玻璃硬盤：存儲保質(zhì)千年 正式由概念落地為實(shí)物
發(fā)布時間：2019-11-22 10:11:26
文章來源：解放軍報
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類發(fā)明了紙張、膠片、磁帶、磁盤、光盤等介質(zhì)，來存儲相關(guān)資料和數(shù)據(jù)。然而，紙張容易腐爛，膠片終將褪色，磁盤、光
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類發(fā)明了紙張、膠片、磁帶、磁盤、光盤等介質(zhì)，來存儲相關(guān)資料和數(shù)據(jù)。然而，紙張容易腐爛，膠片終將褪色，磁盤、光盤的壽命也不長。有沒有更好的存儲介質(zhì)留存資料和數(shù)據(jù)呢?科學(xué)家們找到了它——玻璃硬盤。
近日，國外一家科技公司與一家電影公司合作，將一部75.6G的電影存儲到了一塊長和寬均為75毫米、厚度為2毫米的玻璃上。這標(biāo)志著玻璃硬盤正式由概念落地為實(shí)物。
與磁性硬盤的黑盒讀寫存儲方式不同，玻璃硬盤的數(shù)據(jù)存儲和讀取都需借助“外力”。研究人員利用飛秒激光熔融玻璃，在玻璃片不同的深度和角度創(chuàng)建多層三維納米光柵進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，這個編碼包括光的偏振、波長及X、Y、Z三個坐標(biāo)等5個物理維度。他們以寫入納米光柵的點(diǎn)表示“1”，未寫入納米光柵的點(diǎn)則表示“0”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲。
偏振光透過這些寫入納米光柵的玻璃，能產(chǎn)生特定的圖像和圖案，學(xué)習(xí)了算法的機(jī)器將這些圖像和圖案解碼，便能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取。
也許有人會問，換作其他的透明物質(zhì)，能不能實(shí)現(xiàn)同樣的存儲效果呢?我國的研究人員給出了答案：玻璃在激光照射下，尤其是采用脈沖激光器的時候，會在焦點(diǎn)內(nèi)形成周期性的納米光柵分布。如果換用其他透明物質(zhì)，不一定會有與偏振取向相關(guān)的周期性納米光柵結(jié)構(gòu)，無法實(shí)現(xiàn)偏振維度的復(fù)用，其存儲效果會大打折扣。
據(jù)介紹，玻璃硬盤是一種嶄新的冷存儲系統(tǒng)，它不需要控制溫度和濕度，大大降低了數(shù)據(jù)庫的環(huán)保成本，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用也大大降低。玻璃經(jīng)過煮沸、烘焙、刮擦都無損其存儲穩(wěn)定性，具有抗高溫、抗電磁干擾、耐磨損的特性，存儲數(shù)據(jù)可以保存千年。
與膠片、磁盤和光盤相比，玻璃硬盤更保真，它的容量和提取信息的速度也比磁盤和光盤更大、更快。如今電影拍攝多為數(shù)字拍攝，需要將數(shù)字像素存儲到膠片模擬介質(zhì)中，會不可逆性地?fù)p失原有像素，而玻璃存儲則如同相機(jī)一樣保留了原始像素。光盤只能以平面上的凹凸來儲存“1”“0”，而玻璃則能以三維陣列實(shí)現(xiàn)高密度儲存，可以利用激光在2毫米厚的玻璃中存儲100多個數(shù)據(jù)層。磁盤、光盤需要時間來找到讀取位置，而玻璃硬盤則不需要，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以迅速進(jìn)行數(shù)據(jù)定位，然后歸位，大大減少了提取信息的延遲。
當(dāng)然，這個玻璃硬盤并不僅僅能讓千年以后的人類看到現(xiàn)在的電影，人類的醫(yī)療數(shù)據(jù)、法律合同、地質(zhì)信息、圖書數(shù)據(jù)、檔案數(shù)據(jù)、城市規(guī)劃信息等等，都能儲存其中，它最大的優(yōu)勢就是保存時間久遠(yuǎn)。這無疑是記錄人類文明的一種很有效的方式。
有關(guān)研究人員坦言，雖然玻璃硬盤已經(jīng)誕生，但它的技術(shù)還不夠成熟，如成本太高，不適合普通消費(fèi)者對存儲的需求。不過，玻璃硬盤被用來存儲數(shù)據(jù)僅僅是個開始，其未來的應(yīng)用空間巨大。
最近的研究發(fā)現(xiàn)，玻璃里的三維結(jié)構(gòu)還可嵌入納米級處理器，用來進(jìn)行智能計算。這樣一來，也許玻璃硬盤內(nèi)就能組成一個經(jīng)得住時間考驗的計算機(jī)，這樣的前景無疑會更美好。
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