Krievijas zinātnieki pēc Uzlaboto pētījumu fonda (FPI) norādījumiem izstrādā "mūžīgo disku" datu glabāšanai. Ierīce, kas izgatavota no kvarca stikla un nebaidās no uguns, ūdens un radiācijas, spēs uzglabāt 1 TB informāciju līdz pat 100 tūkstošiem gadu, savukārt mūsdienu plašsaziņas līdzekļi datus - neatkarīgi no tā, vai tie būtu valdības dokumenti vai ģimenes fotogrāfijas - labākajā gadījumā var uzglabāt 60 gadus. pat ja uz simtiem tūkstošiem gadu kaut kur uz Mēness aizmirstat "mūžīgo disku", atradējs varēs noskatīties tajā ierakstīto filmu.
M. V. vārdā nosauktās Krievijas Ķīmiskās-tehnoloģiskās universitātes stikla lāzera nanostrukturēšanas laboratorijas vadītājs Ivans Glebovs intervijā TASS pastāstīja par pašreizējo attīstības stāvokli un tā pielietošanas perspektīvām. DI. Mendeļejevs - viena no Advanced Research Foundation laboratorijām.
Kas ir “mūžīgais zibatmiņas disks”, pie kura strādājat?
- Tuvākā mūsu attīstības definīcija var būt "mūžīgais arhīva disks". Tas ir īpaši stabils datu nesējs, kura pamatā ir stikla nanostruktūra, ko izstaro femtosekunžu lāzers, tas ir, lāzers, kas ģenerē īpaši īsus, desmitiem vai simtus femtosekundes gaismas impulsus ar īpaši augstu maksimālo jaudu. Tas ir oficiālais projekta nosaukums.
Vienkārši sakot, mēs izveidojam fizisku nesēju, kas saskaņā ar mūsu standartiem varētu neierobežotu laiku uzglabāt tajā ierakstīto informāciju. Turklāt viņam jāaizsargā informācija no "ārkārtas situācijām": ugunsgrēkiem, starojuma, elektromagnētiskajiem viļņiem.
Projekts sastāv no trim komponentiem: datu nesēja, datu ierakstīšanas un lasīšanas tehnoloģijas. "Disk" ir kvarca stikls kompaktdiska formā ar standarta diametru - 12 cm, biezumu - 1,2 mm, svaru - 300 g. … Pašlaik iegūtais ierakstīšanas ātrums ir vismaz 36 Mb / s, kas ir līdzvērtīgs Blu-Ray. Rezultātā lasīšanas ātrums ir līdz 50 Mbps.
Kāds ir diska darbības princips?
- Informācijas ierakstīšanas un nolasīšanas princips ir līdzīgs optisko disku (CD / DVD / Blue-Ray) principam - ar "ierakstīšanas" lāzera palīdzību diskā tiek veidoti punkti, kas glabā informāciju, līdzīgi kā parasto optisko disku bedrēs. Ar lasītāja palīdzību dati tiek pārsūtīti uz saņemošo ierīci, apstrādāti un padoti datorā audio, video, grafikas vai teksta datu veidā.
Reklāmas video:
Kāpēc jums ir nepieciešams "mūžīgais disks", ņemot vērā plašo informācijas glabāšanas veidu klāstu pasaulē?
- Cilvēce ir glabājusi informāciju vairāk nekā 10 tūkstošus gadu un šajā laikā ir radījusi jaunus informācijas nesējus: sākot no alu sienām, papirusa un ķīļveida tablešu loksnēm līdz magnētiskajiem un optiskajiem diskiem.
Bet datu glabāšanas laiks mūsdienu plašsaziņas līdzekļos ir nenozīmīgs pat salīdzinājumā ar iespiestām grāmatām vai māla plāksnēm. Ja mūsdienu vēsturniekiem izdosies iegūt informāciju no atrastiem rokrakstiem, kuru vecums pārsniedz 1000 gadus, tad nākotnes vēsturnieki nevarēs iegūt informāciju no mūsdienu datu nesējiem.
