5D optički diskovi mogu nadživjeti sunce i spremiti 360 Tb!

Napravljeno je novo otkriće: tehnika za pohranu podataka koja omogućava da jedan uređaj snima podatke u pet dimenzija i čuva ih sigurnim milijardama godina – dulje od preostalog životnog vijeka Sunca. Sve zasluge idu istraživačima iz Optical Research Center-a na Sveučilištu iz Southamptona.

Kako ovo funkcionira? Koristeći metodu koja vrši zapisivanje podataka na termički stabilne diskove preko “femtosekundnih laserskih rafala”. Ako ovo zvuči zbunjujuće, ne brinite. Objasnit ćemo vam dio po dio kasnije u ovom članku.

Važna stvar u vezi ovog otkrića je da ovaj uređaj za pohranu podataka može čuvati do 360 TB podataka po disku i može preživjeti na sobnoj temperaturi do 14 milijardi godina, bez ikakvog gubitka podataka. I ne samo to, može izdržati temperature i do 1000 Celzijevih stupnjeva ako je to potrebno.

Drugim riječima, ovo je način za pohranu hrpe podataka bez brige o pouzdanosti ili trajnosti. Svijet će generirati oko 27 biliona terabajta podataka do 2020. godine, tako da ova vrsta otkrića nije mogla doći u bolje vrijeme.

Zašto su 5D podatkovni diskovi bitni?

Podaci pohranjeni na fizičkim medijima ne mogu trajati vječno – ovo je očito, pogotovo ako su mediji na kojima se skladište podaci stalno izloženi trošenju i habanju. Ovo vrijedi za sve, od CD-ova i DVD-ova do prijenosnih flash diskova. Pročtaj više o trajanju optičkih diskova ovdje.  Unutarnji i vanjski tvrdi diskovi također ulaze u ovu priču, kao i SSD diskovi. Pročitaj više o trajanju hard diskova, SSD-a i US stikova ovdje.

Jednostavno rečeno, nije važno koliko mislite da su pouzdani vaši fizički mediji. Na kraju će se i oni pokvariti, a vi ćete izgubiti podatke pohranjene na njima. No, koliko dugo možete očekivati da takve stvari traju?

Prema studiji iz 2013. koja je provedena od strane BackBlaze, 5% svih promatranih podatkovnih diskova se pokvarilo u prvih 18 mjeseci. Što je najvjerojatniji krivac? Greške u proizvodnji, te vanjski uzroci poput čestih nestanka struje. Nadalje, od ostalih diskova koji su bili ispravni, samo 74% su trajali preko četiri godine aktivne uporabe.

Ako ništa drugo, ovi brojevi pokazuju da su fizički mediji skloni kvarovima, a nismo čak ni pogledali CD-ove ili DVD-ove, koji lako mogu biti uništeni ogrebotinom ili površinskim defektom. Nažalost, znamo iznimno malo o SSD diskovima i njihovoj dugoročnoj pouzdanosti, jer se ova tehnologija ne koristi dovoljno dugo.

Za usporedbu, novi medij za skladištenje kojeg su znanstvenici usavršili će nam omogućiti pohranjivanje osobnih podataka na 5D diskovima na neodređeno vrijeme za buduće generacije. Evo da vam pomognemo da zamislite, obiteljske fotografije pohranjene na 5D diskovima, na primjer, mogu biti sačuvane milijunima godina, zapravo i duže, i ponovno pregledane od strane generacija iz tog vremena.

Vjerojatno će oni tada imati neki super futuristički oblik backup tehnologije, ali ovo je sjajan način da se sačuvaju podaci o modernom dobu. Naravno, proći će neko vrijeme prije nego što se ova nova tehnologija nađe u rukama potrošača.

Kako 5D tehnologija diskova funkcionira?

Istraživači iz Southamptona su prvobitno predstavili 5D tehnologiju još 2013. godine, iako je tada nisu sasvim usavršili. Kada su je prvi put pokazali, bili su u mogućnosti pohraniti samo oko 300 KB testnih podataka na disku, što je neusporedivo manje od 360 Tb koliko može stati na novije 5D diskove.

Stakleni 5D diskovi imaju promjer od samo 3 inča, što je puno manje nego kod CD, DVD ili Blu-Ray diskova. Za usporedbu, na moderni DVD stane samo oko 4,7 GB podataka, dok dual-layer DVD može pohraniti oko 8,5 GB. Blu-ray diskovi, sa druge strane, mogu čuvati od 25 do 128 GB podataka.

Kako je ovo moguće? Ima veze sa načinom na koji se mediji koriste za pohranu podataka.

Kada se podaci pohranjuju na standardni CD, laser se koristi za snimanje sitnih izbočina po iznimno tankoj liniji. Kada se takav CD stavi u čitač, laser za čitanje prelazi preko tih beskrajno tankih linija i kada pogodi neku izbočinu svjetlo se reflektira natrag.

