Oamenii de știință ruși, la instrucțiunile Fundației pentru Studii Avansate (FPI) dezvoltă un „disc etern” pentru stocarea datelor. Un dispozitiv din sticlă de cuarț, care nu se teme de foc, apă și radiații, va putea stoca 1 TB de informații timp de până la 100 de mii de ani, în timp ce suporturile moderne pot stoca date - fie că sunt documente guvernamentale sau fotografii de familie - cel mai bine timp de 60 de ani. chiar dacă uitați „discul etern” undeva pe lună de sute de mii de ani, căutătorul va putea urmări filmul înregistrat pe el.
Ivan Glebov, șeful laboratorului de nanostructurare cu laser a sticlei de la Universitatea Rusă de Tehnologie Chimică numit după V. I. DI. Mendeleev - unul dintre laboratoarele Fundației de cercetare avansată.
Care este „unitatea flash eternă” la care lucrați?
- Cea mai apropiată definiție pentru dezvoltarea noastră poate fi „etern disc de arhivă”. Este un purtător de date ultra-stabil, bazat pe sticlă nanostructurată de radiația unui laser femtosecund, adică un laser care generează impulsuri luminoase ultra-scurte, de zeci sau sute de femtosecunde, cu putere de vârf ultra-mare. Acesta este numele oficial al proiectului.
În termeni simpli, creăm un mediu fizic care ar putea stoca informațiile înregistrate pe acesta pentru un timp nelimitat, în conformitate cu standardele noastre. Mai mult, el trebuie să protejeze informațiile de „urgențe”: incendii, radiații, unde electromagnetice.
Proiectul este format din trei componente: media, tehnologii de înregistrare și citire. „Disk” este o sticlă de cuarț sub forma unui CD cu un diametru standard - 12 cm, grosime - 1,2 mm, greutate - 300 g. … Viteza de înregistrare obținută în prezent este de cel puțin 36 Mbps, ceea ce este echivalent cu Blu-Ray. Viteza de citire rezultată este de până la 50 Mbps.
Care este principiul de funcționare al discului?
- Principiul înregistrării și citirii informațiilor este similar cu principiul pentru discurile optice (CD / DVD / Blue-Ray) - cu ajutorul unui laser de „înregistrare”, punctele care stochează informații sunt create în disc, analog cu gropile din discurile optice obișnuite. Cu ajutorul cititorului, datele sunt transmise către dispozitivul receptor, procesate și alimentate către computer sub formă de date audio, video, grafice sau text.
Video promotional:
De ce avem nevoie de un „disc etern”, având în vedere gama largă de modalități de stocare a informațiilor disponibile în lume?
- Omenirea a stocat informații de peste 10 mii de ani și în acest timp a creat noi medii de informații: de la pereții peșterilor, foi de papirus și tablete cuneiforme până la discuri magnetice și optice.
Dar durata de valabilitate a datelor pe suporturile moderne este neglijabilă chiar și în comparație cu cărțile tipărite sau cu tablele de lut. Dacă istoricii moderni reușesc să extragă informații din manuscrise găsite vechi de peste 1000 de ani, atunci istoricii viitorului nu vor putea extrage informații din suporturile de date moderne.
Durata medie de stocare a informațiilor pe cei mai cunoscuți purtători de date - hard diskuri (HDD / SSD), conform producătorilor, nu depășește 50 de ani, pe discurile optice (CD / DVD / Blu-Ray) - nu mai mult de 60 de ani, pe suporturi de bandă (streamere), conform previziunilor optimiste, informațiile pot fi stocate până la 100 de ani. Astfel, păstrarea informațiilor care necesită stocare arhivistică pentru mai mult de 100 de ani este amenințată. Este nevoie de o rescriere regulată și de o copie de rezervă obligatorie a informațiilor, care, pe de o parte, mărește foarte mult costul stocării datelor și, pe de altă parte, crește probabilitatea de a pierde o parte a informațiilor atunci când se transferă pe un nou suport.
Cât timp poate „stocul etern” să stocheze informații?
- Proiectul nostru este dedicat creării unui suport de date capabil să stocheze informații de peste 10 mii de ani: acest lucru este mai lung decât a fost de la momentul presupus al construcției piramidei Cheops. În condiții de stocare standard, va fi posibil să citiți informații de pe un disc cu erori minime chiar și după 100 de mii de ani. În plus, „discul nostru etern” va putea rezista focului, inundațiilor și chiar unui zbor lung în condiții de radiații cosmice.
În ce etapă se află acum implementarea proiectului?