Vidējais informācijas glabāšanas laiks populārākajos datu nesējos - cietajos diskos (HDD / SSD), pēc ražotāju domām, nepārsniedz 50 gadus, optiskajos diskos (CD / DVD / Blu-Ray) - ne ilgāk kā 60 gadus, lenšu datu nesējos (straumētāji), saskaņā ar optimistiskām prognozēm informāciju var uzglabāt līdz 100 gadiem. Tādējādi tiek apdraudēta tādas informācijas saglabāšana, kurai nepieciešama arhīva glabāšana ilgāk par 100 gadiem. Nepieciešama regulāra informācijas pārrakstīšana un obligāta dublēšana, kas, no vienas puses, ievērojami palielina datu glabāšanas izmaksas, no otras puses, palielina iespēju, ka daļa informācijas tiks zaudēta, pārsūtot uz jaunu datu nesēju.
Cik ilgi "mūžīgais disks" var uzglabāt informāciju?
- Mūsu projekts ir veltīts tādu datu nesēju izveidei, kas spēj uzglabāt informāciju vairāk nekā 10 tūkstošus gadu: tas ir ilgāk, nekā tas ir bijis kopš domājamā Heopsa piramīdas būvēšanas laika. Standarta uzglabāšanas apstākļos informāciju no diska ar minimālām kļūdām būs iespējams nolasīt pat pēc 100 tūkstošiem gadu. Turklāt mūsu "mūžīgais disks" kosmiskā starojuma apstākļos spēs izturēt uguni, plūdus un pat ilgu lidojumu.
Kurā posmā šobrīd notiek projekta īstenošana?
- Projekts sākās 2015. gadā un tika izstrādāts trīs gadus. Mūsu mērķi bija: informācijas ierakstīšanas / nolasīšanas tehnoloģijas kvarca diskā izveide, nepieciešamā nesēja materiāla atlase un izveide un, pats galvenais, mērķa tehnisko rādītāju sasniegšanas iespējas apstiprināšana. Šie mērķi tagad ir sasniegti.
Tagad mēs veidojam kontaktus ar potenciālajiem šīs tehnoloģijas patērētājiem un gatavojamies izstrādes darbu sākumam 2018. gadā.
Kad mēs varam sagaidīt, ka mūžīgais disks parādīsies tirgū?
- Mēs plānojam uzsākt pilotprojektus kopā ar Krievijas Grāmatu kameru, Krievijas Valsts bibliotēku, dažiem valsts arhīviem līdz 2019. gadam, un līdz 2021. gadam plānojam sākt izmēģinājuma ražošanu, lai “mūžīgais disks” nonāktu komerciālajā tirgū.
Tas ir, militārie spēki, valdības aģentūras, arhīvi kļūs par galvenajiem jaunās tehnoloģijas patērētājiem?
- Mums ir divi tehnoloģiju pielietošanas jēdzieni. Pirmais ir dokumentācijas rezerves fondi. Ir krātuves ar īpaši vērtīgu dokumentu rezerves kopijām - valdības, kultūras, zinātnes, inženierzinātņu utt. Šādas krātuves jo īpaši atrodas augsta riska objektos, piemēram, ķīmiskās rūpnīcās, atomelektrostacijās. Negadījuma, teroristu uzbrukuma vai kara gadījumā šie līdzekļi ļaus atgūt datus. Šādos fondos informācija tiek glabāta drukātu dokumentu, ar roku rakstītu materiālu vai digitālu dokumentu mikrofotokopiju veidā, kas var iet bojā vienā ugunsgrēkā. Mūžīgie diski palīdzēs atrisināt šo problēmu.
Otrais jēdziens ir datu uzglabāšana saldētavā. Lielas IT korporācijas pāriet uz uzglabātās informācijas sadalījumu pa temperatūru: SSD datu nesējos pastāvīgi lielā ātrumā ir pieejami “karsti” dati; "siltiem" datiem piekļūst retāk, piekļuves ātrums ir mazāks un var izmantot HDD datu nesējus; "Aukstajiem" datiem piekļūst reti, ātrumam šeit nav lielas nozīmes, galvenais ir uzticamība un drošība un zemas uzglabāšanas izmaksas.
