Recentemente,Ricerca Microsoftha annunciato un "progetto silice" molto interessante. Il progetto si concentra sullo sviluppo di un modo rispettoso dell'ambiente per archiviare grandi quantità di dati in lastre di vetro utilizzando laser ultraveloci, rendendo possibile archiviare "copie" di musica, film e altro nel vetro.
Ciò che è ancora più sorprendente è che, una volta scritti con successo, i dati all'interno del vetro di silicio rimarranno invariati per migliaia o decine di migliaia di anni e potranno resistere a impulsi elettromagnetici e temperature estreme.
Per dirla semplicemente, Microsoft ha realizzato "dischi rigidi" quadrati di 3-pollici di lunghezza in vetro di quarzo, ognuno dei quali può memorizzare 100 GB di dati e circa 20.000,000 brani musicali.
Il progetto è una partnership tra Microsoft e il gruppo di venture capital Elire, incentrato sulla sostenibilità, con le due parti che sperano di trovare una forma più sostenibile di acquisizione dei dati che renda i dati nel vetro "indistruttibili".
Il processo di conservazione del vetro prevede la scrittura utilizzando laser a femtosecondi ultraveloci, la lettura attraverso un microscopio controllato da computer, la decodificazione e la trascrizione e infine l'archiviazione in una "biblioteca". In particolare, questa “biblioteca” funziona passivamente e non utilizza elettricità, il che ha il potenziale di ridurre significativamente le emissioni di carbonio associate all’archiviazione dei dati a lungo termine.
Il progetto Silica crea una forma più sostenibile di acquisizione dei dati che va oltre l’archiviazione magnetica a vita limitata, che soffre di frequenti duplicazioni, aumento del consumo energetico e dei costi operativi.
Ant Rowstron, un ingegnere progettista del biossido di silicio, ha dichiarato: "La durata della tecnologia magnetica è limitata. Un disco rigido può essere utilizzato per circa 5-10 anni. Una volta terminato il ciclo di vita, è necessario copiarlo nuovamente e salvarlo in una nuova generazione di media."Onestamente, è ingombrante e insostenibile se si considera tutta l'energia e le risorse che stiamo utilizzando."
Preservare il futuro della musica globale attraverso il vetro
Il gruppo di venture capital incentrato sulla sostenibilità Elire è ora diventata l'ultima azienda a collaborare con il team del Microsoft Research Project Silica, unendosi ad aziende del calibro di CMR Surgical che utilizza l'archiviazione di dati su vetro per trasformare il futuro della chirurgia robotica.
Elire utilizzerà la tecnologia presso il Global Music Vault alle Svalbard, in Norvegia, dove un piccolo pezzo di vetro può contenere diversi terabyte di dati, sufficienti per memorizzare circa 1,75 milioni di brani o 13 anni di musica. Questo è un passo importante verso l’archiviazione sostenibile dei dati.
Microsoft ha sottolineato che, sebbene lo stoccaggio del vetro non sia ancora pronto per una promozione su larga scala, è considerato una promettente soluzione di commercializzazione sostenibile grazie alla sua durabilità ed efficacia in termini di costi, e i costi di manutenzione continua saranno "minimi". Conserva semplicemente questi contenitori dati in vetro in una biblioteca che non richiede elettricità. Quando necessario, il robot sale sullo scaffale per recuperarlo per le successive operazioni di importazione.
Qual è il potenziale dell'archiviazione ottica dei dati?
A seconda del metodo di archiviazione, il metodo di archiviazione può essere un supporto elettromagnetico, un supporto ottico o un altro supporto. I tradizionali sistemi di archiviazione ottica utilizzano dischi come i Blu-ray che contengono uno strato di materiale riflettente. Le unità ottiche utilizzano i laser per creare cavità non riflettenti nei rivestimenti adiacenti, che vengono rilevate dal laser che legge le cavità. Una volta rilevato il modello di cavità e aree riflettenti non bruciate, i dati memorizzati possono essere codificati.
