Para saintis Rusia atas arahan Dana Penyelidikan Lanjutan (FPI) sedang mengembangkan "cakera kekal" untuk menyimpan data. Peranti yang terbuat dari kaca kuarza, yang tidak takut dengan api, air dan radiasi, dapat menyimpan 1 TB maklumat sehingga 100 ribu tahun, sementara media moden dapat menyimpan data - baik itu dokumen pemerintah atau foto keluarga - selama 60 tahun terbaik. Dan walaupun anda melupakan "cakera kekal" di suatu tempat di bulan selama beratus-ratus ribu tahun, pencari akan dapat menonton filem yang dirakam di atasnya.
Ivan Glebov, ketua makmal untuk laser struktur nano kaca di Universiti Teknologi Kimia Rusia yang diberi nama V. I., bercakap mengenai keadaan semasa pembangunan dan prospek penerapannya dalam temu bual dengan TASS. DI. Mendeleev - salah satu makmal Yayasan Penyelidikan Lanjutan.
Apakah "pemacu kilat kekal" yang sedang anda kerjakan?
- Definisi terdekat untuk pembangunan kita ialah "cakera arkib kekal". Ia adalah pembawa maklumat ultrastable berdasarkan kaca nanostruktur oleh radiasi laser femtosecond, iaitu laser yang menghasilkan ultrashort, puluhan atau ratusan femtosecond, denyut cahaya dengan daya puncak ultrahigh. Ini adalah nama rasmi projek.
Secara sederhana, kami membuat media fizikal yang dapat menyimpan maklumat yang direkodkan di dalamnya untuk waktu yang tidak terhad, mengikut standard kami. Selain itu, dia mesti melindungi maklumat dari "keadaan darurat": kebakaran, radiasi, gelombang elektromagnetik.
Projek ini terdiri daripada tiga komponen: media, teknologi rakaman data dan membaca. "Disk" adalah kaca kuarza dalam bentuk CD dengan diameter standard - 12 cm, ketebalan - 1.2 mm, berat - 300 g. … Kelajuan rakaman yang diperoleh pada masa ini adalah sekurang-kurangnya 36 Mbps, yang setara dengan Blu-Ray. Kelajuan membaca yang dihasilkan adalah hingga 50 Mbps.
Apakah prinsip operasi cakera?
- Prinsip merakam dan membaca maklumat serupa dengan prinsip untuk cakera optik (CD / DVD / Blue-Ray) - dengan bantuan laser "rakaman", titik menyimpan maklumat dibuat dalam cakera, serupa dengan lubang pada cakera optik biasa. Dengan bantuan pembaca, data dihantar ke alat penerima, diproses dan diumpankan ke komputer dalam bentuk data audio, video, grafik atau teks.
Video promosi:
Mengapa kita memerlukan "cakera kekal", memandangkan pelbagai cara menyimpan maklumat yang ada di dunia?
- Kemanusiaan telah menyimpan maklumat selama lebih dari 10 ribu tahun dan selama ini telah mencipta semakin banyak pembawa maklumat: dari dinding gua, kepingan papirus dan tablet cuneiform hingga cakera magnetik dan optik.
Tetapi jangka hayat data di media moden tidak dapat diabaikan walaupun dibandingkan dengan buku bercetak atau tablet tanah liat. Sekiranya sejarawan moden berjaya mengekstrak maklumat dari manuskrip yang dijumpai berusia lebih dari 1000 tahun, maka sejarawan masa depan tidak akan dapat mengekstrak maklumat dari pembawa data moden.
Purata jangka hayat penyimpanan maklumat pada media storan yang paling popular - cakera keras (HDD / SSD), menurut pengeluar, tidak melebihi 50 tahun, pada cakera optik (CD / DVD / Blu-Ray) - tidak lebih dari 60 tahun, pada media pita (streamer), menurut ramalan optimis, maklumat dapat disimpan sehingga 100 tahun. Oleh itu, pemeliharaan maklumat yang memerlukan penyimpanan arkib selama lebih dari 100 tahun terancam. Terdapat keperluan untuk menulis semula secara berkala dan cadangan maklumat yang wajib, yang, di satu pihak, sangat meningkatkan kos penyimpanan data, dan di sisi lain, meningkatkan kemungkinan kehilangan beberapa maklumat ketika memindahkan ke media baru.
Berapa lama "cakera kekal" dapat menyimpan maklumat?
- Projek kami didedikasikan untuk penciptaan pembawa data yang mampu menyimpan maklumat selama lebih dari 10 ribu tahun: ini lebih lama daripada yang telah dilakukan sejak masa sepatutnya pembinaan piramid Cheops. Dalam keadaan penyimpanan standard, membaca maklumat dari cakera dengan ralat minimum mungkin setelah 100 ribu tahun. Sebagai tambahan, "cakera kekal" kita akan dapat menahan kebakaran, banjir dan bahkan perjalanan panjang dalam keadaan radiasi kosmik.
Pada tahap apa pelaksanaan projek sekarang?
