Руските учени по инструкции на Фонда за напреднали изследвания (FPI) разработват "вечен диск" за съхранение на данни. Устройство, изработено от кварцово стъкло, което не се страхува от огън, вода и радиация, ще може да съхранява 1 TB информация до 100 хиляди години, докато съвременните медии могат да съхраняват данни - независимо дали става дума за държавни документи или семейни снимки - в най-добрия случай за 60 години. дори да забравите "вечния диск" някъде на Луната в продължение на стотици хиляди години, търсачът ще може да гледа филма, записан на него.
Иван Глебов, ръководител на лабораторията за лазерна наноструктуриране на стъкло в Руския университет по химическа технология на името на В. И., разказа за текущото състояние на развитието и перспективите за прилагането му в интервю за ТАСС. DI. Менделеев - една от лабораториите на Фондацията за модерни изследвания.
Какво е „вечното флаш устройство“, върху което работите?
- Най-близкото определение за нашето развитие може да бъде "вечен архивен диск". Това е ултрастабилен носител на информация, базиран на стъкло, наноструктурирано от излъчване на фемтосекунден лазер, тоест лазер, който генерира ултракоротки, десетки или стотици фемтосекунди светлинни импулси с ултра висока пикова мощност. Това е официалното име на проекта.
С прости думи, ние създаваме физически носител, който може да съхранява записаната в него информация за неограничено време, в съответствие с нашите стандарти. Освен това той трябва да защитава информацията от „извънредни ситуации“: пожари, радиация, електромагнитни вълни.
Проектът се състои от три компонента: медия, технологии за запис на данни и четене. "Диск" е кварцово стъкло под формата на компактдиск със стандартен диаметър - 12 см, дебелина - 1,2 мм, тегло - 300 g. … Получената в момента скорост на запис е най-малко 36 Mbps, което е еквивалентно на Blu-Ray. Получената скорост на четене е до 50 Mbps.
Какъв е принципът на действие на диска?
- Принципът на запис и четене на информация е подобен на принципа за оптичните дискове (CD / DVD / Blue-Ray) - с помощта на "записващ" лазер в диска се създават точки, съхраняващи информация, аналогични на ямките в обикновените оптични дискове. С помощта на четеца данните се предават на приемащото устройство, обработват се и се въвеждат в компютъра под формата на аудио, видео, графични или текстови данни.
Промоционално видео:
Защо се нуждаем от „вечен диск“, предвид широкия набор от начини за съхранение на информация, налична в света?
- Човечеството съхранява информация повече от 10 хиляди години и през това време създава нови информационни носители: от стените на пещери, листове от папирус и клинописни плочи до магнитни и оптични дискове.
Но срокът на годност на данните на съвременните носители е незначителен дори в сравнение с печатни книги или глинени таблетки. Ако съвременните историци успеят да извлекат информация от намерени ръкописи на възраст повече от 1000 години, тогава историците на бъдещето няма да могат да извличат информация от съвременните носители на данни.
Средният живот на съхранение на информация на най-популярните носители за съхранение - твърди дискове (HDD / SSD), според производителите, е не повече от 50 години, на оптични дискове (CD / DVD / Blu-Ray) - не повече от 60 години, на лентови носители (стримери), според оптимистичните прогнози информацията може да се съхранява до 100 години. По този начин запазването на информацията, изискваща архивно съхранение за повече от 100 години, е застрашено. Необходимо е редовно пренаписване и задължително архивиране на информация, което, от една страна, значително увеличава разходите за съхранение на данни, а от друга, увеличава вероятността от загуба на част от информацията при прехвърляне на нов носител.
Колко дълго „вечният диск“може да съхранява информация?
- Нашият проект е посветен на създаването на носител на данни, способен да съхранява информация повече от 10 хиляди години: това е по-дълго, отколкото е било от предполагаемото време на изграждането на пирамидата на Хеопс. При стандартни условия на съхранение ще бъде възможно да се чете информация от диск с минимални грешки дори след 100 хиляди години. Освен това нашият „вечен диск“ще може да издържа на огън, потоп и дори дълъг полет при условия на космическа радиация.
