Vene teadlased arendavad Advanced Study Foundationi (FPI) korraldusel välja "igavese ketta" andmete salvestamiseks. Kvartsklaasist seade, mis ei karda tuld, vett ja kiirgust, suudab 1 TB teavet salvestada kuni 100 tuhat aastat, samas kui tänapäevane meedium suudab andmeid - olgu need siis valitsuse dokumendid või perekonna fotod - parimal juhul säilitada 60 aastat. Ja isegi kui sa unustad "igavese ketta" kuhugi sadadeks tuhandeteks aastateks, saab leidja sellele salvestatud filmi vaadata.
M. V. nimelise Vene keemia-tehnikaülikooli klaasi laser nanostruktureerimise labori juhataja Ivan Glebov rääkis intervjuus TASS-ile praegusest arenguolukorrast ja selle rakendamise väljavaadetest. DI. Mendelejev - üks teadusuuringute sihtasutuse laboritest.
Mis on "igavene mälupulk", millega te töötate?
- Meie arengu lähim määratlus võib olla "igavene arhiiviketas". See on ülistabiilne andmekandja, mis põhineb klaasist nanostruktuuril femtosekundilise laseri kiirgusel, see tähendab laser, mis genereerib ülilühikese, kümneid või sadu femtosekundilisi ülipika tippvõimsusega valgusimpulsse. See on projekti ametlik nimi.
Lihtsamalt öeldes loome füüsilise andmekandja, mis suudaks sinna salvestatud teavet meie standardite kohaselt piiramatult säilitada. Veelgi enam, ta peab kaitsma teavet "hädaolukordade" eest: tulekahjud, kiirgus, elektromagnetlained.
Projekt koosneb kolmest komponendist: meedia, andmete salvestamise ja lugemise tehnoloogiad. "Ketas" on kvartsklaas CD kujul, mille standardläbimõõt on 12 cm, paksus - 1,2 mm, kaal - 300 g. Salvestamine toimub femtosekundilise laseri abil, lugemine toimub dünaamilise kahemurdumise analüüsiüksuse põhjal, mille on välja töötanud meie kaastäitur Polyuse uurimisinstituut … Praegu on salvestuskiirus vähemalt 36 Mbps, mis on samaväärne Blu-Rayga. Saadud lugemiskiirus on kuni 50 Mbps.
Mis on plaadi tööpõhimõte?
- Informatsiooni salvestamise ja lugemise põhimõte sarnaneb optiliste ketaste (CD / DVD / Blue-Ray) põhimõttele - "salvestava" laseri abil luuakse kettale teavet salvestavaid punkte, analoogselt tavaliste optiliste ketaste süvenditega. Lugeja abiga edastatakse andmed vastuvõtvasse seadmesse, töödeldakse ja suunatakse arvutisse heli-, video-, graafika- või tekstiandmete kujul.
Reklaamvideo:
Miks on teil vaja "igavest ketast", arvestades maailmas kättesaadavate andmete laia valikut?
- Inimkond on salvestanud teavet rohkem kui 10 tuhat aastat ja selle aja jooksul loonud uusi teabekandjaid: koobaste seintest, papüüruslehtedest ja kiilkirjatahvlitest kuni magnetiliste ja optiliste ketasteni.
Kuid andmete säilivusaeg tänapäevases meedias on tühine isegi võrreldes trükitud raamatute või savitahvlitega. Kui nüüdisaegsetel ajaloolastel õnnestub teavet hankida leitud käsikirjadest, mis on vanemad kui 1000 aastat, siis tulevikuajaloolased ei saa teavet kaasaegsetest andmekandjatest.
Informatsiooni keskmine salvestusaeg kõige populaarsematel andmekandjatel - kõvakettad (HDD / SSD) on tootjate sõnul mitte rohkem kui 50 aastat, optilistel ketastel (CD / DVD / Blu-Ray) - mitte rohkem kui 60 aastat, lindil (voogesitajad), vastavalt optimistlikele prognoosidele võib teavet säilitada kuni 100 aastat. Seega on arhiivisalvestamist vajava teabe säilitamine üle 100 aasta ohus. Vaja on regulaarset teabe ümberkirjutamist ja teabe kohustuslikku varundamist, mis ühelt poolt suurendab oluliselt andmete salvestamise kulusid ja teiselt poolt suurendab tõenäosust, et uuele andmekandjale üle minnes osa teavet kaob.
Kui kaua võib "igavene ketas" teavet salvestada?
- Meie projekt on pühendatud andmekandja loomisele, mis on võimeline säilitama teavet rohkem kui 10 tuhande aasta jooksul: see on pikem kui Cheopsi püramiidi ehitamise oletatavast ajast. Standardsetes salvestustingimustes on võimalik kettalt teavet lugeda minimaalsete vigadega ka 100 tuhande aasta pärast. Lisaks sellele suudab meie "igavene ketas" kosmilise kiirguse tingimustes vastu pidada tulele, veeuputusele ja isegi pikale lennule.
Millises etapis on praegu projekti elluviimine?
