Scienziati russi su istruzioni dell'Advanced Research Fund (FPI) stanno sviluppando un "disco eterno" per la memorizzazione dei dati. Un dispositivo in vetro di quarzo, che non teme il fuoco, l'acqua e le radiazioni, sarà in grado di memorizzare 1 TB di informazioni fino a 100 mila anni, mentre i media moderni sono in grado di memorizzare i dati - che si tratti di documenti governativi o foto di famiglia - nella migliore delle ipotesi per 60 anni. E anche se dimentichi il "disco eterno" da qualche parte sulla luna per centinaia di migliaia di anni, il cercatore sarà in grado di guardare il film registrato su di esso.
Ivan Glebov, capo del laboratorio per la nanostrutturazione laser del vetro presso l'Università russa di tecnologia chimica intitolata a V. I., ha parlato dell'attuale stato di sviluppo e delle prospettive per la sua applicazione in un'intervista a TASS. DI. Mendeleev - uno dei laboratori della Advanced Research Foundation.
Qual è la "chiavetta eterna" su cui stai lavorando?
- La definizione più vicina per il nostro sviluppo può essere "disco di archivio eterno". È un supporto di informazioni ultrasottile basato su vetro nanostrutturato dalla radiazione di un laser a femtosecondi, ovvero un laser che genera ultracorti, decine o centinaia di femtosecondi, impulsi luminosi con potenza di picco ultraelevata. Questo è il nome ufficiale del progetto.
In termini semplici, creiamo un supporto fisico in grado di memorizzare le informazioni registrate su di esso per un tempo illimitato, secondo i nostri standard. Inoltre, deve proteggere le informazioni dalle "emergenze": incendi, radiazioni, onde elettromagnetiche.
Il progetto si compone di tre componenti: supporti, registrazione dei dati e tecnologie di lettura. "Disco" è un vetro di quarzo nella forma di un CD di un diametro standard - 12 cm, spessore - 1,2 mm, peso - 300 g. … La velocità di registrazione attualmente ottenuta è di almeno 36 Mbps, che è equivalente al Blu-Ray. La velocità di lettura risultante è fino a 50 Mbps.
Qual è il principio di funzionamento del disco?
- Il principio di registrazione e lettura delle informazioni è simile al principio dei dischi ottici (CD / DVD / Blue-Ray) - con l'aiuto di un laser di "registrazione", nel disco vengono creati punti che memorizzano le informazioni, analoghi ai pozzi dei normali dischi ottici. Con l'aiuto del lettore, i dati vengono trasmessi al dispositivo ricevente, elaborati e inseriti nel computer sotto forma di dati audio, video, grafici o di testo.
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Perché abbiamo bisogno di un "disco eterno", data l'ampia gamma di modi di memorizzare le informazioni disponibili nel mondo?
- L'umanità immagazzina informazioni da più di 10mila anni e durante questo periodo ha creato nuovi mezzi di informazione: dalle pareti delle caverne, fogli di papiro e tavolette cuneiformi ai dischi magnetici e ottici.
Ma la durata di conservazione dei dati sui media moderni è trascurabile anche rispetto ai libri stampati o alle tavolette di argilla. Se gli storici moderni riescono a estrarre informazioni da manoscritti trovati più vecchi di 1000 anni, gli storici del futuro non saranno in grado di estrarre informazioni dai moderni supporti di dati.
La durata media di archiviazione delle informazioni sui supporti dati più diffusi - dischi rigidi (HDD / SSD), secondo i produttori, non è superiore a 50 anni, su dischi ottici (CD / DVD / Blu-Ray) - non più di 60 anni, su supporto nastro (streamer), secondo previsioni ottimistiche, le informazioni possono essere archiviate fino a 100 anni. Pertanto, la conservazione delle informazioni che richiedono l'archiviazione per oltre 100 anni è minacciata. È necessaria una riscrittura regolare e un backup obbligatorio delle informazioni, il che, da un lato, aumenta notevolmente il costo di archiviazione dei dati e, dall'altro, aumenta la probabilità di perdere parte delle informazioni durante il trasferimento su un nuovo supporto.
Per quanto tempo il "disco eterno" può memorizzare le informazioni?
