آیندۀ شگفت‌انگیز ذخیره سازی داده‌ها
ذخیره‌سازی داده‌های شیشه‌ای پنج بعدی، یک فناوری آزمایشی است که از(femtosecond lasers) برای ثبت داده‌های دیجیتال پنج بعدی روی شیشه کوارتز ذوب شده با ساختار نانواستفاده می‌کند. این دیسک که به دلیل طول عمر و دوامش مورد تحسین قرار گرفته است، می‌تواند صدها ترابایت داده را برای میلیاردها سال بدون تخریب ذخیره کند.
نحوۀ عملکرد این فناوری «پنج
بُعدی» نه به فیزیک، بلکه به استفاده از پنج ویژگی نانوساختارهای شیشه برای
رمزگذاری اطلاعات اشاره دارد:
سه بُعد فضایی (x)، y و z)) ساختارهای حکاکی‌شده با
لیزر درون شیشه.
دو بُعد نوری: اندازه و جهت گیری ساختارهای
نانو.
داده‌ها از طریق فرآیند زیر نوشته و
خوانده می‌شوند:
1. نوشتن: یک لیزر فوق سریع به میزان تکرارزیاد، تغییرات
فیزیکی کوچک و دائمی (نانوگرافینگ‌ها) را در سه لایه درون یک دیسک شیشه‌ای کوارتز
ایجاد می‌کند.
2. کد گذاری: لیزر با تغییر شدت و قطبش نور لیزر، اندازه و
جهت‌گیری این نانوساختارها را کنترل می‌کند.
3. خواندن: داده‌های ذخیره شده با عبور نور قطبی شده از
شیشه و اندازه‌گیری دوشکست حاصل از نور (نحوه تقسیم و تغییر قطبش) با یک
میکروسکوپ نوری و یک قطبشگر بازیابی می‌شوند.
مزایای نگهداری طولانی مدت
·
ذخیره‌سازی شیشه‌ای پنج بعدی، پیشرفت بزرگی برای بایگانی داده‌ها محسوب می‌شود و مزایای قابل توجهی نسبت به روش‌های مرسوم ارائه می‌دهد:
·
طول عمر بسیار بالا: داده‌ها را می‌توان تا ۱۳.۸
میلیارد سال در دمای اتاق و میلیون‌ها سال حتی در دماهای بالا ذخیره کرد.
·
دوام بی‌نظیر: کوارتز ذوب شده بسیار با دوام است و می‌تواند
در برابر شرایط محیطی شدید، از جمله موارد زیر، مقاومت کند:
·
گرمای بالا و پایدارتا ۱۰۰۰ درجه
سانتیگراد.
·
مقاومت در برابر آب و خورندگی.
·
مصونیت در برابر پالس‌های الکترومغناطیسی، که می‌توانند
رسانه‌های الکترونیکی مرسوم را از بین ببرند.
· استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر تشعشعات کیهانی.
· چگالی بالای داده‌ها: یک دیسک به اندازه یک سکه می‌تواند تا ۳۶۰ ترابایت داده را ذخیره کند، تقریباً معادل ۱۰۰۰۰ برابر ظرفیت یک دیسک اشعۀ آبی رنگ.
· بایگانی پایدار: این فناوری، راهکاری پایدارتر و کم مصرف تر برای ذخیره‌سازی بلند مدت ارائه می‌دهد، زیرا رسانۀ «یک‌بار بنویس، چندبار بخوان» (WORM) برخلاف مراکز دادۀ سنتی، نیازی به مهاجرت مداوم داده‌ها و خنک‌سازی پرمصرف ندارد.
کار برد و وضعیت
کنونی:
ذخیره سازی
بایگانی: کاربردهای
اصلی شامل بایگانی‌های ملی، موزه‌ها، کتابخانه‌ها و سازمان‌های خصوصی است که نیاز
به نگهداری حجم زیادی از اطلاعات به طور نا محدود دارند.
حفظ رویدادهای تاریخ
بشر: محققان
دانشگاه ساوت‌همپتون پیش از این اسناد تاریخی مهمی و اخیراً ژنوم کامل انسان را
روی کریستال‌های پنج بعدی ذخیره کرده‌اند. این اسناد در بایگانی‌هایی مانند
بایگانی حافظه بشر در یک معدن نمک اتریشی نگهداری می‌شوند.
اکتشافات فضایی: دوام دیسک‌های شیشه‌ای، آنها را برای ماموریت‌های
فضایی بلندمدت ایده‌آل می‌کند، مانند ماموریتی که سه گانه‌ی بنیاد ایزاک آسیموف را
سوار بر تسلا رودستر ایلان ماسک به مدار فرستاد.
تجاری‌سازی: اگرچه این فناوری بیش از یک دهه در حال توسعه بوده است، اما سرعت پایین نوشتن و هزینه‌های بالا، استفاده گسترده از آن را محدود کرده است. با این حال، پیشرفت‌های اخیر سرعت نوشتن را افزایش داده است و چند شرکت، مانند SPhotonix، در حال شروع تجاری سازی این فناوری برای اولین کاربردهای سال 2025 هستند.
توضیح: لیزر فمتوثانیه نوعی لیزر است که پالس‌های بسیار کوتاهی از نور را منتشر می‌کند که به مدت یک میلیونیم یک میلیاردم ثانیه (یک فمتوثانیه) دوام می‌آورند. این سرعت به لیزر اجازه می‌دهد تا بافت را با دقت بسیار بالایی برش داده و شکل دهد، زیرا با ماده در سطح مولکولی با حداقل آسیب حرارتی به نواحی اطراف تعامل دارد. این لیزرها در کاربردهای متنوعی از جمله روش‌های پزشکی بسیار دقیق مانند لیزیک تمام لیزری و جراحی آب مروارید و همچنین تولید صنعتی برای ایجاد قطعات پیچیده استفاده می‌شوند.
