Rusijos mokslininkai Pažangiųjų tyrimų fondo (FPI) nurodymu kuria „amžinąjį diską“duomenims saugoti. Iš kvarcinio stiklo pagamintas prietaisas, nebijantis ugnies, vandens ir radiacijos, galės išsaugoti 1 TB informacijos iki 100 tūkstančių metų, o šiuolaikinė laikmena duomenis - nesvarbu, ar tai būtų valdžios dokumentai, ar šeimos nuotraukos - geriausiu atveju gali saugoti 60 metų. Ir net jei šimtus tūkstančių metų kažkur ant Mėnulio pamiršite „amžinąjį diską“, radėjas galės žiūrėti jame įrašytą filmą.
Ivanas Glebovas, Rusijos chemijos technologijos universiteto stiklo lazerio nanostruktūros laboratorijos vadovas, pavadintas V. I. DI. Mendelejevas - viena iš Pažangiųjų tyrimų fondo laboratorijų.
Koks yra „amžinasis„ flash drive “, kurį dirbate?
- Artimiausias mūsų vystymosi apibrėžimas gali būti „amžinasis archyvinis diskas“. Tai ypač stabili duomenų laikmena, paremta stiklo nanostruktūra, kurią spinduliuoja femtosekundinis lazeris, tai yra lazeris, generuojantis itin trumpus, dešimtis ar šimtus femtosekundžių, šviesos impulsus, turinčius ypač didelę didžiausią galią. Tai yra oficialus projekto pavadinimas.
Paprasčiau tariant, mes sukuriame fizinę laikmeną, kurioje pagal mūsų standartus būtų galima neribotą laiką saugoti joje įrašytą informaciją. Be to, jis turi apsaugoti informaciją nuo „ekstremalių situacijų“: gaisrų, radiacijos, elektromagnetinių bangų.
Projektą sudaro trys komponentai: laikmenos, duomenų įrašymo ir skaitymo technologijos. „Diskas“yra kompaktinio disko formos kvarcinis stiklas, kurio standartinis skersmuo yra 12 cm, storis - 1,2 mm, svoris - 300 g. Įrašymas atliekamas naudojant femtosekundinį lazerį, skaitymas atliekamas pagal dinamišką dvigubo lūžio analizės įrenginį, kurį sukūrė mūsų bendradarbis Polyus tyrimų institutas. … Šiuo metu gaunamas įrašymo greitis yra mažiausiai 36 Mbps, o tai prilygsta „Blu-Ray“. Gautas skaitymo greitis yra iki 50 Mbps.
Koks yra disko veikimo principas?
- Informacijos įrašymo ir skaitymo principas yra panašus į optinių diskų (CD / DVD / „Blue-Ray“) principą - „įrašymo“lazerio pagalba diske sukuriami taškai, kuriuose kaupiama informacija, analogiški įprastų optinių diskų duobutėms. Skaitytojo pagalba duomenys perduodami į priimantį įrenginį, apdorojami ir tiekiami į kompiuterį garso, vaizdo, grafinių ar tekstinių duomenų pavidalu.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kodėl jums reikia „amžino disko“, atsižvelgiant į platų informacijos saugojimo būdų spektrą pasaulyje?
- Žmonija saugojo informaciją daugiau nei 10 tūkstančių metų ir per tą laiką kūrė naujas informacijos laikmenas: nuo urvų sienų, papiruso ir kištukinių tablečių lakštų iki magnetinių ir optinių diskų.
Tačiau duomenų tinkamumo laikas šiuolaikinėse laikmenose yra nereikšmingas, net palyginti su spausdintomis knygomis ar molio lentelėmis. Jei šiuolaikiniams istorikams pavyks išgauti informaciją iš rastų rankraščių, senesnių nei 1000 metų, tai ateities istorikai negalės išgauti informacijos iš šiuolaikinių duomenų laikmenų.
