Recentment,Microsoft Researchva anunciar un "projecte de sílice" molt interessant. El projecte se centra a desenvolupar una manera respectuosa amb el medi ambient d'emmagatzemar grans quantitats de dades en plaques de vidre mitjançant làsers ultraràpids, fent possible emmagatzemar "còpies" de música, pel·lícules i molt més en vidre.
El que és encara més sorprenent és que un cop les dades s'escriguin amb èxit, les dades dins del vidre de silici romandran sense canvis durant milers o desenes de milers d'anys i poden suportar polsos electromagnètics i temperatures extremes.
Per dir-ho senzillament, Microsoft ha fet "discs durs" quadrats de 3-polzades de llargada amb vidre de quars, cadascun dels quals pot emmagatzemar 100 GB de dades i unes 20,000 cançons.
El projecte és una associació entre Microsoft i el grup de capital risc centrat en la sostenibilitat Elire, amb les dues parts amb l'esperança de trobar una forma més sostenible de captura de dades que faci que les dades en vidre siguin "irrompibles".
El procés d'emmagatzematge del vidre consisteix a escriure amb làsers de femtosegons ultra ràpids, llegir a través d'un microscopi controlat per ordinador, descodificar i transcriure i, finalment, emmagatzemar-lo en una "biblioteca". En particular, aquesta "biblioteca" funciona de manera passiva i no utilitza electricitat, la qual cosa té el potencial de reduir significativament les emissions de carboni associades a l'emmagatzematge de dades a llarg termini.
Project Silica crea una forma més sostenible de captura de dades més enllà de l'emmagatzematge magnètic de vida limitada, que pateix duplicacions freqüents, augmenta el consum d'energia i els costos operatius.
Ant Rowstron, enginyer de projectes de diòxid de silici, va dir: "La vida útil de la tecnologia magnètica és limitada. Es pot utilitzar un disc dur durant uns 5-10 anys. Un cop finalitzat el cicle de vida, l'has de copiar de nou i guarda-ho a una nova generació de mitjans: "Sincerament, és feixuc i insostenible si tenim en compte tota l'energia i els recursos que estem utilitzant".
Preservar el futur de la música global a través del vidre
El grup de capital de risc centrat en la sostenibilitat, Elire, s'ha convertit ara en l'última empresa a associar-se amb l'equip de Microsoft Research Project Silica, unint-se a CMR Surgical, que utilitza l'emmagatzematge de dades de vidre per transformar el futur de la cirurgia robòtica.
Elire utilitzarà la tecnologia al Global Music Vault a Svalbard, Noruega, on un petit tros de vidre pot contenir diversos terabytes de dades, suficients per emmagatzemar aproximadament 1,75 milions de cançons o 13 anys de música. Aquest és un pas important cap a un emmagatzematge sostenible de dades.
Microsoft va assenyalar que, tot i que l'emmagatzematge de vidre encara no està preparat per a una promoció a gran escala, es considera una solució de comercialització sostenible prometedora per la seva durabilitat i rendibilitat, i els costos de manteniment en curs seran "mínims". Simplement emmagatzemeu aquests contenidors de dades de vidre en una biblioteca que no requereixi electricitat. Quan cal, el robot puja a la prestatgeria per recuperar-lo per a les operacions d'importació posteriors.
Quin és el potencial de l'emmagatzematge de dades òptiques?
Segons el mètode d'emmagatzematge, el mètode d'emmagatzematge pot ser suports electromagnètics, mitjans òptics o altres mitjans. Els sistemes d'emmagatzematge òptics tradicionals utilitzen discs com ara Blu-rays que contenen una capa de material reflectant. Les unitats òptiques utilitzen làsers per crear fosses no reflectants en recobriments adjacents, que són detectades pel làser que llegeix les fosses. Un cop detectat el patró de fosses i àrees reflectants no cremades, les dades emmagatzemades es poden codificar.
