最近、マイクロソフトリサーチ非常に興味深い「シリカプロジェクト」を発表しました。 このプロジェクトは、超高速レーザーを使用して大量のデータをガラス板に保存する環境に優しい方法の開発に焦点を当てており、音楽や映画などの「コピー」をガラスに保存できるようになります。
さらに驚くべきことは、一度データの書き込みが成功すると、シリコン ガラス内のデータは数千年から数万年にわたって変化せず、電磁パルスや極端な温度にも耐えられることです。
簡単に言うと、Microsoft は石英ガラスから長さ 3- インチの正方形の「ハード ドライブ」を製造しました。それぞれのハード ドライブには 100 GB のデータと約 20,{4}} 曲を保存できます。
このプロジェクトはマイクロソフトと持続可能性を重視するベンチャーキャピタルグループのエリレとのパートナーシップであり、両者はガラス内のデータを「破壊不可能」にする、より持続可能な形式のデータキャプチャを見つけることを望んでいる。
ガラス保管プロセスには、超高速フェムト秒レーザーを使用した書き込み、コンピューター制御の顕微鏡による読み取り、デコードと転写、そして最終的に「ライブラリ」への保管が含まれます。 注目すべき点は、この「ライブラリ」は受動的に動作し、電力を使用しないため、データの長期保存に伴う二酸化炭素排出量を大幅に削減できる可能性があります。
Project Silica は、頻繁な重複、エネルギー消費量の増加、運用コストの増加に悩まされる、寿命の限られた磁気ストレージを超えた、より持続可能な形式のデータ収集を作成します。
二酸化ケイ素プロジェクトエンジニアのアント・ロウストロン氏は次のように述べています。「磁気技術の耐用年数には限りがあります。ハードドライブは約 5-10 年間使用できます。ライフサイクルが終了すると、再度コピーして再コピーする必要があります」 「正直に言って、私たちが使用しているすべてのエネルギーとリソースを考慮すると、それは面倒で持続不可能です。」
ガラスを通して世界の音楽の未来を守る
サステナビリティを重視したベンチャー キャピタル グループ Elire は、Microsoft Research Project Silica チームと提携する最新の企業となり、ガラス データ ストレージを使用してロボット手術の未来を変革する CMR Surgical などに加わりました。
Elire は、ノルウェーのスバールバル諸島にある Global Music Vault でこの技術を使用します。この保管庫には、小さなガラス片に数テラバイトのデータが保存でき、これは約 175 万曲または 13 年分の音楽を保存するのに十分です。 これは、持続可能なデータ ストレージに向けた重要なステップです。
Microsoftは、ガラスストレージはまだ大規模な販売促進の準備ができていないものの、その耐久性と費用対効果の高さから持続可能な商用化ソリューションとして有望視されており、継続的なメンテナンスコストは「最小限」になると指摘した。 これらのガラス製データ ビンは、電気を必要としない図書館に保管するだけです。 必要に応じて、ロボットは棚に登って棚を回収し、その後の輸入作業に備えます。
光データストレージにはどのような可能性があるのでしょうか?
保存方法に応じて、保存方法は電磁メディア、光学メディア、またはその他のメディアになります。 従来の光ストレージ システムは、反射材の層を含む Blu-ray などのディスクを使用します。 光学式ドライブはレーザーを使用して隣接するコーティングに無反射のピットを作成し、ピットを読み取るレーザーによって検出します。 ピットのパターンと焼けていない反射領域が検出されると、保存されたデータをエンコードできます。
しかし、インターネット、ソーシャル メディア、クラウド コンピューティング アプリケーションにおけるデータの急激な増加を背景に、超高密度の光データ ストレージの需要が急増しています。データ ストレージは従来の磁気ハード ドライブのボトルネックを早急に克服する必要があります。またはテープとソリッド ステート ドライブ (SSD) ストレージ。 新しい長期データ ストレージ ソリューション。
光技術が大容量データの記憶容量を向上させる鍵であると広く信じられています。 データストレージにガラスを使用するという上記の概念は、19 世紀にまで遡ることができます。 慎重な改善と技術アップグレードの後、多くの障害を一つ一つ克服しました。
さらに、現在の光ディスク技術と比較して、光データストレージのより顕著な利点の 1 つは、多次元データストレージを実現できることです。
名前が示すように、多次元データ ストレージは主に 3 次元を超える構造 (多層光ディスク、カード、結晶、立方体など) に情報を記録および読み取ります。 情報の書き込みと読み取りは通常、1 つ以上のレーザー ビームを 3 次元媒体に集束させることによって行われます。 記憶媒体の容積の性質により、レーザーは必要な基準点の書き込みまたは読み取りの前に追加のポイントを通過する必要があります。 これは、特定の時点で 1 つのローカル ポイントのみが処理されるように、書き込み関数と読み取り関数の両方を非線形にする必要があることが多いことを意味します。
現在、5D 光データ ストレージ技術が証明されています。この技術を使用した光ディスクは、最大 360Tb のデータを保存でき、数十億年間保存できます。 1996 年、科学者たちはデータの記録と保存にフェムト秒レーザーを使用することを初めて提案し、実証しました。 この技術は、2010 年に京都大学の平尾和幸研究室によって初めて実証され、サウサンプトン大学オプトエレクトロニクス研究センターのピーター・カザンスキー研究グループによってさらに開発されました。 さらに、日立とマイクロソフトもガラスベースの光ストレージ技術を研究しており、後者のプロジェクトは「プロジェクト・シリカ」と呼ばれている。 世界的に見て、光ストレージ市場の主要企業には、ソニー、ウェスタンデジタル、サムスンエレクトロニクス、IBM、東芝、富士通などが含まれます。
5D 光学データ ストレージは主に実験用のナノ構造ガラスに基づいており、3 次元空間でデータをエンコードするだけでなく、ガラスに焦点を当てることによって決定される複屈折に関連する 2 つのパラメーターを通じて情報を保存します。 媒質中のフェムト秒レーザーの偏光と強度制御。 ナノ構造のサイズ、配向、三次元位置は、上記の 5 つの次元を構成します。
しかし、この技術の実用化の可能性を高めるためには、データの読み取り速度も向上させる必要があります。 さらに、高出力のレーザー システムが必要であり、データの書き換え機能がないため、その用途は制限される可能性があります。
光データ ストレージはマルチレベル エンコーディング テクノロジにも適しており、異なる離散信号強度レベルを使用してポイントごとに複数のビットを書き込むことでストレージ容量を大幅に増やすことができます。 マルチレベル データ ストレージは複数のビットを同時に読み出すこともできるため、データの読み出し速度が向上します。これは大規模なデータ セットにとって非常に重要です。
南オーストラリア大学とニューサウスウェールズ大学が開発した新しい技術では、研究者は無機蛍光体のユニークな特性を利用してデータを保存できます。 このアプローチには、書き換え可能であり、低出力レーザーを使用できる可能性があります。 さらに、この技術は極低温を必要とせず、代わりに室温でスペクトルホールを燃焼させることができるため、より実用的になります。