На какъв етап е реализацията на проекта сега?
- Проектът стартира през 2015 г. и беше проектиран за три години. Нашите цели бяха: разработване на технология за запис / четене на информация на кварцов диск, избор и създаване на необходимия носител материал и най-важното потвърждаване на възможността за постигане на целеви технически показатели. Тези цели вече са постигнати.
Сега установяваме контакти с потенциални потребители на тази технология и се подготвяме за началото на разработката през 2018 г.
Кога можем да очакваме вечният диск да се появи на пазара?
- Планираме да стартираме пилотни проекти заедно с Руската камара на книгите, Руската държавна библиотека, някои държавни архиви до 2019 г., а до 2021 г. планираме да стартираме пилотно производство, за да изведем „вечния диск“на търговския пазар.
Тоест, военните, държавните агенции, архивите ще станат основните потребители на новата технология?
- Имаме две концепции за приложение на технологиите. Първият е резервите на документацията. Има хранилища с резервни копия на особено ценни документи - държавни, културни, научни, инженерни и др. По-специално такива съоръжения за съхранение са разположени в съоръжения с висок риск, например химически заводи, атомни електроцентрали. В случай на инцидент, терористична атака или война тези средства ще ви позволят да възстановите данните. Сега в такива фондове информацията се съхранява под формата на микрофотокопия на отпечатани документи, ръкописни материали или цифрови документи, които могат да загинат при същия огън. Вечните дискове ще помогнат за решаването на този проблем.
Втората концепция е съхранението на данни. Големите ИТ корпорации преминават към разделяне на температурата на съхраняваната информация: „горещите“данни са достъпни постоянно с висока скорост на SSD носители; "топъл" данни са достъпни по-рядко, скоростта на достъп е по-ниска и може да се използва HDD носител; „студените“данни са достъпни рядко, скоростта тук е от малко значение, основното е надеждността и безопасността и ниските разходи за съхранение.
Много ИТ компании като Facebook използват оптични дискове (DVD / Blu-Ray) за студено съхранение. Това спестява разходите за съхранение на данни, които могат да останат непотърсени, например милиони снимки без харесвания, тъй като поддържането на архива на оптични дискове не трябва да харчи енергия през цялото време, а просто трябва да се размотава в точното време. Но SSD и HDD консумират огромно количество енергия дори в режим на готовност. „Вечните“стъклени дискове могат да бъдат отлично решение за „студено“съхранение на данни - „тонове“снимки могат да се съхраняват в „информационната вечна слана“.
По този начин основните потребители на „вечни дискове“ще бъдат архивите, музеите, библиотеките, държавните агенции, армията, банките, предприятията на държавни корпорации, които трябва да съхраняват информация с повишено значение: цифрови копия на държавна документация, отчети, библиотечни и музейни фондове. Също така, "вечният диск" ще бъде широко търсен от ИТ-компаниите, използващи "студено" съхранение на данни. Предвижда се до 2020 г. повече от 44 милиона TB (44 Zettabytes) данни да бъдат натрупани в света, тоест ще има много ИТ компании - потенциални потребители на нашето развитие.
Медиите ще бъдат ли достъпни на по-широкия пазар? Колко ще струва?
„Ние създаваме технология за съхранение на данни, която определено трябва да бъде продадена. Вече на етапа на научните и инженерни изследвания получаваме предложения за сътрудничество както от държавни корпорации, така и от частни ИТ компании.
Разходите за самия носител, както и разходите за устройства за запис и четене на данни, сега са трудни за определяне, тъй като проектът е на етап разработка на технологии и прототипи. От друга страна, производствената цена на кварцовото стъкло е няколко пъти по-ниска в сравнение с други оптични материали, а производството му е установено във водещите стъкларски предприятия в Русия. Тоест самият носител на информация ще бъде сравнително евтин за производство и ще се произвежда в Руската федерация. Може да се предположи, че цената на един "диск" ще бъде съизмерима с цената на модерен сменяем твърд диск.
Какъв е капацитетът за съхранение на този носител?
