Ученые из Шанхайского университета науки и технологий под руководством профессора Мин Гу разработали диск размером с DVD, который может хранить до 1,6 петабит данных, что эквивалентно 1,6 миллиона гигабит. Это в 4000 раз больше плотности данных, чем у диска Blu-ray, и в 24 раза больше, чем у самых современных жестких дисков. Технология использует сверхплотное оптическое хранилище данных, кодируя данные на 100 слоях оптических дисков. Команда использовала новый светочувствительный материал AIE-DDPR и пару лазеров для записи и чтения данных. Процесс совместим с традиционным производством DVD.
Революционная технология оптического хранения данных
Ученые в Китае разработали новаторскую технологию оптического хранения данных, которая может хранить данные в трех измерениях, значительно увеличивая емкость диска. Этот новый диск, размером примерно с DVD, может содержать более 1 миллиона гигабит данных, что эквивалентно объему данных, передаваемых в секунду по всему миру через Интернет. Это достигается путем хранения данных на 100 слоях оптических дисков, причем данные записываются с использованием пятен шириной всего 54 нанометра, что составляет примерно одну десятую размера длин волн видимого света, используемых для чтения и записи данных.
Преодоление предыдущих ограничений
Ранее объем данных, которые могли хранить оптические диски, был ограничен, поскольку данные обычно хранились в одном слое. Ученые исследовали возможность кодирования данных на оптических дисках в несколько слоев в трех измерениях, чтобы увеличить их емкость. Однако существенным препятствием было то, что оптика, используемая для чтения и записи этих данных, была ограничена примерно размером длин волн света, которые они использовали. Новая технология, разработанная китайскими учеными, преодолевает это ограничение, позволяя хранить данные в 100 слоях на оптических дисках.
Последствия для центров обработки данных
Новый диск имеет емкость до 1,6 петабит или 1,6 миллиона гигабит. Это примерно в 4000 раз больше плотности данных диска Blu-ray и в 24 раза больше, чем у самых современных жестких дисков, доступных в настоящее время. Исследователи предполагают, что их новый оптический диск может позволить центру обработки данных, способному хранить экзабит или миллиард гигабит, разместиться в комнате, а не в пространстве размером со стадион. «Использование технологии оптического хранения данных сверхвысокой плотности в больших центрах обработки данных теперь возможно», — говорит Мин Гу, профессор оптико-электрической и компьютерной инженерии в Шанхайском университете науки и технологий.
Технология, лежащая в основе прорыва
Исследователи использовали пару лазеров для записи данных. Первый, зеленый 515-нанометровый лазер, запускает формирование пятен, а второй, красный 639-нанометровый лазер, отключает процесс записи. Контролируя время между срабатываниями лазеров, ученые могли создавать пятна, меньшие, чем длины волн света, используемые для их создания. Для считывания данных исследователи снова использовали пару лазеров. Первый, синий 480-нанометровый луч, может заставить пятна флуоресцировать, а второй, оранжевый 592-нанометровый свет, отключает процесс флуоресценции. Точный контроль над срабатыванием этих лазеров может выделить, какое конкретное пятно нанометрового масштаба в конечном итоге флуоресцирует.
Будущие разработки и приложения
В настоящее время исследователи работают над улучшением скорости записи и энергопотребления своего нового метода. Они считают, что это может быть возможно с использованием новых, более энергоэффективных записывающих материалов. Они также предполагают, что в будущем возможно больше слоев на каждом диске, используя лучшие линзы и меньше аберраций в их оптике. Ученые подробно описали свои выводы онлайн 21 февраля в журнале Nature .
Источник