Daudzi IT uzņēmumi, piemēram, Facebook, saldētavās izmanto optiskos diskus (DVD / Blu-Ray). Tas ietaupa datu glabāšanu, kas var palikt nepieprasīta, piemēram, miljoniem fotoattēlu bez simpātijām, jo, saglabājot arhīvu optiskajos diskos, nav nepieciešams visu laiku tērēt enerģiju, tie vienkārši ir jāatsaiņo īstajā laikā. Bet SSD un HDD pat gaidīšanas režīmā patērē milzīgu enerģijas daudzumu. "Mūžīgie" stikla diski var būt lielisks risinājums "aukstai" datu glabāšanai - "informācijas mūžīgajā sasalumā" var saglabāt "tonnas" fotoattēlu.
Tādējādi galvenie "mūžīgo disku" patērētāji būs arhīvi, muzeji, bibliotēkas, valdības aģentūras, armija, bankas, valsts korporāciju uzņēmumi, kuriem jāuzglabā paaugstinātas nozīmes informācija: valdības dokumentācijas digitālās kopijas, ziņošana, bibliotēku un muzeju fondi. Arī "mūžīgo disku" plaši pieprasīs IT uzņēmumi, kas izmanto "auksto" datu glabāšanu. Tiek prognozēts, ka līdz 2020. gadam pasaulē tiks uzkrāti vairāk nekā 44 miljoni TB (44 Zettabaiti) datu, tas ir, būs daudz IT uzņēmumu - potenciālu mūsu attīstības patērētāju.
Vai plašsaziņas līdzekļi būs pieejami plašākā tirgū? Cik tas maksās?
“Mēs veidojam glabāšanas tehnoloģiju, kas noteikti jāpārdod. Jau tagad zinātnisko un inženiertehnisko pētījumu stadijā mēs saņemam priekšlikumus sadarbībai gan no valsts korporācijām, gan no privātiem IT uzņēmumiem.
Pašā datu nesēja izmaksas, kā arī datu reģistrēšanas un lasīšanas ierīču izmaksas tagad ir grūti noteikt, jo projekts atrodas tehnoloģiju un prototipu izstrādes stadijā. No otras puses, kvarca stikla ražošanas cena ir vairākas reizes zemāka nekā citiem optiskajiem materiāliem, un tā ražošana tiek noteikta Krievijas vadošajos stikla uzņēmumos. Tas ir, informācijas nesēja ražošana būs salīdzinoši lēta un tiks ražota Krievijas Federācijā. Var pieņemt, ka viena "diska" izmaksas būs proporcionālas mūsdienu noņemamā cietā diska izmaksām.
Kāda ir šī nesēja atmiņas ietilpība?
- Pašreizējā tehnoloģiju attīstības posmā mēs esam sasnieguši 25 GB lielu atmiņas ietilpību, kas ir līdzīga DVD un Blue-Ray. Tomēr mūsu pētījumi rāda, ka šajā vidē ir iespējams palielināt datu ierakstīšanas blīvumu līdz 1 TB, kas nav sasniedzams citiem optiskajiem diskiem un ir pārnēsājamo cieto disku prerogatīva.
Vai būs iespējams pārrakstīt informāciju uz "diska"?
- Izstrādājamā multivides veids ir “rakstīt, kad esmu daudz lasījis” (WORM), tas ir, tas nav pārrakstāms, kas ir īpaši svarīgi kritiskiem dokumentiem. Jūs varat būt pārliecināts, ka neviens neizdzēsīs, nepārrakstīs un nemainīs datus. Digitālie paraksti vai sertifikāti, ko izmanto noteiktu dokumentu apstiprināšanai, būs aktuāli arī visā datu nesēja lietošanas periodā, tie nebūs jāatjaunina.
“Mūžīgais disks” spēs izturēt ugunsgrēkus, plūdus un radiāciju. Kādos apstākļos testi tika veikti?