Vidutinis informacijos apie populiariausias duomenų laikmenas - kietuosius diskus (HDD / SSD), pasak gamintojų, saugojimo laikas yra ne daugiau kaip 50 metų, optiniuose diskuose (CD / DVD / Blu-Ray) - ne daugiau kaip 60 metų, juostinėse laikmenose (srautai), remiantis optimistinėmis prognozėmis, informaciją galima saugoti iki 100 metų. Taigi iškyla grėsmė informacijos, kurią reikia saugoti archyvuose, išsaugojimui daugiau nei 100 metų. Reikia reguliariai perrašyti ir padaryti privalomą informacijos atsarginę kopiją, kuri, viena vertus, labai padidina duomenų saugojimo išlaidas, kita vertus, padidina tikimybę prarasti dalį informacijos perkeliant į naują laikmeną.
Kiek laiko „amžinasis diskas“gali saugoti informaciją?
- Mūsų projektas skirtas sukurti duomenų laikmeną, galinčią saugoti informaciją daugiau nei 10 tūkstančių metų: tai yra ilgesnė, nei buvo nuo tariamo Cheopso piramidės statybos laiko. Standartinėmis laikymo sąlygomis informaciją iš disko bus galima skaityti su minimaliomis klaidomis net ir po 100 tūkstančių metų. Be to, mūsų „amžinasis diskas“kosminės spinduliuotės sąlygomis galės atlaikyti ugnį, potvynį ir net ilgą skrydį.
Kuriame etape dabar įgyvendinamas projektas?
- Projektas prasidėjo 2015 m. Ir buvo skirtas trejiems metams. Mūsų tikslai buvo: informacijos apie kvarco diską įrašymo / skaitymo technologijos sukūrimas, reikiamos nešiklio medžiagos parinkimas ir sukūrimas ir, svarbiausia, galimybės pasiekti tikslinius techninius rodiklius patvirtinimas. Šie tikslai dabar pasiekti.
Dabar mes užmezgame ryšius su potencialiais šios technologijos vartotojais ir ruošiamės plėtros darbų pradžiai 2018 m.
Kada galime tikėtis, kad amžinasis diskas pasirodys rinkoje?
- Mes planuojame pradėti bandomuosius projektus kartu su Rusijos knygų rūmais, Rusijos valstybine biblioteka, kai kuriais valstybiniais archyvais iki 2019 m., O iki 2021 m. Planuojame pradėti bandomąją gamybą, kad „amžinas diskas“patektų į komercinę rinką.
Tai yra, kariuomenė, vyriausybinės agentūros, archyvai taps pagrindiniais naujos technologijos vartotojais?
- Mes turime dvi technologijų taikymo koncepcijas. Pirmasis yra dokumentų rezervo lėšos. Yra saugyklos su ypač vertingų dokumentų atsarginėmis kopijomis - vyriausybės, kultūros, mokslo, inžinerijos ir kt. Tokios saugyklos, visų pirma, yra didelės rizikos įrenginiuose, pavyzdžiui, chemijos gamyklose, atominėse elektrinėse. Nelaimingo atsitikimo, teroro išpuolio ar karo atveju šios lėšos leis atkurti duomenis. Dabar tokiuose fonduose informacija saugoma spausdintų dokumentų, ranka rašytų medžiagų ar skaitmeninių dokumentų, galinčių žūti per tą patį gaisrą, mikrofotokopijų pavidalu. Amžinieji diskai padės išspręsti šią problemą.
Antroji sąvoka yra duomenų šaltasis saugojimas. Didelės IT korporacijos pereina prie saugomos informacijos „temperatūros“skirstymo: „karšti“duomenys nuolat prieinami dideliu greičiu SSD laikmenose; „Šilti“duomenys pasiekiami rečiau, prieigos greitis yra mažesnis ir galima naudoti HDD laikmenas; „Šalti“duomenys yra prieinami retai, greitis čia mažai svarbus, svarbiausia yra patikimumas ir saugumas bei mažos saugojimo išlaidos.