- Projekt algas 2015. aastal ja oli kavandatud kolmeks aastaks. Meie eesmärgid olid: kvartsplaadil teabe salvestamise / lugemise tehnoloogia väljatöötamine, vajaliku kandematerjali valimine ja loomine ning mis kõige tähtsam - sihtotstarbeliste näitajate saavutamise võimaluse kinnitamine. Need eesmärgid on nüüd saavutatud.
Nüüd loome kontakte selle tehnoloogia potentsiaalsete tarbijatega ja valmistume 2018. aasta arendustööde alguseks.
Millal võib eeldada, et igavene ketas ilmub turule?
- Plaanime koos Vene raamatukoja, Venemaa riigiraamatukogu, mõne riigiarhiiviga käivitada 2019. aastaks pilootprojektid ja aastaks 2021 plaanime käivitada piloottootmise, et tuua “igavene ketas” kommertsturule.
See tähendab, et sõjaväest, valitsusasutustest, arhiividest saavad uue tehnoloogia peamised tarbijad?
- Meil on kaks tehnoloogia rakendamise kontseptsiooni. Esimene neist on dokumentatsiooni reservfondid. Leidub eriti väärtuslike dokumentide varunduskoopiaid - valitsuse, kultuuri-, teadus-, inseneri- jm. Eelkõige asuvad sellised hoidlad kõrge riskiga rajatistes, näiteks keemiatehastes, tuumaelektrijaamades. Õnnetuse, terrorirünnaku või sõja korral võimaldavad need vahendid teil andmeid taastada. Nüüd on sellistes fondides teave salvestatud trükitud dokumentide, käsitsi kirjutatud materjalide või digitaalsete dokumentide mikrofotokoopiatena, mis võivad samas tulekahjus hukkuda. Igavesed kettad aitavad seda probleemi lahendada.
Teine mõiste on andmete külmhoidla. Suured IT-ettevõtted lähevad üle salvestatud teabe "temperatuuri" jaotusele: "kuumad" andmed on SSD-andmekandjatel pidevalt suure kiirusega saadaval; "soojale" andmetele pääseb juurde harvemini, juurdepääsukiirus on väiksem ja saab kasutada kõvaketta meediumit; "Külmade" andmete juurde pääseb harva, kiirusel pole siin suurt tähtsust, peamine on töökindlus ja ohutus ning madalad hoiukulud.
Paljud IT-ettevõtted nagu Facebook kasutavad külmhoonete jaoks optilisi kettaid (DVD / Blu-Ray). See hoiab kokku selliste andmete salvestamise kulusid, mis võivad jääda nõudmata, näiteks miljonid fotod ilma meeldimiseta, sest optiliste ketaste arhiivi pidamiseks ei pea te kogu aeg energiat kulutama, vaid peate lihtsalt õigel ajal üles keerutama. Kuid SSD ja HDD tarbivad tohutult energiat isegi ooterežiimis. "Igavesed" klaasist kettad võivad olla suurepärane lahendus "külma" andmete salvestamiseks - "tonni" fotosid saab salvestada "teabe igikeltsa".
Seega saavad "igaveste ketaste" peamisteks tarbijateks arhiivid, muuseumid, raamatukogud, valitsusasutused, armee, pangad, riigikorporatsioonide ettevõtted, mis peavad säilitama suurenenud tähtsusega teavet: valitsuse dokumentide digitaalsed koopiad, aruandlus, raamatukogu ja muuseumifondid. Samuti nõuavad igavest ketast IT-ettevõtted, kes kasutavad "külma" andmesalvestust. Prognoositakse, et aastaks 2020 koguneb maailmas enam kui 44 miljonit TB (44 Zettabaiti) andmeid, see tähendab, et seal on palju IT-ettevõtteid - potentsiaalseid meie arengu tarbijaid.
Kas meedia on laiemal turul kättesaadav? Kui palju see maksma läheb?
“Loome ladustamistehnoloogia, mis vajab kindlasti müüki. Juba praegu, teadus- ja inseneriuuringute etapis, saame koostööettepanekuid nii riigikorporatsioonidelt kui ka eraettevõtete IT-ettevõtetelt.
Meedia enda maksumust, samuti andmete salvestamise ja lugemise seadmete maksumust on nüüd raske kindlaks teha, sest projekt on tehnoloogia ja prototüübi väljatöötamise staadiumis. Teiselt poolt on kvartsklaasi tootmiskulud võrreldes teiste optiliste materjalidega kordades madalamad ja selle tootmine on loodud Venemaa juhtivates klaasifirmades. See tähendab, et infokandja enda tootmine on suhteliselt odav ja seda hakatakse tootma Venemaa Föderatsioonis. Võib arvata, et ühe "ketta" maksumus on proportsionaalne kaasaegse eemaldatava kõvaketta maksumusega.
Kui suur on selle andmekandja mälumaht?
