Mūsų pasaulis veikia duomenų pagrindu – nuo interneto ir begalės pramoninių jutiklių rodmenų iki dalelių greitintuvų mokslinių duomenų – ir visa tai turi būti saugoma saugiai ir efektyviai.
2014 m. Peteris Kazansky iš Jungtinės Karalystės Sautamptono universiteto ir jo kolegos parodė, kad lazeriai gali būti panaudojami šimtams terabaitų duomenų užšifruoti stiklo viduje esančiose nanostruktūrose, taip sukuriant duomenų saugojimo metodą, kuris galėtų trukti ilgiau nei Visatos amžius.
Jų metodas buvo pernelyg nepraktiškas, kad būtų galima jį pritaikyti pramoniniu mastu – tačiau Richardas Blackas ir jo kolegos iš „Microsoft“ projekto „Silica“ dabar pademonstravo panašią stiklo technologiją, kuri artimoje ateityje galėtų būti panaudota ilgalaikio saugojimo stiklo duomenų bibliotekoms kurti.
Susiję straipsniai
„Stiklas gali atlaikyti ekstremalias temperatūras, drėgmę, daleles ir elektromagnetinius laukus. Be to, stiklas turi ilgą tarnavimo laiką ir nereikia jo keisti kas porą metų. Tai daro jį labiau tvaria medžiaga. Jo gamyba reikalauja labai mažai energijos, o kai jis tampa nebereikalingas, jį lengva perdirbti“, – sako R. Blackas.
Komandos sukurtas procesas prasideda nuo femtosekundinių lazerių, kurie skleidžia šviesos impulsus, trunkančius kvadrilijonus sekundės dalių, panaudojimo – siekiant konvertuoti duomenis į mažas struktūras, išgraviruotas plonuose stiklo sluoksniuose. Konvertuodama duomenų bitus į šias struktūras, komanda taip pat pridėjo papildomus bitus, kurie užtikrino mažiau skaitymo ir rašymo klaidų.
Duomenys gali būti skaitomi naudojant mikroskopą ir kamerą, kurių vaizdai perduodami neuroninio tinklo algoritmui, kuris konvertuoja informaciją atgal į bitus. Visas procesas lengvai pakartojamas ir automatizuotas, todėl tai yra puikus pavyzdys robotizuotoms duomenų saugykloms.
Mokslininkams pavyko 120 milimetrų pločio ir 2 milimetrų storio kvadratiniame stiklo gabale išsaugoti 4,8 terabaitų duomenų – tai prilygsta maždaug 37 „iPhone“ telefonų atminties talpai, užimant tik trečdalį vieno telefono tūrio.
Remiantis pagreitinto senėjimo eksperimentais – pavyzdžiui, stiklo kaitinimu krosnyje – komanda apskaičiavo, kad duomenys gali išlikti stabilūs ir nuskaitomi daugiau nei 10 000 metų, esant 290 °C temperatūrai – ir dar ilgiau esant kambario temperatūrai. Be to, mokslininkai išbandė savo metodą su borosilikatiniu stiklu, kuris yra pigesnis už standartinį stiklą, bet gali talpinti tik mažiau sudėtingus duomenis.
P. Kazansky sako, kad pagrindinis „Project Silica“ laimėjimas yra tai, kad jis siūlo kompleksinę sistemą, kuri gali būti pritaikyta duomenų centrų lygiu. Fizikos principai, kuriais grindžiamas duomenų saugojimas stikle, yra žinomi jau daugiau nei dešimtmetį, tačiau naujasis tyrimas patvirtina, kad tai gali būti paversta perspektyvia technologija, sako jis.
„Microsoft“ nėra vienintelė įmonė, suinteresuota šios technologijos diegimu. P. Kazansky yra vienas iš bendrovės „SPhotonix“ įkūrėjų, kuri, pavyzdžiui, žmogaus genomą saugo stiklo gabalėlyje. Austrijos startuolis „Cerabyte“ taip pat siūlo saugoti didelius duomenų kiekius ultraplonuose keramikos ir stiklo sluoksniuose.
Vis dėlto lieka klausimų – pavyzdžiui, apie stiklo bibliotekų integravimo į esamus duomenų centrus kainą ir apie tai, ar „Project Silica“ komanda gali padidinti savo stiklų talpą, kuri, remiantis P. Kazansky komandos tyrimu, turėtų siekti iki 360 terabaitų.
R. Blackas sako, kad šiuo metu aiškiausios „Project Silica“ technologijos taikymo galimybės yra ten, kur duomenys turi išlikti šimtmečius – pavyzdžiui, nacionalinėse bibliotekose, mokslo ar kultūros archyvuose. Bendradarbiaudama su tokiomis kompanijomis kaip „Warner Bros.“ ir „Global Music Vault“, jo komanda taip pat pradėjo tyrinėti duomenų, kurie turi būti saugomi neribotą laiką ir šiuo metu yra saugomi debesijoje, saugojimo galimybes, sako jis.
P. Kazansky teigia, kad ši technologija buvo netgi pavaizduota filme „Mission: Impossible – The Final Reckoning“, kuriame pagrindinis herojus ją laikė pakankamai talpia ir saugia, kad galėtų sugauti piktadario dirbtinį intelektą. „Tai retas atvejis, kai Holivudo mokslinė fantastika yra pagrįsta mūsų recenzuota realybe“, – sako jis.
Tyrimas publikuotas žurnale „Nature“.
Parengta pagal „New Scientist“.