部存儲信息。就像CD中那些凹凸不平的線條一樣,它們會改變光線的反射方式,但不會僅僅在兩個“尺寸”中這樣做,反射光會編碼五個 - 因此就是名稱。可以讀取光的變化以獲得關於納米光柵的取向,它折射的光的強度以及它在x,y和z軸上的空間位置的信息。這些額外的尺寸是5D光盤與普通光盤相比可以如此密集地存儲數據的原因。藍光光盤可以容納多達128GB的數據(與最大的iPhone相同),而相同尺寸的5D光盤可以存儲近3000倍的信息:360TB的信息。

這些光盤可能會持續很長時間,因為玻璃是一種堅硬的材料,需要大量的熱量才能融化或翹曲,而且它也具有化學穩定性。 (想想所有那些使用玻璃燒杯來容納反應性材料但沒有發生任何不良事件的科學實驗。)研究人員說,這使得5D光盤可以安全地保持在1000°C的溫度。

 

 

5D數據存儲顯然具有作為博物館和畫廊的檔案格式的潛力,但參與的科學家相信它也可以在不久的將來商業化。儘管製造光盤所需的昂貴激光器不會很快就會移出實驗室,但是可以相對容易地讀取光盤,南安普頓的團隊建議可以開發相當於DVD播放器的5D信息。幾十年。 “它的概念和發展已經準備就緒,”帕特爾說。 “這是開發技術的問題,因此我們可以隨時將其用於商業用途。”

考慮到在引入任何新存儲介質時必須克服的慣性,這似乎是雄心勃勃的。還有正在開發和理論化的競爭技術。日立正在研究自己的玻璃數據存儲形式,2014年,研究人員模擬了一種“液體硬盤驅動器”,它將使用懸浮在溶液中的納米顆粒來存儲數據。至少相比之下,將數據存儲在可以比地球活動的玻璃盤中幾乎是正常的。

帕特爾說:“誰知道幾千年前會發生什麼,沒有人能預測到這一點。” “但我們可以保證的是,我們有能力將人類的文化,語言和本質存儲在一個簡單的玻璃杯中。對於未來的文明 - 或者其他任何東西。”

圖文參考:THE VERGE


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