Компания Cerebyte создала прототип системы хранения архивных данных, используя стекло, керамику и лазер. По долговечности накопитель информации способен соперничать с древними глиняными клинописными табличками, созданными шумерами около 3,5 тыс лет назад. Считать информацию с носителя Cerebyte можно будет и через 5 тыс. лет, а храниться на одном накопителе может до 10 ПБ данных.
Если стартап будет успешным, в 2030 году такие системы хранения обретут массовую популярность, а HDD и SSD, возможно, станут пережитком прошлого. Подробности изобретения — под катом.
“Холодные” данные, способные храниться тысячи лет
У современных носителей информации, которые используются для “холодного” хранения, есть недостатки. Магнитные и оптические системы, обладающие необходимой скоростью, плотностью и стоимостью не способны долго хранить информацию. Со временем все они деградируют, кто быстрее, кто медленнее. Остальные технологии либо недостаточно быстрые, либо слишком дорогие.
Прототип архивного носителя данных от Cerebyte предназначен для решения всех вышеуказанных проблем при помощи материала, который отличается большой емкостью, быстротой, низкой стоимостью и способен прослужить людям тысячи лет. Устройство имеет стеклянную подложку — небольшой квадрат или гибкую ленту из Gorilla Glass или Corning, на которую нанесены слои керамики толщиной от 50 до 100 атомов.
Данные записываются на керамическом покрытии при помощи фемтосекундных лазерных импульсов. Один импульс записывает 2 000 000 бит информации. Пластины для записи планируется хранить в роботизированных хранилищах в стандартных 19-дюймовых модулях, а для чтения требуются микроскопы высокого разрешения. Сохраненная информация будет представлять собой массив микроточек, которые можно сравнить визуально с QR-кодом. Для увеличения емкости, устройство может быть двусторонним и доступным только для чтения или записи, но не для изменений.
Замена традиционным носителям информации
Холодные хранилища данных необходимы для консервирования изредка необходимой информации. Это могут быть записи соответствия, исторические архивы и медиафайлы. Наиболее надежные современные “холодные” хранилища записывают эти данные на магнитную ленту и хранят носители при постоянных влажности, температуре и давлении.
Но как аккуратно ни храни, магнитные носители деградируют, причем достаточно быстро.
Это же относится и к лазерным дискам — пластик относительно быстро приходит в негодность, есть и другие факторы, приводящие к нечитаемости носителя. Современные системы хранения данных высочайшего уровня способны сохранять информацию в течении нескольких десятилетий, не больше. А срок службы многих данных, представляющих ценность для нашей цивилизации, должен быть на порядок выше.
Вдохновение историей
При создании своего носителя данных инженеры компании Cerabyte черпали вдохновение у глиняных табличек шумеров, которые на протяжении тысяч лет сохраняют информацию. Эпос о Гильгамеше, одно из самых древних произведений, был нанесен клинописью на глиняных табличках целых 3800 лет назад. А рецепт месопотамского пива (бесценный артефакт) — еще старше, его записали 5 тысяч лет назад. Но стартап Cerabyte планирует побить все рекорды и создать условия для хранения данных на десятки тысяч лет вперед, как в случае со скульптурами «Венеры палеолита», возраст которых составляет 25-35 тысяч лет. На некоторых из них сохранилась микроструктура и отпечатки пальцев людей, которые создавали скульптуры.
Также специалисты компании изучали свойства космических материалов. Так, метеорит возрастом 4,5 миллиарда лет дал им идею по созданию прочного материала, стойкого к воздействию внешних факторов. При входе метеорита в атмосферу земли, пары нитрида металла (природная керамика) окутали метеорит, сделав его невосприимчивым практически к любым неблагоприятным условиям и температуре до 1200 градусов Цельсия. Это вдохновило Cerabyte на создание устройств для практически вечного хранения ценных данных.
Скорость, емкость и надежность
Что касается структуры, то накопитель покрыт несколькими слоями специальной керамики толщиной примекрно по 300 мкм каждый. Скорость передачи в несколько тоже впечатляет, составляя несколько Гбит/с.
Учитывая, что неорганический керамический материал нанесен на стеклянную подложку, он будет устойчив к большинству неблагоприятных условий: к температурам от от -273°C до 300°C, к кислотам и другим агрессивным средам, к электромагнитным импульсам. Компания также прогнозирует, что затраты на производства будут снижены до 75% по сравнению с традиционных системами холодного хранения данных. Кроме того, новый проект позволит сократить объем электронных отходов — тех же HDD и SSD, массово выбрасываемых на свалки каждый год. Далеко не все из них утилизируются.
Долгосрочные планы Cerabyte
Cerabyte планирует постепенно совершенствовать технологию. Так, в 2024 году ожидается выпуск первого носителя информации, оборудованного картриджами с несколькими стеклами с керамическим покрытием. Через несколько лет компания надеется научиться производить и выпускать носители с гибкой стеклянной лентой большей емкости.
Предполагается, что первые устройства будут иметь емкость от 10 до 100 петабайт, с размерами битов от 100 до 3 нм. В следующем поколении носителей плотность хранения материала достигнет 1 ТБ или более на один квадратный миллиметр.
Cerabyte утверждает, что в случае успешного тестирования накопителей в “полевых условиях” ее технология создаст «революцию хранения данных», которая способна полностью изменить существующий рынок. Конечно, пока это лишь слова, для того, чтобы понять, на что в реальности годен новый накопитель, нужны тесты независимых экспертов.
Да и про привод для считывания такого накопителя как-то не особо много известно — а ведь он в такой системе является важнейшим элементом. При этом, насколько можно понять, запись информации и ее считывание выполняется разными устройствами.