Na računalima, kao što znate, podaci se čuvaju u obliku nula i jedinica. Dakle, kada se svjetlo reflektira od diska, to je zabilježeno kao jedinica, a kada se svjetlo ne reflektira, to je zabilježeno kao nula. Ovo je način kako se fizički diskovi mogu koristiti za spremanje svih vrsta podataka poput glazbe, filmova, slika, softvera i još mnogo toga.

Kod diskova kao što su CD i DVD, te izbočine su na površini. To znači da pojedini uzorci na površini mogu biti uništeni ogrebotinama, oštećenjima, ekstremnom izloženosti kisiku, toplinom, pa čak i vlagom. Kada se to dogodi, pohranjeni podaci postaju oštećeni ili čak potpuno izgubljeni.

Način na koji se podaci pohranjuju na 5D diskove je sličan, ali se pohranjuju u disku, ne na površini, nego unutar objekata pod nazivom “nanogratings”, nano-izbočine. Oni rade upravo poput izbočina na površini tradicionalnog diska, mijenjajući način na koji se svjetlo reflektira od lasera.

No bitna razlika je u tome koja omogućuje pohranjivanje znatno veće količine podataka, je da se te strukture mogu zapisivati i čitati u pet “dimenzija”, za razliku od dvije, otuda i ime 5D podatkovni diskovi.

Kada se svjetlost reflektira sa 5D diska, laser za čitanje  može mjeriti orijentaciju nano-izbočina da bi razabrala njegovu relativnu lokaciju na x, y i z osi-ma. Drugim riječima, podaci mogu biti pohranjeni u više dimenzija, čime 5D diskovi sadrže nevjerojatnu količinu informacija.

Prednosti i mane 5D diskova

5D diskovi mogu trajati puno duže od tradicionalnih diskova jer su izrađeni od stakla. Kao što znate, staklo nije lako rastopiti ili iskriviti i kemijski je stabilno. To je ono što čini 5D diskove puno jačim od standardnih plastičnih diskova, posebice kada je riječ o ekstremnim temperaturama.

Budući da su nano-izbočine pohranjene unutar 5D diskova, a ne na površini, to također znači da su podaci manje osjetljivi na vanjske utjecaje. Dakle, najveća prednost je da su podaci pohranjeni na 5D diskovima mnogo sigurniji. Ostale prednosti su:

• Oni su manje veličine, tako da je skladištenje diskova lakše i zauzima manje prostora.
• Oni su prilično debeli, pa mogu izdržati dosta trošenja i habanja osim ako se za proizvodnju diskova koristi neko vrlo krhko staklo. Zamislite da su napravljeni pomoću materijala kao što je Gorilla Glass.
• Stvari poput temperature, kisika, vlage, pa čak i prašine nisu bitan faktor kod čuvanja diskova, jer oni neće utjecati na podatke u disku.
• U teoriji, jer su diskovi manje veličine, tehnologija koja se koristi za čitanje također može biti relativno mala. Da se podsjetimo, ovo je samo u odnosu na prosječni CD ili DVD čitač.

Neki potencijalni nedostaci ove tehnologije uključuju:

• Istraživači se još uvijek nisu izjasnili, ali zbog prirode tehnologije je teško zamisliti da će 5D diskovi podržavati mnogostruke procese pisanja.
• Ako je gornja točka doista bitan faktor, onda je to puno izgubljenog prostora ako ne koristite sve što imate na raspolaganju kada prvi put pišete na disk.
• Budući da je nova tehnologija, vjerojatno će biti skupa, što znači da bi moglo biti preskupo za implementaciju i održavanje – ovo su samo neka od mogućih upozorenja.
• Hoće li čitanje i pisanje na staklu imati više topline u unutrašnjosti računala/hardvera? Ovo je nešto što će znanstvenici morati istražiti prije komercijalizacije tehnologije.

Budućnost 5D podatkovnih diskova

Kako stvari stoje, ova tehnologija neće imati trenutačan utjecaj na bilo što, jer neće odmah biti dostupna potrošačima i industriji, nego tek mnogo kasnije, ako i tada. Ako se ova tehnologija komercijalizira, imat će ogroman utjecaj na dosadašnje opcije backup-ova i općenito spremanje podataka.

Mobilni uređaji, na primjer, će biti u mogućnosti pohraniti mnogo više podataka, pod uvjetom da se ova tehnologija može dovoljno smanjiti da se koristi na prijenosnim uređajima. Čak i ako se to ne dogodi diskovi koji se koriste u računalima će imati manju veličinu, poput media plejera koji koriste sličnu tehnologiju.

Onda, naravno, tu je i aspekt pohranu podataka. Mogli bismo čuvati podatke mnogo dulje i to bi bilo mnogo sigurnije. Efektivno, to bi nam omogućilo da snimimo sve o našoj postojećoj civilizaciji za buduće generacije koje dolaze. Samo ta činjenica, sama po sebi, je dovoljno interesantna.

Piše: G.P.