- Visi fiziskie ierobežojumi informācijas glabāšanai ir saistīti tikai ar materiāla, no kura izgatavots nesējs, galīgo izturību. Atšķirībā no DVD diskiem, Blu-Ray diski, kas izgatavoti no savstarpēji savienotiem plastmasas slāņiem, vai mazāk pazīstamais M-Disc, kuru ražotāji paredz glabāšanas laiku līdz 1000 gadiem, mūsu izstrādātais "mūžīgais disks" ir monolīts disks. izgatavots no kvarca stikla bez slāņiem. Informācija diskā tiek ierakstīta nanoskaļās stikla struktūrā.
Kvarca stikls iztur augstu temperatūru, ir izturīgs pret agresīvu ķīmisko vidi, un to neietekmē elektromagnētiskais starojums, kas var viegli sabojāt cietos diskus. Mēs pārbaudījām disku izturību, saspiešanu, kritumu, izturību pret augstām temperatūrām un asiem temperatūras kritumiem, radiācijas un ķīmisko izturību. Ja mēģināt, mūsu disku var salauzt, bet, pirmkārt, šo problēmu viegli atrisina triecienizturīgs korpuss, otrkārt, šādus diskus nav paredzēts pastāvīgi nēsāt kabatā - tie ir paredzēti stacionārai lietošanai.
Mūsu disks dienas laikā var atrasties temperatūrā līdz 1000 grādiem pēc Celsija, un no tā var nolasīt informāciju. Turklāt mūsu pētījumi ir parādījuši, ka pat termiskais šoks, pārvietojot disku no krāsns ar temperatūru 900 grādi pēc Celsija, uz aukstu ūdeni nerada defektus vai būtiskas kļūdas informācijas lasīšanā. Šis īpašums ir ļoti svarīgs, dzēšot ugunsgrēkus, jo sadzīves ugunsgrēka rezultātā slēgtās telpās visi zināmie datu nesēji tiek fiziski iznīcināti, un dati no tiem tiek pilnībā zaudēti. Tas attiecas uz stratēģiskas nozīmes arhīviem, valdības un militārajām institūcijām, kur dominējošais uzdevums ir informācijas saglabāšana.
Kas attiecas uz radiācijas pretestību, tad diski var izturēt atrašanos reaktora aktīvās daļas tuvumā vienu dienu, un stikla ķīmiskā izturība ir par vairākām pakāpēm augstāka nekā DVD / Blu-Ray diskos. Izstrādāto informācijas nesēju var nosūtīt kosmosa ceļojumos, un pārliecinieties, ka dati paaugstināta starojuma apstākļos neierobežotu laiku paliks droši.
Vienkārši sakot, šāds disks var ilgi gulēt uz Mēness virsmas, un tad mēs varam skatīties tajā ierakstītu filmu. Šī attīstība garantē, ka visa Krievijas un cilvēces vēsture tiks ierakstīta stikla diskā, varētu teikt, uz visiem laikiem un nekad nepazudīs.
Vai ārzemēs tiek izstrādātas ierīces mūžīgai informācijas glabāšanai? Ar ko tie atšķiras no jūsu dizaina?
- Visā pasaulē tagad tiek izstrādāti dažādi datu nesēji, kas ilgtermiņā nodrošinātu informācijas glabāšanu. Microsoft pēta informācijas uzglabāšanas iespēju DNS, viņu kolēģi, arī no Amerikas Savienotajām Valstīm, pēta datu glabāšanas procesus dimantos, taču lielākā daļa esošo attīstības tālu ir no mūsu projektā iegūtajiem rezultātiem.
Līdzīga attīstība kā mums - datu ierakstīšana silīcija stiklā - tika veikta Hitachi laboratorijā. Viņi solīja gatavo produktu laist tirgū 2015. gadā, taču līdz šim viņi ir parādījuši tikai nelielu stikla gabalu ar dažiem datu bitiem. Un tā ir galvenā atšķirība starp Hitachi pieeju un mūsu tehnoloģijām - datu ierakstīšanas blīvumu. Uz viņu nesējiem informācija tiek ierakstīta 3D formātā, bet mēs izveidojam daudzlīmeņu (5D) optisko atmiņu, kur katrā brīdī mēs ierakstām nevis vienu, bet vismaz 3 informācijas bitus.
Intervē Dmitrijs Strugovets