Daugelis IT kompanijų, pvz., „Facebook“, šaltam laikymui naudoja optinius diskus (DVD / Blu-Ray). Tai taupo duomenų, kurie gali likti nepateikti, saugojimo išlaidas, pavyzdžiui, milijonus nuotraukų be patinkančių, nes palaikant archyvą optiniuose diskuose nereikia visą laiką išleisti energijos, jas reikia tik atsukti tinkamu laiku. Tačiau SSD ir HDD sunaudoja nepaprastai daug energijos net ir budėjimo režimu. „Amžini“stikliniai diskai gali būti puikus sprendimas „šaltam“duomenų saugojimui - „informacijos amžiname įšalas“gali būti laikomos „tonos“nuotraukų.
Taigi pagrindiniai „amžinųjų diskų“vartotojai bus archyvai, muziejai, bibliotekos, vyriausybinės įstaigos, kariuomenė, bankai, valstybinių korporacijų įmonės, kurioms reikia saugoti padidintos svarbos informaciją: skaitmenines vyriausybės dokumentų kopijas, ataskaitas, bibliotekos ir muziejų fondus. Be to, „amžinojo disko“reikalaus IT įmonės, naudojančios „šaltą“duomenų saugyklą. Prognozuojama, kad iki 2020 m. Pasaulyje bus sukaupta daugiau nei 44 milijonai TB (44 Zetabaitai) duomenų, tai yra, bus daug IT kompanijų - potencialių mūsų plėtros vartotojų.
Ar žiniasklaida bus prieinama platesnėje rinkoje? Kiek tai kainuos?
„Mes kuriame saugojimo technologiją, kurią tikrai reikia parduoti. Jau dabar, atliekant mokslinius ir inžinerinius tyrimus, gauname pasiūlymų bendradarbiauti tiek iš valstybinių korporacijų, tiek iš privačių IT įmonių.
Pačios laikmenos kainą, taip pat duomenų įrašymo ir skaitymo prietaisų kainą dabar sunku nustatyti, nes projektas yra technologijos ir prototipo kūrimo etape. Kita vertus, kvarcinio stiklo gamybos sąnaudos yra kelis kartus mažesnės nei kitų optinių medžiagų, o jo gamyba yra nustatyta pirmaujančiose Rusijos stiklo įmonėse. Tai yra, pats informacijos laikmena bus palyginti nebrangi gaminti ir bus gaminama Rusijos Federacijoje. Galima manyti, kad vieno „disko“kaina bus proporcinga šiuolaikinio išimamo standžiojo disko kainai.
Kokia šios laikmenos talpa?
- Dabartiniame technologijų plėtros etape pasiekėme 25 GB talpos atmintį, kuri yra panaši į DVD ir „Blue-Ray“. Tačiau mūsų tyrimai rodo, kad šioje laikmenoje įmanoma padidinti duomenų įrašymo tankį iki 1 TB, kuris nepasiekiamas kitiems optiniams diskams ir yra nešiojamųjų kietųjų diskų prerogatyva.
Ar pavyks perrašyti „diske“esančią informaciją?
- Kuriamos laikmenos tipas yra „parašyti vieną kartą, perskaityti daug“(WORM - rašyti kartą perskaičius daug), tai yra, ji nėra perrašoma, o tai ypač svarbu kritiniams dokumentams. Galite būti tikri, kad niekas neištrins, neperrašys ir nepakeis duomenų. Skaitmeniniai parašai ar sertifikatai, naudojami tam tikriems dokumentams patvirtinti, taip pat bus aktualūs per visą laikmenos naudojimo laikotarpį, jų atnaujinti nereikės.
„Amžinasis diskas“galės atlaikyti gaisrus, potvynius ir radiaciją. O kokiomis sąlygomis buvo atlikti bandymai?