Tanmateix, en el context del creixement exponencial de les dades a Internet, les xarxes socials i les aplicacions de computació en núvol, la demanda d'emmagatzematge de dades òptiques d'alta densitat s'ha disparat: l'emmagatzematge de dades ha de superar amb urgència els colls d'ampolla dels discs durs magnètics tradicionals. o emmagatzematge de cintes i unitats d'estat sòlid (SSD). i noves solucions d'emmagatzematge de dades a llarg termini.
Es creu àmpliament que la tecnologia òptica és la clau per millorar la capacitat d'emmagatzematge de dades massives. El concepte esmentat anteriorment d'utilitzar vidre per a l'emmagatzematge de dades es remunta al segle XIX. Després d'acurades millores i actualitzacions tecnològiques, molts obstacles es van superar un a un.
A més, en comparació amb la tecnologia actual de disc òptic, un dels avantatges més destacats de l'emmagatzematge de dades òptiques és que pot aconseguir un emmagatzematge de dades multidimensional.
Com el seu nom indica, l'emmagatzematge de dades multidimensional registra i llegeix principalment informació en estructures amb més de tres dimensions (com ara discos òptics multicapa, targetes, cristalls o cubs). L'escriptura i la lectura d'informació s'aconsegueixen normalment enfocant un o més raigs làser en un mitjà tridimensional. A causa de la naturalesa volumètrica del medi d'emmagatzematge, el làser ha de passar per punts addicionals abans d'escriure o llegir els fiducials requerits. Això vol dir que tant les funcions d'escriptura com de lectura sovint han de ser no lineals de manera que només es processi un punt local en un moment donat.
Avui, s'ha provat la tecnologia d'emmagatzematge de dades òptiques 5D: els discos òptics que utilitzen aquesta tecnologia poden emmagatzemar fins a 360 Tb de dades i es poden conservar durant milers de milions d'anys. El 1996, els científics van proposar i demostrar per primera vegada l'ús de làsers de femtosegons per registrar i emmagatzemar dades. Aquesta tecnologia va ser demostrada per primera vegada l'any 2010 pel laboratori de Kazuyuki Hirao a la Universitat de Kyoto i més desenvolupada pel grup de recerca de Peter Kazansky al Centre de Recerca d'Optoelectrònica de la Universitat de Southampton. A més, Hitachi i Microsoft també han estudiat la tecnologia d'emmagatzematge òptic basat en vidre, el projecte d'aquest últim s'anomena "Projecte Silica". A nivell mundial, els principals actors del mercat d'emmagatzematge òptic inclouen Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba i Fujitsu.
L'emmagatzematge de dades òptiques 5D es basa principalment en un vidre nanoestructurat experimental que emmagatzema informació no només codificant dades en un espai tridimensional, sinó també mitjançant dos paràmetres relacionats amb la birrefringència, que es determinen centrant-se en el vidre. Control de polarització i intensitat del làser femtosegon en mitjà. La mida, l'orientació i la posició tridimensional de la nanoestructura constitueixen les cinc dimensions esmentades anteriorment.
Tanmateix, per tal de millorar les perspectives d'aplicació comercial d'aquesta tecnologia, també s'ha de millorar la velocitat de lectura de dades. A més, la seva aplicació pot estar limitada a causa del sistema làser d'alta potència requerit i la manca de reescriptura de les dades.
L'emmagatzematge de dades òptiques també és compatible amb la tecnologia de codificació multinivell, que pot augmentar significativament la capacitat d'emmagatzematge escrivint diversos bits per punt utilitzant diferents nivells de força de senyal discrets. L'emmagatzematge de dades multinivell també pot llegir diversos bits simultàniament, augmentant així la taxa de lectura de dades, que és molt important per a grans conjunts de dades.
En una tecnologia emergent de la Universitat d'Austràlia Meridional i la Universitat de Nova Gal·les del Sud, els investigadors poden explotar les propietats úniques dels fòsfors inorgànics per emmagatzemar dades. Aquest enfocament té el potencial de ser reescriptible i utilitzar làsers de baixa potència. A més, la tecnologia no requereix temperatures criogèniques i, en canvi, pot cremar forats espectrals a temperatura ambient, fent-la més pràctica.
