Ruskí vedci na základe pokynov Fondu pre pokročilý výskum (FPI) vyvíjajú „večný disk“na ukladanie údajov. Zariadenie vyrobené z kremenného skla, ktoré sa nebojí ohňa, vody a žiarenia, bude schopné uchovávať 1 TB informácií až 100 000 rokov, zatiaľ čo moderné médiá sú schopné uchovávať údaje - či už vládne dokumenty alebo rodinné fotografie - v najlepšom prípade 60 rokov. A aj keď „večný disk“niekde na Mesiaci zabudnete na státisíce rokov, nálezca bude môcť sledovať film, ktorý je na ňom zaznamenaný.
Ivan Glebov, vedúci laboratória pre laserovú nanostruktúru skla na Ruskej univerzite chemických technológií pomenovanej po V. I., v rozhovore pre TASS hovoril o súčasnom stave vývoja a perspektívach jeho aplikácie. DI. Mendelejev - jedno z laboratórií Nadácie pre pokročilý výskum.
Na čom je „večný flash disk“, na ktorom pracujete?
- Najbližšou definíciou pre náš vývoj môže byť „večný archívny disk“. Je to ultrastabilný informačný nosič založený na skle nanostruktúrovanom žiarením femtosekundového laseru, to znamená laser, ktorý generuje ultrakrátke, desiatky alebo stovky femtosekundových, svetelných impulzov s ultravysokým špičkovým výkonom. Toto je oficiálny názov projektu.
Jednoducho povedané, vytvoríme fyzické médium, ktoré by podľa našich štandardov mohlo ukladať informácie na ňom zaznamenané na neobmedzený čas. Okrem toho musí chrániť informácie pred „mimoriadnymi udalosťami“: pred požiarmi, žiarením, elektromagnetickými vlnami.
Projekt sa skladá z troch zložiek: médiá, technológie zaznamenávania a čítania dát. "Disk" je kremenné sklo vo forme CD so štandardným priemerom - 12 cm, hrúbkou - 1,2 mm, hmotnosťou - 300 g. … Aktuálna rýchlosť nahrávania je minimálne 36 Mbps, čo je ekvivalent Blu-Ray. Výsledná rýchlosť čítania je až 50 Mbps.
Aký je princíp fungovania disku?
- Princíp záznamu a čítania informácií je podobný ako v prípade optických diskov (CD / DVD / Blue-Ray) - pomocou „záznamového“laseru sa na disku vytvárajú body ukladajúce informácie, analogicky k jamkám v bežných optických diskoch. Pomocou čítačky sa údaje prenášajú do prijímacieho zariadenia, spracúvajú sa a prenášajú do počítača vo forme zvukových, obrazových, grafických alebo textových údajov.
Propagačné video:
Prečo potrebujete „večný disk“, vzhľadom na širokú škálu spôsobov ukladania informácií dostupných na svete?
- Ľudstvo uchováva informácie už viac ako 10 tisíc rokov a počas tejto doby vytvára nové informačné médiá: od stien jaskýň, listov papyrusu a klinového písma po magnetické a optické disky.
Ale trvanlivosť údajov na moderných médiách je zanedbateľná aj v porovnaní s tlačenými knihami alebo hlinenými tabuľkami. Ak sa moderným historikom podarí extrahovať informácie z nájdených rukopisov starých viac ako 1 000 rokov, potom historici budúcnosti nebudú schopní získať informácie z moderných dátových nosičov.
Priemerná životnosť informácií na najpopulárnejších úložných médiách - pevných diskoch (HDD / SSD) podľa výrobcov nie je dlhšia ako 50 rokov, na optických diskoch (CD / DVD / Blu-Ray) - viac ako 60 rokov, na páskových médiách (streameri), podľa optimistických predpovedí možno informácie uchovávať až 100 rokov. Zachovanie informácií vyžadujúcich archiváciu po viac ako 100 rokov je teda ohrozené. Je potrebné pravidelné prepisovanie a povinné zálohovanie informácií, čo na jednej strane výrazne zvyšuje náklady na ukladanie údajov a na druhej strane zvyšuje pravdepodobnosť straty časti informácií pri prenose na nové médium.
Ako dlho môže „večný disk“uchovávať informácie?
- Náš projekt je zameraný na vytvorenie dátového nosiča, ktorý je schopný uchovávať informácie viac ako 10 tisíc rokov: je to dlhšie, ako tomu bolo od predpokladaného času výstavby Cheopsovej pyramídy. Za štandardných podmienok skladovania bude možné čítať informácie z disku s minimálnymi chybami aj po 100 tisíc rokoch. Náš „večný disk“bude navyše schopný vydržať oheň, povodeň a dokonca aj dlhý let v podmienkach kozmického žiarenia.
V akej fáze je teraz realizácia projektu?