- Projek ini dimulakan pada tahun 2015 dan dirancang selama tiga tahun. Tujuan kami adalah: pengembangan teknologi untuk merakam / membaca maklumat pada cakera kuarza, pemilihan dan penciptaan bahan pembawa yang diperlukan dan, yang paling penting, pengesahan kemungkinan mencapai petunjuk teknikal sasaran. Matlamat ini kini telah dicapai.
Sekarang kami menjalin hubungan dengan bakal pengguna teknologi ini dan bersiap untuk memulakan kerja pembangunan pada tahun 2018.
Bilakah kita boleh mengharapkan cakera kekal muncul di pasaran?
- Kami merancang untuk melancarkan projek perintis bersama-sama dengan Dewan Buku Rusia, Perpustakaan Negara Rusia, beberapa arkib negeri pada tahun 2019, dan pada tahun 2021 kami merancang untuk melancarkan pengeluaran perintis untuk membawa "cakera abadi" ke pasaran komersial.
Artinya, tentera, agensi kerajaan, arkib akan menjadi pengguna utama teknologi baru?
- Kami mempunyai dua konsep aplikasi teknologi. Yang pertama adalah dana simpanan dokumentasi. Terdapat repositori dengan salinan sandaran dokumen yang sangat berharga - kerajaan, budaya, saintifik, kejuruteraan, dll. Kemudahan penyimpanan seperti itu, khususnya, terletak di kemudahan berisiko tinggi, misalnya loji kimia, loji tenaga nuklear. Sekiranya berlaku kemalangan, serangan pengganas atau perang, dana ini akan membolehkan anda memulihkan data. Kini dalam dana tersebut, maklumat disimpan dalam bentuk mikrofotokopi dokumen bercetak, bahan tulisan tangan atau dokumen digital yang mungkin mati dalam kebakaran yang sama. Cakera Kekal akan membantu menyelesaikan masalah ini.
Konsep kedua adalah penyimpanan sejuk data. Syarikat IT besar beralih ke bahagian "suhu" maklumat yang disimpan: data "panas" sentiasa tersedia pada kelajuan tinggi pada media SSD; Data "hangat" diakses lebih jarang, kelajuan akses lebih rendah dan media HDD dapat digunakan; Data "sejuk" jarang diakses, kelajuan tidak begitu penting di sini, yang utama adalah kebolehpercayaan dan keselamatan serta kos penyimpanan yang rendah.
Banyak syarikat IT seperti Facebook menggunakan cakera optik (DVD / Blu-Ray) untuk penyimpanan sejuk. Ini menjimatkan kos menyimpan data yang mungkin tidak dituntut, misalnya, berjuta-juta foto tanpa suka, kerana menyimpan arkib pada cakera optik tidak perlu menghabiskan tenaga sepanjang masa, mereka hanya perlu dibongkar pada waktu yang tepat. Tetapi SSD dan HDD menggunakan sejumlah besar tenaga walaupun dalam mod siap sedia. Cakera kaca "abadi" boleh menjadi penyelesaian yang sangat baik untuk penyimpanan data "sejuk" - "ton" foto dapat disimpan di "permafrost maklumat".
Oleh itu, pengguna utama "cakera abadi" akan menjadi arkib, muzium, perpustakaan, agensi pemerintah, tentera, bank, perusahaan syarikat negeri yang perlu menyimpan maklumat yang semakin penting: salinan digital dokumentasi pemerintah, pelaporan, dana perpustakaan dan muzium. Juga, "cakera kekal" akan banyak dituntut oleh syarikat IT yang menggunakan penyimpanan data "sejuk". Diprediksi bahawa pada tahun 2020 lebih dari 44 juta TB (44 Zettabyte) data akan terkumpul di dunia, iaitu, akan ada banyak syarikat IT - bakal pengguna pembangunan kita.
Adakah media boleh didapati di pasaran yang lebih luas? Berapa harganya?
Kami mencipta teknologi penyimpanan yang pasti perlu dijual. Sudah sekarang, pada tahap penyelidikan ilmiah dan kejuruteraan, kami menerima cadangan untuk kerjasama dari kedua-dua syarikat negeri dan syarikat IT swasta.
Kos media itu sendiri, begitu juga dengan kos rakaman data dan alat membaca, kini sukar ditentukan, kerana projek ini berada pada tahap pengembangan teknologi dan prototaip. Sebaliknya, harga pembuatan kaca kuarza adalah beberapa kali lebih rendah daripada bahan optik lain, dan pengeluarannya ditetapkan di perusahaan kaca terkemuka di Rusia. Artinya, pembawa maklumat itu sendiri agak murah untuk dihasilkan dan akan dihasilkan di Persekutuan Rusia. Boleh diandaikan bahawa kos satu "cakera" akan setimpal dengan kos cakera keras yang boleh dilepas moden.
Berapakah kapasiti penyimpanan medium ini?
- Pada tahap pengembangan teknologi saat ini, kami telah mencapai kapasitas penyimpanan 25 GB, yang serupa dengan DVD dan Blue-Ray. Walau bagaimanapun, penyelidikan kami menunjukkan bahawa adalah mungkin untuk meningkatkan kepadatan rakaman data pada medium ini hingga 1 TB, yang tidak dapat dicapai untuk cakera optik lain dan merupakan hak prerogatif cakera keras mudah alih.