- Proiectul a început în 2015 și a fost conceput timp de trei ani. Obiectivele noastre au fost: dezvoltarea unei tehnologii pentru înregistrarea / citirea informațiilor pe un disc de cuarț, selectarea și crearea materialului de transport necesar și, cel mai important, confirmarea posibilității de a atinge indicatori tehnici țintă. Aceste obiective au fost atinse acum.
Acum stabilim contacte cu potențiali consumatori ai acestei tehnologii și ne pregătim pentru începerea lucrărilor de dezvoltare în 2018.
Când ne putem aștepta ca discul etern să apară pe piață?
- Planificăm să lansăm proiecte pilot împreună cu Camera Rusă de Carte, Biblioteca de Stat din Rusia, unele arhive de stat până în 2019 și, până în 2021, planificăm să lansăm producția pilot pentru a aduce „discul etern” pe piața comercială.
Adică armata, agențiile guvernamentale, arhivele vor deveni principalii consumatori ai noii tehnologii?
- Avem două concepte de aplicare a tehnologiei. Primul este fondurile de rezervă pentru documentare. Există depozite cu copii de rezervă ale documentelor deosebit de valoroase - guvernamentale, culturale, științifice, inginerești etc. Astfel de instalații de depozitare, în special, sunt amplasate în instalații cu risc ridicat, de exemplu, uzine chimice, centrale nucleare. În cazul unui accident, atac terorist sau război, aceste fonduri vă vor permite să recuperați date. Acum, în astfel de fonduri, informațiile sunt stocate sub formă de microfotocopii de documente tipărite, materiale scrise de mână sau documente digitale care pot muri în același incendiu. Discurile eterne vor ajuta la rezolvarea acestei probleme.
Al doilea concept este stocarea la rece a datelor. Marile corporații IT trec la divizarea „temperatură” a informațiilor stocate: datele „fierbinți” sunt disponibile în mod constant la viteză mare pe suportul SSD; datele „calde” sunt accesate mai rar, viteza de acces este mai mică și se pot utiliza suporturi HDD; datele „reci” sunt rareori accesate, viteza este puțin importantă aici, principalul lucru este fiabilitatea și siguranța și costul scăzut al stocării.
Multe companii IT precum Facebook folosesc discuri optice (DVD / Blu-Ray) pentru stocarea la rece. Acest lucru economisește costul stocării datelor care pot rămâne nerevendicate, de exemplu, milioane de fotografii fără aprecieri, deoarece pentru a menține o arhivă pe discuri optice, nu trebuie să cheltuiți energie tot timpul, ci trebuie doar să se învârtă la momentul potrivit. Dar SSD și HDD consumă o cantitate extraordinară de energie chiar și în modul de așteptare. Discurile de sticlă „veșnice” pot fi o soluție excelentă pentru stocarea „rece” a datelor - „tone” de fotografii pot fi stocate în „permafrostul informațional”.
Astfel, principalii consumatori de „discuri veșnice” vor fi arhivele, muzeele, bibliotecile, agențiile guvernamentale, armata, băncile, întreprinderile corporațiilor de stat care au nevoie să stocheze informații de o importanță sporită: copii digitale ale documentației guvernamentale, rapoarte, biblioteci și fonduri ale muzeelor. De asemenea, „discul etern” va fi solicitat pe scară largă de companiile IT care utilizează stocarea de date „rece”. Se estimează că, până în 2020, peste 44 de milioane de TB (44 Zettabytes) de date vor fi acumulate în lume, adică vor exista o mulțime de companii IT - potențiali consumatori ai dezvoltării noastre.
Vor fi mass-media disponibile pe piața mai largă? Cat va costa?
„Creăm o tehnologie de stocare a datelor care trebuie cu siguranță vândută. Deja acum, în stadiul cercetării științifice și inginerești, primim propuneri de cooperare atât de la corporații de stat, cât și de la companii private de IT.
Costul mass-media în sine, precum și costul dispozitivelor de înregistrare și citire a datelor, este acum dificil de determinat, deoarece proiectul se află în stadiul dezvoltării tehnologiei și a prototipului. Pe de altă parte, costul de fabricație al sticlei de cuarț este de câteva ori mai mic în comparație cu alte materiale optice, iar producția sa este stabilită la principalele întreprinderi de sticlă din Rusia. Adică, operatorul de informații în sine va fi relativ ieftin de fabricat și va fi produs în Federația Rusă. Se poate presupune că costul unui „disc” va fi proporțional cu costul unui hard disk amovibil modern.
Care este capacitatea de stocare a acestui mediu?
- În etapa actuală de dezvoltare a tehnologiei, am atins o capacitate de stocare de 25 GB, care este similară cu DVD-ul și Blue-Ray. Cu toate acestea, cercetările noastre arată că este posibilă creșterea densității de înregistrare a datelor pe acest mediu până la 1 TB, ceea ce nu poate fi atins pentru alte discuri optice și este apanajul discurilor dure portabile.