- Projekt sa začal v roku 2015 a bol navrhnutý na tri roky. Našimi cieľmi boli: vývoj technológie pre zaznamenávanie / čítanie informácií na kremennom disku, výber a tvorba požadovaného nosičového materiálu a hlavne potvrdenie možnosti dosiahnutia cieľových technických ukazovateľov. Tieto ciele sa teraz dosiahli.
Teraz nadväzujeme kontakty s potenciálnymi spotrebiteľmi tejto technológie a pripravujeme sa na začatie vývojových prác v roku 2018.
Kedy môžeme očakávať, že sa večný disk objaví na trhu?
- Plánujeme spustiť pilotné projekty spolu s Ruskou knižnou komorou, Ruskou štátnou knižnicou, niektorými štátnymi archívmi do roku 2019 a do roku 2021 plánujeme spustiť pilotnú výrobu s cieľom priniesť „večný disk“na komerčný trh.
To znamená, že armáda, vládne agentúry, archívy sa stanú hlavnými spotrebiteľmi novej technológie?
- Máme dva koncepty technologickej aplikácie. Prvým je dokumentácia rezervných fondov. Existujú úložiská so záložnými kópiami obzvlášť cenných dokumentov - vládne, kultúrne, vedecké, technické atď. Takéto skladovacie priestory sa nachádzajú najmä vo vysoko rizikových zariadeniach, napríklad v chemických závodoch, jadrových elektrárňach. V prípade nehody, teroristického útoku alebo vojny vám tieto prostriedky umožnia získať údaje späť. Teraz sa v týchto fondoch ukladajú informácie vo forme mikrofotokópií tlačených dokumentov, ručne písaných materiálov alebo digitálnych dokumentov, ktoré môžu zahynúť pri rovnakom požiari. Večné disky pomôžu vyriešiť tento problém.
Druhým konceptom je dátové chladenie. Veľké IT spoločnosti prechádzajú na „teplotné“rozdelenie uložených informácií: „horúce“dáta sú na médiu SSD k dispozícii neustále pri vysokej rýchlosti; k „teplým“údajom sa pristupuje menej často, rýchlosť prístupu je nižšia a je možné používať médiá HDD; „studené“údaje sú zriedka prístupné, rýchlosť tu nemá veľký význam, hlavnou vecou je spoľahlivosť a bezpečnosť a nízke náklady na ukladanie.
Mnoho IT spoločností ako Facebook používa na chladenie optické disky (DVD / Blu-Ray). Šetria sa tak náklady na ukladanie údajov, ktoré môžu zostať nevyžiadané, napríklad milióny fotografií bez označení „Páči sa mi to“, pretože udržiavanie archívu na optických diskoch nemusí neustále vynakladať energiu, stačí ich odmotať v správnom čase. Ale SSD a HDD spotrebujú obrovské množstvo energie aj v pohotovostnom režime. „Večné“sklenené disky môžu byť vynikajúcim riešením pre „studené“ukladanie dát - „tony“fotografií je možné ukladať do „informačného permafrostu“.
Hlavnými spotrebiteľmi „večných diskov“teda budú archívy, múzeá, knižnice, vládne agentúry, armáda, banky, podniky štátnych korporácií, ktoré musia uchovávať informácie so zvýšeným významom: digitálne kópie vládnej dokumentácie, správy, fondy knižníc a múzeí. „Večný disk“budú tiež široko vyžadované IT spoločnosťami, ktoré využívajú „studené“dátové úložiská. Predpokladá sa, že do roku 2020 sa na svete nahromadí viac ako 44 miliónov TB (44 Zettabytov) dát, to znamená, že bude existovať veľa IT spoločností - potenciálnych spotrebiteľov nášho vývoja.
Budú médiá dostupné na širšom trhu? Koľko to bude stáť?
„Vytvárame technológiu ukladania dát, ktorú je určite potrebné predať. Už teraz, v štádiu vedeckého a inžinierskeho výskumu, dostávame návrhy na spoluprácu od štátnych spoločností aj súkromných IT spoločností.
Náklady na samotné médium, ako aj náklady na zariadenia na záznam a čítanie údajov je v súčasnosti ťažké určiť, pretože projekt je v štádiu vývoja technológie a prototypov. Na druhej strane je výrobná cena kremenného skla niekoľkonásobne nižšia ako pri iných optických materiáloch a jeho výroba je založená v popredných sklárskych podnikoch v Rusku. To znamená, že samotný informačný nosič bude výroba relatívne lacná a bude sa vyrábať v Ruskej federácii. Dá sa predpokladať, že náklady na jeden „disk“budú porovnateľné s nákladmi na moderný vymeniteľný pevný disk.
Aká je úložná kapacita tohto média?