Adakah mungkin untuk menimpa maklumat pada "cakera"?
- Jenis media yang dikembangkan adalah "tulis sekali baca banyak" (WORM), iaitu, ia tidak boleh ditulis semula, yang sangat penting untuk dokumen kritikal. Anda boleh yakin bahawa tidak ada yang akan menghapus, menimpa atau mengubah data. Tanda tangan digital atau sijil yang digunakan untuk mengesahkan dokumen tertentu juga akan relevan untuk sepanjang penggunaan media, dokumen tersebut tidak perlu dikemas kini.
"Eternal Disc" akan dapat menahan kebakaran, banjir dan radiasi. Dan dalam keadaan apa ujian dijalankan?
- Semua batasan fizikal dalam penyimpanan maklumat hanya disebabkan oleh kekuatan utama bahan dari mana pembawa dibuat. Tidak seperti DVD, cakera Blu-Ray, yang terbuat dari lapisan plastik yang saling berkaitan, atau M-Disc yang kurang dikenali, yang mana pengeluarnya mempunyai jangka hayat penyimpanan sehingga 1,000 tahun, "cakera abadi" yang kami kembangkan adalah cakera monolitik diperbuat daripada kaca kuarza tanpa lapisan. Maklumat dalam cakera direkodkan pada skala nano dalam struktur kaca.
Kaca kuarza dapat menahan suhu tinggi, tahan terhadap persekitaran kimia yang agresif, dan tidak dipengaruhi oleh radiasi elektromagnetik, yang dapat merosakkan cakera keras dengan mudah. Kami menguji cakera kekuatan, mampatan, kejatuhan, ketahanan terhadap suhu tinggi dan penurunan suhu yang tajam, radiasi dan ketahanan kimia. Sekiranya anda mencuba, cakera kami boleh pecah, tetapi, pertama, masalah ini dapat diselesaikan dengan mudah oleh kes kalis kejutan, dan kedua, cakera seperti itu tidak semestinya selalu dibawa ke dalam poket anda - ia bertujuan untuk penggunaan pegun.
Cakera kami boleh berada pada suhu hingga 1000 darjah Celsius pada siang hari dan maklumat dapat dibaca darinya. Lebih-lebih lagi, penyelidikan kami menunjukkan bahawa walaupun kejutan termal dengan memindahkan cakera dari ketuhar dengan suhu 900 darjah Celsius ke air sejuk tidak menyebabkan kecacatan atau kesalahan yang ketara dalam membaca maklumat. Harta ini sangat penting ketika memadamkan kebakaran, kerana akibat kebakaran rumah di bilik tertutup, semua media penyimpanan yang diketahui musnah secara fizikal, dan data daripadanya hilang sepenuhnya. Ini relevan untuk arkib kepentingan strategik, institusi pemerintah dan ketenteraan, di mana pemeliharaan maklumat adalah tugas yang dominan.
Bagi rintangan radiasi, cakera boleh tahan berada di dekat bahagian aktif reaktor selama sehari, dan rintangan kimia kaca adalah beberapa urutan magnitud lebih tinggi daripada cakera DVD / Blu-Ray. Pembawa maklumat yang dikembangkan dapat dihantar dalam perjalanan angkasa dan pastikan data akan tetap selamat untuk waktu yang tidak terbatas dalam keadaan peningkatan radiasi.
Ringkasnya, cakera seperti itu boleh terletak di permukaan Bulan untuk waktu yang lama, dan kemudian kita dapat menonton filem yang dirakam di atasnya. Perkembangan ini menjamin bahawa seluruh sejarah Rusia dan umat manusia akan direkodkan pada cakera kaca, seseorang mungkin mengatakan, selamanya dan tidak akan hilang.
Adakah peranti untuk menyimpan maklumat kekal dikembangkan di luar negara? Bagaimana ia berbeza dengan reka bentuk anda?
- Di seluruh dunia, pelbagai pembawa data kini sedang dikembangkan yang akan menyediakan penyimpanan maklumat jangka panjang. Microsoft sedang menyiasat kemungkinan menyimpan maklumat dalam DNA, rakan-rakan mereka, juga dari Amerika Syarikat, sedang mengkaji proses menyimpan data dalam intan, tetapi kebanyakan perkembangan yang ada jauh dari hasil yang diperoleh dalam projek kami.
Perkembangan yang serupa dengan kita - rakaman data dalam kaca silika - dilakukan di makmal Hitachi. Mereka berjanji untuk melepaskan produk jadi ke pasaran pada tahun 2015, tetapi setakat ini hanya menunjukkan sekeping kecil kaca dengan beberapa bit data. Dan ini adalah perbezaan utama antara pendekatan Hitachi dan teknologi kami - kepadatan rakaman data. Di media mereka, maklumat direkodkan dalam format 3D, tetapi kami membuat memori optik bertingkat (5D), di mana pada setiap titik kami tidak menulis satu, tetapi sekurang-kurangnya 3 bit maklumat.
Ditemu ramah oleh Dmitry Strugovets