- Visi fiziniai informacijos saugojimo apribojimai yra susiję tik su galutiniu medžiagos, iš kurios pagamintas laikiklis, tvirtumu. Skirtingai nei DVD, „Blu-Ray“diskai, pagaminti iš tarpusavyje sujungtų plastiko sluoksnių, arba mažiau žinomas „M-Disc“, kurių gamintojai skelbia, kad jų saugojimo laikas gali siekti iki 1000 metų, mūsų sukurtas „amžinasis diskas“yra monolitinis diskas. pagamintas iš kvarcinio stiklo be jokių sluoksnių. Diske esanti informacija yra užfiksuota stiklo struktūroje esančiomis nanometrinėmis skalėmis.
Kvarcinis stiklas atlaiko aukštą temperatūrą, yra atsparus agresyviai cheminei aplinkai, jo neveikia elektromagnetinė spinduliuotė, kuri gali lengvai sugadinti kietuosius diskus. Mes išbandėme diskų stiprumą, suspaudimą, kritimą, atsparumą aukštai temperatūrai ir staigiems temperatūros kritimams, atsparumą radiacijai ir chemikalams. Jei bandysite, mūsų diskas gali būti sulaužytas, tačiau, pirma, šią problemą galima lengvai išspręsti smūgiams atspariu dėklu, antra, tokių diskų neva nereikia nuolat nešiotis kišenėje - jie skirti naudoti stacionariai.
Mūsų diskas dienos metu gali būti iki 1000 laipsnių šilumos ir iš jo galima nuskaityti informaciją. Be to, mūsų tyrimai parodė, kad net terminis šokas perkėlus diską iš 900 laipsnių Celsijaus temperatūros orkaitės į šaltą vandenį nesukelia defektų ar reikšmingų klaidų skaitant informaciją. Ši savybė yra labai svarbi gesinant gaisrus, nes dėl buitinio gaisro uždarose patalpose visos žinomos laikmenos yra fiziškai sunaikintos, o jų duomenys visiškai prarandami. Tai aktualu strateginės svarbos archyvams, vyriausybinėms ir karinėms institucijoms, kur svarbiausia yra informacijos išsaugojimas.
Kalbant apie atsparumą radiacijai, diskai gali atlaikyti buvimą šalia aktyviosios reaktoriaus dalies parą, o stiklo cheminis atsparumas yra kelis dydžius didesnis nei DVD / Blu-Ray diskai. Sukurtą informacijos laikmeną galima siųsti kelionei į kosmosą ir įsitikinti, kad padidėjusios radiacijos sąlygomis duomenys išliks saugūs neribotą laiką.
Paprasčiau tariant, toks diskas gali ilgai gulėti ant Mėnulio paviršiaus, o tada galime žiūrėti jame įrašytą filmą. Šis įvykis garantuoja, kad visa Rusijos ir žmonijos istorija bus įrašyta į stiklinį diską, galima sakyti, amžinai ir niekada neišnyks.
Ar užsienyje kuriami prietaisai, skirti amžinam informacijos saugojimui? Kuo jie skiriasi nuo jūsų dizaino?
- Visame pasaulyje dabar kuriamos įvairios duomenų laikmenos, kurios užtikrintų ilgalaikį informacijos saugojimą. „Microsoft“tiria galimybę saugoti informaciją DNR, jų kolegos, taip pat iš JAV, tiria duomenų saugojimo deimantuose procesus, tačiau dauguma esamų pokyčių toli gražu neatitinka mūsų projekte gautų rezultatų.
„Hitachi“laboratorijoje buvo atlikta panaši į mūsų plėtrą - duomenų įrašymas į silicio dioksido stiklą. Jie pažadėjo išleisti gatavą produktą į rinką 2015 m., Tačiau kol kas rodė tik mažą stiklo gabalėlį su keliais duomenų bitais. Ir tai yra pagrindinis skirtumas tarp „Hitachi“požiūrio ir mūsų technologijos - duomenų įrašymo tankis. Jų laikmenose informacija įrašoma 3D formatu, tačiau mes sukuriame daugiapakopę (5D) optinę atmintį, kurioje kiekviename taške rašome ne vieną, o bent 3 informacijos bitus.
Kalbino Dmitrijus Strugovecas