- V súčasnej fáze vývoja technológie sme dosiahli úložnú kapacitu 25 GB, čo je obdoba DVD a Blue-Ray. Náš výskum však ukazuje, že je možné na tomto médiu zvýšiť hustotu záznamu dát až na 1 TB, čo je pre iné optické disky nedosiahnuteľné a je výsadou prenosných pevných diskov.
Bude možné prepísať informácie na „disku“?
- Typ vyvíjaného média je „napísať raz, prečítať veľa“(WORM - napísať raz, prečítať veľa), to znamená, že nie je prepisovateľné, čo je dôležité najmä pre kritické dokumenty. Môžete si byť istí, že údaje nikto nevymaže, neprepíše ani nezmení. Digitálne podpisy alebo certifikáty používané na potvrdenie určitých dokumentov budú tiež relevantné po celú dobu používania média, nebude ich treba aktualizovať.
„Večný disk“bude schopný odolávať požiarom, povodniam a žiareniu. A za akých podmienok sa testy vykonali?
- Všetky fyzické obmedzenia ukladania informácií sú spôsobené iba konečnou pevnosťou materiálu, z ktorého je nosič vyrobený. Na rozdiel od DVD, Blu-Ray diskov, ktoré sú vyrobené zo vzájomne prepojených plastových vrstiev, alebo menej známeho M-Disc, u ktorého výrobcovia predpokladajú skladovateľnosť až 1 000 rokov, je „večný disk“, ktorý sme vyvinuli, monolitický disk. vyrobené z kremenného skla bez akýchkoľvek vrstiev. Informácie na disku sa zaznamenávajú v nanorozmeroch v sklenenej štruktúre.
Kremenné sklo odoláva vysokým teplotám, je odolné voči agresívnemu chemickému prostrediu a nie je ovplyvňované elektromagnetickým žiarením, ktoré môže ľahko poškodiť pevné disky. Testovali sme disky na pevnosť, kompresiu, pád, odolnosť voči vysokým teplotám a prudkým poklesom teploty, radiačnú a chemickú odolnosť. Ak vyskúšate, náš disk sa dá rozbiť, ale po prvé, tento problém sa dá ľahko vyriešiť nárazuvzdorným puzdrom a po druhé, tieto disky by nemali byť neustále vo vrecku - sú určené na stacionárne použitie.
Náš disk môže mať cez deň teploty až 1 000 stupňov Celzia a dajú sa z neho načítať informácie. Náš výskum navyše ukázal, že ani tepelný šok pri premiestnení disku z pece s teplotou 900 stupňov Celzia do studenej vody nevedie k chybám alebo významným chybám pri čítaní informácií. Táto vlastnosť je pri hasení požiarov veľmi dôležitá, pretože v dôsledku domáceho požiaru v uzavretých miestnostiach sú všetky známe médiá fyzicky zničené a údaje z nich sú úplne stratené. Týka sa to archívov strategického významu, vládnych a vojenských inštitúcií, kde je dominantnou úlohou uchovávanie informácií.
Pokiaľ ide o radiačnú odolnosť, disky vydržia byť jeden deň v blízkosti aktívnej časti reaktora a chemická odolnosť skla je o niekoľko rádov vyššia ako u diskov DVD / Blu-Ray. Vyvinutý informačný nosič je možné odoslať na vesmírne lety a buďte si istý, že údaje zostanú v bezpečí po neobmedzený čas v podmienkach zvýšeného žiarenia.
Zjednodušene povedané, taký disk môže dlho ležať na povrchu Mesiaca a potom môžeme sledovať na ňom zaznamenaný film. Tento vývoj zaručuje, že celá história Ruska a ľudstva bude zaznamenaná na sklenenom disku, dalo by sa povedať, navždy a nikdy nezmizne.
Vyvíjajú sa zariadenia na večné ukladanie informácií v zahraničí? Čím sa líšia od vášho dizajnu?
- Po celom svete sa v súčasnosti vyvíjajú rôzne dátové nosiče, ktoré by umožňovali dlhodobé ukladanie informácií. Spoločnosť Microsoft skúma možnosť ukladania informácií do DNA. Ich kolegovia, tiež zo Spojených štátov, študujú procesy ukladania údajov do diamantov, ale súčasný vývoj je ďaleko od výsledkov získaných v našom projekte.
Podobný vývoj ako my - zaznamenávanie údajov v kremičitom skle - sa uskutočnil v laboratóriu Hitachi. Sľúbili, že hotový výrobok uvedú na trh v roku 2015, zatiaľ však ukazovali iba malý kúsok skla s niekoľkými bitmi údajov. A to je hlavný rozdiel medzi prístupom spoločnosti Hitachi a našou technológiou - hustotou záznamu dát. Na ich médium sú informácie zaznamenávané v 3D formáte, ale vytvoríme viacúrovňovú (5D) optickú pamäť, kde v každom bode napíšeme nie jednu, ale minimálne 3 bity informácie.
Rozhovor s Dmitrijom Strugovetsom