- Praeguses tehnoloogiaarenduse etapis oleme jõudnud 25 GB mälumahuni, mis sarnaneb DVD-de ja Blue-Rayga. Kuid meie uuring näitab, et sellel andmekandjal on võimalik andmete salvestamise tihedust suurendada kuni 1 TB, mis on teiste optiliste ketaste jaoks kättesaamatu ja on kaasaskantavate kõvaketaste eesõigus.
Kas "kettal" olevat teavet on võimalik üle kirjutada?
- Arendatava meediumitüübi tüüp on "kirjuta üks kord, loe palju" (WORM - kirjuta üks kord loe palju), see tähendab, et seda ei saa uuesti kirjutada, mis on eriti oluline kriitiliste dokumentide puhul. Võite olla kindel, et keegi ei kustuta, ei kirjuta üle ega muuda andmeid. Teatud dokumentide kinnitamiseks kasutatavad digitaalallkirjad või sertifikaadid on asjakohased ka kogu andmekandja kasutusaja jooksul, neid pole vaja ajakohastada.
“Igavene ketas” peab vastu tulekahjudele, üleujutustele ja kiirgusele. Ja mis tingimustel katseid tehti?
- Kõik füüsilised piirangud teabe salvestamisel tulenevad ainult materjali lõplikust tugevusest, millest kandja on valmistatud. Erinevalt DVD-st, Blu-Ray plaatidest, mis on valmistatud omavahel ühendatud plastkihtidest, või vähemtuntud M-Discist, mille tootjad eeldavad säilivusaega kuni 1000 aastat, on meie välja töötatud "igavene ketas" monoliitplaat valmistatud ilma igasuguste kihtideta kvartsklaasist. Plaadil olev teave salvestatakse nanoskaalas klaaskonstruktsioonis.
Kvartsklaas talub kõrgeid temperatuure, on vastupidav agressiivsele keemilisele keskkonnale ja seda ei mõjuta elektromagnetkiirgus, mis võib kõvakettaid lihtsalt kahjustada. Testisime ketaste tugevust, kokkusurumist, kukkumist, vastupidavust kõrgetele temperatuuridele ja järskudele temperatuurilangustele, kiirgus- ja keemilist vastupidavust. Kui proovite, võib meie ketas puruneda, kuid esiteks saab selle probleemi lihtsalt lahendada löögikindel korpus ja teiseks ei tohiks selliseid plaate pidevalt taskus kanda - need on mõeldud statsionaarseks kasutamiseks.
Meie ketas võib päeval olla temperatuuril kuni 1000 kraadi ja sellest saab teavet välja lugeda. Veelgi enam, meie uuringud on näidanud, et isegi termiline šokk, mille käigus ketas liigutatakse temperatuurilt 900 kraadi Celsiuse järgi külma vette, ei põhjusta teabe lugemisel defekte ega olulisi vigu. See omadus on tulekahjude kustutamisel väga oluline, kuna suletud ruumides toimuva olmepõlengu tagajärjel hävitatakse füüsiliselt kõik teadaolevad andmekandjad ja nende andmed kaovad täielikult. See on oluline strateegilise tähtsusega arhiivide, valitsuse ja sõjaväe asutuste puhul, kus domineeriv ülesanne on teabe säilitamine.
Kiirguskindluse osas peavad kettad päevaks vastu reaktori aktiivse osa lähedal viibimisele ning klaasi keemiline vastupidavus on mitu suurusjärku suurem kui DVD / Blu-Ray ketastel. Väljatöötatud infokandjat saab saata kosmosereisidele ja olla kindel, et suurenenud kiirguse tingimustes jäävad andmed piiramatuks ajaks ohutuks.
Lihtsamalt öeldes võib selline ketas kaua Kuu pinnal lebada ja siis saame vaadata sellele salvestatud filmi. See areng tagab, et kogu Venemaa ja inimkonna ajalugu salvestatakse klaas kettale, võib öelda, et igavesti ja ei kao kunagi.
Kas välismaal töötatakse välja seadmeid teabe igaveseks säilitamiseks? Kuidas need erinevad teie kujundusest?
- Üle kogu maailma töötatakse praegu välja erinevaid andmekandjaid, mis pakuksid teavet pikaajaliselt. Microsoft uurib võimalust DNA-sse teavet salvestada, nende kolleegid, ka USA-st, uurivad teemantides andmete salvestamise protsesse, kuid enamik olemasolevatest arengutest on kaugel meie projektis saadud tulemustest.
Meie omaga sarnane areng - andmete salvestamine räniklaasiga - viidi läbi Hitachi laboris. Nad lubasid valmistoote 2015. aastal turule lasta, kuid seni näitasid nad vaid väikest klaasikildu, kus oli paar bitti andmeid. Ja see on peamine erinevus Hitachi lähenemisviisi ja meie tehnoloogia vahel - andmete salvestamise tihedus. Nende meediumil salvestatakse teave 3D-vormingus, kuid loome mitmetasandilise (5D) optilise mälu, kuhu me igas punktis kirjutame mitte ühe, vaid vähemalt 3 bitti teavet.
Küsitleb Dmitri Strugovets