- Il nostro progetto è dedicato alla creazione di un supporto dati in grado di memorizzare informazioni per più di 10mila anni: questo è più lungo di quanto non sia stato dal momento presunto della costruzione della piramide di Cheope. In condizioni di archiviazione standard, sarà possibile leggere le informazioni da un disco con errori minimi anche dopo 100 mila anni. Inoltre, il nostro "disco eterno" sarà in grado di resistere al fuoco, al diluvio e persino a un lungo volo in condizioni di radiazione cosmica.
A che punto è l'implementazione del progetto adesso?
- Il progetto è iniziato nel 2015 ed è stato progettato per tre anni. I nostri obiettivi erano: sviluppo di una tecnologia per la registrazione / lettura di informazioni su un disco di quarzo, selezione e creazione del materiale di supporto richiesto e, soprattutto, conferma della possibilità di raggiungere gli indicatori tecnici target. Questi obiettivi sono stati ora raggiunti.
Ora stiamo stabilendo contatti con potenziali consumatori di questa tecnologia e ci stiamo preparando per l'inizio del lavoro di sviluppo nel 2018.
Quando possiamo aspettarci che il disco eterno appaia sul mercato?
- Abbiamo in programma di lanciare progetti pilota insieme alla Russian Book Chamber, la Russian State Library, alcuni archivi di stato entro il 2019, ed entro il 2021 abbiamo in programma di lanciare la produzione pilota per portare il "disco eterno" sul mercato commerciale.
Cioè, i militari, le agenzie governative, gli archivi diventeranno i principali consumatori della nuova tecnologia?
- Abbiamo due concetti di applicazione della tecnologia. Il primo è costituito dai fondi di riserva per la documentazione. Esistono archivi con copie di backup di documenti particolarmente preziosi: governativi, culturali, scientifici, ingegneristici, ecc. Tali impianti di stoccaggio, in particolare, si trovano in impianti ad alto rischio, ad esempio impianti chimici, centrali nucleari. In caso di incidente, attacco terroristico o guerra, questi fondi ti permetteranno di recuperare i dati. Ora in tali fondi, le informazioni vengono archiviate sotto forma di microfotocopie di documenti stampati, materiali scritti a mano o documenti digitali che potrebbero morire nello stesso incendio. Eternal Disks aiuterà a risolvere questo problema.
Il secondo concetto è la conservazione a freddo dei dati. Le grandi aziende IT stanno passando alla divisione "temperatura" delle informazioni memorizzate: i dati "caldi" sono costantemente disponibili ad alta velocità su supporti SSD; ai dati "caldi" si accede meno spesso, la velocità di accesso è inferiore ed è possibile utilizzare supporti HDD; Ai dati "freddi" si accede raramente, la velocità è di poca importanza qui, la cosa principale è l'affidabilità, la sicurezza e il basso costo di archiviazione.
Molte aziende IT, come Facebook, utilizzano dischi ottici (DVD / Blu-Ray) per la conservazione a freddo. Ciò consente di risparmiare il costo dell'archiviazione di dati che potrebbero rimanere non reclamati, ad esempio milioni di foto senza Mi piace, perché mantenere un archivio su dischi ottici non ha bisogno di spendere energia tutto il tempo, devono solo essere svolti al momento giusto. Ma SSD e HDD consumano un'enorme quantità di energia anche in modalità standby. I dischi di vetro "eterni" possono essere un'ottima soluzione per l'archiviazione dei dati "a freddo" - "tonnellate" di foto possono essere memorizzate nel "permafrost informativo".
Pertanto, i principali consumatori di "dischi eterni" saranno archivi, musei, biblioteche, agenzie governative, esercito, banche, imprese di società statali che hanno bisogno di immagazzinare informazioni di crescente importanza: copie digitali di documentazione governativa, rapporti, biblioteche e fondi di musei. Inoltre, il "disco eterno" sarà ampiamente richiesto dalle aziende IT che utilizzano l'archiviazione dei dati "fredda". Si prevede che entro il 2020 più di 44 milioni di TB (44 Zettabyte) di dati verranno accumulati nel mondo, ovvero ci saranno molte aziende IT - potenziali consumatori del nostro sviluppo.
I media saranno disponibili nel mercato più ampio? Quanto costerà?