- На сегашния етап от развитието на технологиите достигнахме капацитет за съхранение от 25 GB, което е подобно на DVD и Blue-Ray. Нашите изследвания обаче показват, че е възможно да се увеличи плътността на запис на данни на тази среда до 1 TB, което е недостижимо за други оптични дискове и е прерогатив на преносимите твърди дискове.
Ще бъде ли възможно да се презапише информацията на "диска"?
- Типът медия, която се разработва, е „пиши веднъж, прочети много“(WORM - пиши веднъж, прочети много), тоест не може да се презаписва, което е особено важно за критични документи. Можете да сте сигурни, че никой няма да изтрие, презапише или промени данните. Цифровите подписи или сертификати, използвани за потвърждаване на определени документи, също ще бъдат от значение през целия период на използване на носителя, няма да е необходимо да се актуализират.
„Вечен диск“ще може да издържа на пожари, наводнения и радиация. И при какви условия бяха проведени тестовете?
- Всички физически ограничения за съхранение на информация се дължат само на максималната здравина на материала, от който е направен носителят. За разлика от DVD-тата, Blu-Ray дисковете, които са направени от взаимосвързани слоеве пластмаса, или по-малко известните M-Disc, за които производителите постулират живот на съхранение до 1000 години, „вечният диск“, който разработихме, е монолитен диск изработени от кварцово стъкло без никакви слоеве. Информацията в диска се записва в наномащаба в стъклената структура.
Кварцовото стъкло може да издържа на високи температури, устойчиво е на агресивна химическа среда и не се влияе от електромагнитно излъчване, което може лесно да повреди твърдите дискове. Тествахме дисковете за якост, компресия, падане, устойчивост на високи температури и резки температурни спадове, радиационна и химическа устойчивост. Ако опитате, нашият диск може да бъде счупен, но, първо, този проблем може лесно да бъде решен чрез удароустойчив калъф, и второ, не трябва да се носят такива дискове постоянно в джоба ви - те са предназначени за стационарна употреба.
Нашият диск може да бъде при температури до 1000 градуса по Целзий през деня и от него може да се прочете информация. Нещо повече, нашето изследване показа, че дори термичен удар с преместване на диск от фурна с температура 900 градуса по Целзий в студена вода не води до дефекти или значителни грешки при четене на информация. Това свойство е много важно при гасене на пожари, тъй като в резултат на битов пожар в затворени помещения всички известни носители за съхранение са физически унищожени и данните от тях са напълно загубени. Това е от значение за архиви със стратегическо значение, правителствени и военни институции, където запазването на информацията е доминиращата задача.
Що се отнася до радиационната устойчивост, дисковете могат да издържат близо до активната част на реактора за един ден, а химическата устойчивост на стъклото е с няколко порядъка по-висока от DVD / Blu-Ray дисковете. Разработеният носител на информация може да бъде изпратен при космическо пътуване и бъдете сигурни, че данните ще останат в безопасност неограничено време в условия на повишена радиация.
Най-просто казано, такъв диск може да лежи дълго време на повърхността на Луната и след това можем да гледаме филм, записан на него. Това развитие гарантира, че цялата история на Русия и човечеството ще бъде записана на стъклен диск, може да се каже, завинаги и никога няма да изчезне.
Разработват ли се устройства за вечно съхранение на информация в чужбина? По какво се различават от вашия дизайн?
- По света сега се разработват различни носители на данни, които биха осигурили дългосрочно съхранение на информация. Microsoft разследва възможността за съхраняване на информация в ДНК, техни колеги, също от САЩ, изучават процесите на съхранение на данни в диаманти, но повечето от съществуващите разработки са далеч от резултатите, получени в нашия проект.
Подобна разработка на нашата - запис на данни в силициево стъкло - беше извършена в лабораторията на Hitachi. Те обещаха да пуснат готов продукт на пазара през 2015 г., но засега показаха само малко парче стъкло с няколко бита данни. И това е основната разлика между подхода на Hitachi и нашата технология - плътност на запис на данни. На техните носители информацията се записва в 3D формат, но ние създаваме многостепенна (5D) оптична памет, където във всяка точка записваме не една, а поне 3 бита информация.
Интервюира Дмитрий Струговец