Va fi posibil să suprascrieți informațiile de pe „disc”?
- Tipul de suport media dezvoltat este „scrie odată citit multe” (WORM), adică nu este regrababil, ceea ce este deosebit de important pentru documentele critice. Puteți fi sigur că nimeni nu va șterge, suprascrie sau modifica datele. Semnăturile digitale sau certificatele utilizate pentru confirmarea anumitor documente vor fi, de asemenea, relevante pe întreaga perioadă de utilizare a suportului, nu vor trebui să fie actualizate.
„Discul etern” poate rezista la incendii, inundații și radiații. Și în ce condiții au fost efectuate testele?
- Toate restricțiile fizice privind stocarea informațiilor se datorează numai rezistenței finale a materialului din care este fabricat transportatorul. Spre deosebire de discurile DVD, Blu-Ray, care sunt realizate din straturi de plastic interconectate sau discul M-mai puțin cunoscut, pentru care producătorii postulează o durată de stocare de până la 1.000 de ani, „discul etern” pe care l-am dezvoltat este un disc monolitic din sticlă de cuarț fără straturi. Informațiile din disc sunt înregistrate la nano-scară în structura sticlei.
Sticla de cuarț poate rezista la temperaturi ridicate, este rezistentă la medii chimice agresive și nu este afectată de radiațiile electromagnetice, care pot deteriora cu ușurință unitățile de disc. Am testat discurile pentru rezistență, compresie, cădere, rezistență la temperaturi ridicate și scăderi puternice de temperatură, radiații și rezistență chimică. Dacă încercați, discul nostru poate fi rupt, dar, în primul rând, această problemă este ușor de rezolvat printr-o carcasă rezistentă la șocuri, iar în al doilea rând, astfel de discuri nu ar trebui să fie purtate constant în buzunar - acestea sunt destinate utilizării staționare.
Discul nostru poate fi la temperaturi de până la 1000 grade Celsius în timpul zilei și informații pot fi citite din acesta. Mai mult, cercetările noastre au arătat că chiar și un șoc termic prin mutarea unui disc dintr-un cuptor cu o temperatură de 900 grade Celsius în apă rece nu duce la defecte sau erori semnificative în citirea informațiilor. Această proprietate este foarte importantă la stingerea incendiilor, deoarece, ca urmare a unui incendiu intern în încăperi închise, toate mediile de stocare cunoscute sunt distruse fizic, iar datele de la acestea se pierd complet. Acest lucru este relevant pentru arhivele de importanță strategică, instituțiile guvernamentale și militare, unde conservarea informațiilor este sarcina dominantă.
În ceea ce privește rezistența la radiații, discurile pot rezista să fie aproape de partea activă a reactorului timp de o zi, iar rezistența chimică a sticlei este cu câteva ordine de mărime mai mare decât discurile DVD / Blu-Ray. Purtătorul de informații dezvoltat poate fi trimis pe călătorii spațiale și asigurați-vă că datele vor rămâne în siguranță pentru o perioadă nelimitată în condiții de radiații crescute.
Pur și simplu, un astfel de disc poate sta pe suprafața Lunii pentru o lungă perioadă de timp și apoi putem urmări un film înregistrat pe el. Această evoluție garantează că întreaga istorie a Rusiei și a omenirii va fi înregistrată pe un disc de sticlă, s-ar putea spune, pentru totdeauna și nu va dispărea niciodată.
Dispozitivele pentru stocarea eternă a informațiilor sunt dezvoltate în străinătate? În ce se deosebesc de designul dvs.?
- În întreaga lume, în prezent sunt în curs de dezvoltare diferiți purtători de date care ar asigura stocarea pe termen lung a informațiilor. Microsoft investighează posibilitatea stocării informațiilor în ADN, colegii lor, tot din Statele Unite, studiază procesele de stocare a datelor în diamante, dar majoritatea dezvoltărilor existente sunt departe de rezultatele obținute în proiectul nostru.
O dezvoltare similară cu a noastră - înregistrarea datelor în sticlă de siliciu - a fost efectuată în laboratorul Hitachi. Au promis că vor aduce pe piață un produs finit în 2015, dar până acum au arătat doar o mică bucată de sticlă cu câțiva biți de date. Și aceasta este principala diferență între abordarea Hitachi și tehnologia noastră - densitatea înregistrării datelor. Pe suportul lor, informațiile sunt înregistrate în format 3D, dar creăm o memorie optică pe mai multe niveluri (5D), în care în fiecare punct scriem nu unul, ci cel puțin 3 biți de informații.
Intervievat de Dmitry Strugovets