Tuttavia, nel contesto della crescita esponenziale dei dati in Internet, nei social media e nelle applicazioni di cloud computing, la domanda di archiviazione ottica dei dati ad altissima densità è salita alle stelle: l'archiviazione dei dati deve urgentemente superare i colli di bottiglia dei tradizionali dischi rigidi magnetici. o nastri e unità a stato solido (SSD). e nuove soluzioni di archiviazione dei dati a lungo termine.
È opinione diffusa che la tecnologia ottica sia la chiave per migliorare la capacità di archiviazione di enormi quantità di dati. L'idea sopra menzionata di utilizzare il vetro per l'archiviazione dei dati può essere fatta risalire al 19° secolo. Dopo attenti miglioramenti e aggiornamenti tecnologici, molti ostacoli sono stati superati uno dopo l'altro.
Inoltre, rispetto all'attuale tecnologia dei dischi ottici, uno dei vantaggi più importanti dell'archiviazione ottica dei dati è che può ottenere un'archiviazione dei dati multidimensionale.
Come suggerisce il nome, l'archiviazione di dati multidimensionali registra e legge principalmente informazioni in strutture con più di tre dimensioni (come dischi ottici multistrato, carte, cristalli o cubi). La scrittura e la lettura delle informazioni vengono solitamente ottenute concentrando uno o più raggi laser in un mezzo tridimensionale. A causa della natura volumetrica del supporto di memorizzazione, il laser deve passare attraverso punti aggiuntivi prima di scrivere o leggere i fiducial richiesti. Ciò significa che sia le funzioni di scrittura che quelle di lettura spesso devono essere non lineari in modo che venga elaborato solo un punto locale alla volta.
Oggi, la tecnologia di archiviazione ottica dei dati 5D è stata dimostrata: i dischi ottici che utilizzano questa tecnologia possono archiviare fino a 360 Tb di dati e possono essere conservati per miliardi di anni. Nel 1996, gli scienziati hanno proposto e dimostrato per la prima volta l'uso dei laser a femtosecondi per registrare e archiviare dati. Questa tecnologia è stata dimostrata per la prima volta nel 2010 dal laboratorio di Kazuyuki Hirao presso l'Università di Kyoto e ulteriormente sviluppata dal gruppo di ricerca di Peter Kazansky presso il Centro di ricerca optoelettronica dell'Università di Southampton. Inoltre, Hitachi e Microsoft hanno studiato anche la tecnologia di memorizzazione ottica basata sul vetro, il progetto di quest'ultima si chiama "Project Silica". A livello globale, i principali attori nel mercato dell’archiviazione ottica includono Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba e Fujitsu.
L'archiviazione ottica dei dati 5D si basa principalmente su un vetro nanostrutturato sperimentale che memorizza le informazioni non solo codificando i dati nello spazio tridimensionale ma anche attraverso due parametri relativi alla birifrangenza, che vengono determinati concentrandosi sul vetro. Polarizzazione e controllo dell'intensità del laser a femtosecondi nel mezzo. La dimensione, l'orientamento e la posizione tridimensionale della nanostruttura costituiscono le cinque dimensioni sopra menzionate.
Tuttavia, per migliorare le prospettive di applicazione commerciale di questa tecnologia, è necessario migliorare anche la velocità di lettura dei dati. Inoltre, la sua applicazione potrebbe essere limitata a causa del sistema laser ad alta potenza richiesto e della mancanza di riscrivibilità dei dati.
L'archiviazione ottica dei dati è anche suscettibile alla tecnologia di codifica multilivello, che può aumentare significativamente la capacità di archiviazione scrivendo più bit per punto utilizzando diversi livelli discreti di intensità del segnale. L'archiviazione dati multilivello può anche leggere più bit contemporaneamente, aumentando così la velocità di lettura dei dati, che è molto importante per set di dati di grandi dimensioni.
In una tecnologia emergente dell'Università dell'Australia del Sud e dell'Università del Nuovo Galles del Sud, i ricercatori possono sfruttare le proprietà uniche dei fosfori inorganici per archiviare dati. Questo approccio ha il potenziale per essere riscrivibile e utilizzare laser a bassa potenza. Inoltre, la tecnologia non richiede temperature criogeniche e può invece bruciare i buchi spettrali a temperatura ambiente, rendendola più pratica.
