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永久存储: 技术可行 前景不明

2018-01-17 10:18 来源:科技日报 付丽丽

  视觉中国

格列博夫正在检验这种“永久光盘”的原型样品(右下)的稳定性。

  近日,据外媒报道,俄罗斯正在研发超级稳定的光存储技术,该技术能制造出在特定条件下将数据存储100万年的新型光盘。

  能将数据存储100万年,在现有科技水平下,几乎是不可能实现的。即便是使用如今技术领先的蓝光光盘,也只能将数据存储约60年。

  “这种‘永久光盘’的原型样品已经做好了。”在接受媒体采访时,俄罗斯先进研究项目基金会激光纳米玻璃实验室主任伊万·格列博夫说。

  那么,“永久光盘”究竟为何物?与普通光盘相比,它又有哪些技术优势呢?

  采用纳米结构的玻璃光盘

  “这种光盘是一种采用纳米结构的玻璃光盘,运用飞秒激光输入法,将纳米玻璃材料变成记录和检索五维(5D)数据的存储介质,理论上可存储数据长达数十亿年甚至上百亿年。”1月9日,华录光存储研究院(大连)有限公司营销中心副总经理胡冰在接受科技日报记者采访时说。

  胡冰介绍,这其实是英国南安普顿大学的技术。理论上来说,这种光盘能承受高达1000摄氏度的高温,在室温下这种光盘可被永久保存。

  据媒体报道,激光纳米玻璃实验室如今已经制作出“永久光盘”的原型。格列博夫说,科学家们将用于判断错误率和编码效率的测试文件存入其中。当然,他们也存入了一些实际数据。

  与此同时,该实验室也在测试原型光盘的稳定性,以便验证它们在不同条件下保护数据的能力。格列博夫表示,比如在高温(高达900—1000摄氏度)和急剧降温(将处于上述温度中的光盘扔到水里)测试中,可模拟突然起火和灭火情况下光盘的状态。此外,他们还测试了原型光盘对外部环境的耐受性,观察光盘在高湿、高酸、高碱环境下以及电磁辐射和电离辐射条件下的表现。

  “光盘上的聚合材料保护层使其耐刮耐磨,因而光盘表面的刮擦不会影响数据存储。但如果用锤子敲击,光盘还是承受不住。”格列博夫笑言。

  “虽然人们对这种新型光盘表现出了极大的兴趣,但目前它还处在实验阶段,距离量产还有一定的距离。”胡冰强调。

  现有存储技术中蓝光更胜一筹

  硬盘、磁带、蓝光光盘……这些都是人们常用的存储介质,其对应的存储设备分别为磁盘阵列、磁带库、蓝光光盘库。“这些存储方式的特点各不相同。”胡冰说。

  具体来讲,硬盘存储能够实现数据的快速记录和读取,满足数据在线快速访问的需求,是当前主流的存储方式。其读写速度快,能快速执行资料的存储、查询、检索等操作,读写速度可达到400MB/s。但磁盘寿命较短,一般只有3到5年,而且磁盘使用时对环境要求较高。

  磁带存储也是一种磁性存储方式。一般来说,磁带库主要置于数据离线存储的终端,能满足数据大容量记录的需求。但是磁带存储对于保存环境要求较高,温度、湿度和磁场的变化都会导致磁带变形、退化、粘连、发霉

  和磁化,而且每隔2到3年就需倒带一次,兼容性差。

  “相对而言,蓝光存储作为新一代的存储技术与CD/DVD技术相比有了突破性的进步,它在存储介质和存储设备方面均实现了技术飞跃。”胡冰说,在存储介质方面,它采用“无机相变材料”方式记录数据,比CD/DVD的“有机色素”技术更加稳定,存储时间也更长。

  胡冰表示,蓝光存储比较可靠、使用寿命长,高质量的光存储介质可用约50年。与半导体存储器、硬盘、磁带等几种存储介质相比,光盘具有单位存储容量成本低的优势。目前,单张蓝光光盘的容量已达300GB,预计两年后可达500GB。利用多层、多阶、多维及纳米超分辨等多种存储技术,光存储的存储密度可提高至TB级。此外,光存储技术尤其适合大量冷数据的长期安全存储。

  同时,蓝光存储对保存环境要求低,其在保存信息时几乎不消耗能量,仅在读写时耗能,而且无需空调散热。蓝光存储的安全性高,具有抗自然灾害、抗磁暴、抗人为数据删除等优势。

  “永久存储”仅是理论上的概念

  当前,松下、索尼、DISC等国际公司已研制出各自的蓝光光存储系统。Facebook(脸书)等互联网巨头也开始使用光存储系统,来解决数据存储问题。

  在胡冰看来,使用光存储系统已成国际上解决海量数据存储的惯常手段。

  在国内,通过双面光盘技术和记录轨道间距减小技术,相关企业已实现单盘300GB的存储容量。以中国华录集团为例,其已在大连建成了单盘300GB的光盘生产线,利用光盘匣封装技术可令单个光盘匣尺寸与单块硬盘大小相当,存储容量可达3.6TB,后续会利用多阶和多层技术实现单盘TB以及10TB级的存储容量。

  “不仅蓝光介质的容量会逐年提升,而且随着蓝光光盘应用的普及,其一次性购入的性价比也将优于硬盘和磁带。”胡冰说,在蓝光光盘库技术的研发与应用方面,目前我们已实现单机柜2PB的容量,单机柜功率不到200瓦,待机功率不到10瓦,无论是介质还是设备均处于世界领先水平。

  如此说来,“永久存储”究竟能不能实现?

  胡冰认为,超高密度光存储技术代表着光存储未来的发展方向。如今信息技术日新月异,为了满足不断增长的存储需求,各种存储技术都以提高存储容量、密度、可靠性和数据传输率为主要发展目标。

  目前,全息存储、蓝光存储以及基于超分辨率近场结构存储是主要研究方向。长远来看,将蓝光技术进行扩展,即与多阶、超分辨近场结构、多波长等技术相结合,如此才能进一步扩大存储容量,以适应未来的发展需要。

  “‘永久存储’仅是理论上的概念。事实上,在特定的存储条件下,现有的光存储技术理论上也可实现‘永久存储’。但研究光存储技术着眼于实际数据的存储应用,除了技术本身还要考虑成本、实现方式、市场推广等众多因素。”胡冰强调。

(责任编辑:王蔚)

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