“Creiamo una tecnologia di archiviazione che deve assolutamente essere venduta. Già ora, nella fase della ricerca scientifica e ingegneristica, stiamo ricevendo proposte di cooperazione sia da società statali che da società IT private.
Il costo del supporto stesso, così come il costo dei dispositivi di registrazione e lettura dei dati, è ora difficile da determinare, perché il progetto è nella fase di sviluppo della tecnologia e del prototipo. D'altra parte, il costo di produzione del vetro al quarzo è parecchie volte inferiore rispetto ad altri materiali ottici e la sua produzione è stabilita presso le principali aziende di vetro in Russia. Cioè, il vettore stesso di informazioni sarà relativamente economico da produrre e sarà prodotto nella Federazione Russa. Si può presumere che il costo di un "disco" sarà proporzionato al costo di un moderno disco rigido rimovibile.
Qual è la capacità di archiviazione di questo supporto?
- Nell'attuale fase di sviluppo della tecnologia, abbiamo raggiunto una capacità di archiviazione di 25 GB, simile a DVD e Blue-Ray. Tuttavia, la nostra ricerca mostra che è possibile aumentare la densità di registrazione dei dati su questo supporto fino a 1 TB, il che è irraggiungibile per altri dischi ottici ed è appannaggio degli hard disk portatili.
Sarà possibile sovrascrivere le informazioni sul "disco"?
- Il tipo di supporto sviluppato è "scrivi una volta, leggi molti" (WORM - scrivi una volta leggi molti), ovvero non è riscrivibile, il che è particolarmente importante per i documenti critici. Puoi essere certo che nessuno cancellerà, sovrascriverà o modificherà i dati. Anche le firme digitali oi certificati utilizzati per confermare determinati documenti saranno rilevanti durante l'intero periodo di utilizzo del supporto, non dovranno essere aggiornati.
"Eternal Disc" sarà in grado di resistere a incendi, inondazioni e radiazioni. E in quali condizioni sono stati effettuati i test?
- Tutte le limitazioni fisiche all'archiviazione delle informazioni sono dovute solo alla resistenza ultima del materiale di cui è fatto il supporto. A differenza dei DVD, dei dischi Blu-Ray, che sono fatti di strati di plastica interconnessi, o del meno noto M-Disc, per il quale i produttori ipotizzano una durata di conservazione fino a 1.000 anni, il "disco eterno" che abbiamo sviluppato è un disco monolitico in vetro di quarzo senza strati. Le informazioni nel disco sono registrate su scala nanometrica nella struttura di vetro.
Il vetro al quarzo può resistere alle alte temperature, è resistente agli ambienti chimici aggressivi e non è influenzato dalle radiazioni elettromagnetiche, che possono facilmente danneggiare i dischi rigidi. Abbiamo testato i dischi per resistenza, compressione, caduta, resistenza alle alte temperature e forti cadute di temperatura, radiazioni e resistenza chimica. Se ci provi, il nostro disco può essere rotto, ma, in primo luogo, questo problema è facilmente risolvibile da una custodia antiurto e, in secondo luogo, tali dischi non dovrebbero essere costantemente portati in tasca: sono destinati all'uso stazionario.
Il nostro disco può raggiungere temperature fino a 1000 gradi Celsius durante il giorno e le informazioni possono essere lette da esso. Inoltre, la nostra ricerca ha dimostrato che anche uno shock termico con lo spostamento di un disco da un forno con una temperatura di 900 gradi Celsius all'acqua fredda non porta a difetti o errori significativi nella lettura delle informazioni. Questa proprietà è molto importante quando si estinguono gli incendi, perché a seguito di un incendio domestico in stanze chiuse, tutti i supporti di memorizzazione conosciuti vengono fisicamente distrutti e i dati da essi vengono completamente persi. Ciò è rilevante per archivi di importanza strategica, istituzioni governative e militari, dove la conservazione delle informazioni è il compito dominante.
Per quanto riguarda la resistenza alle radiazioni, i dischi possono sopportare di stare vicino alla parte attiva del reattore per un giorno e la resistenza chimica del vetro è di diversi ordini di grandezza superiore a quella dei dischi DVD / Blu-Ray. Il vettore di informazioni sviluppato può essere inviato durante i viaggi spaziali ed essere sicuri che i dati rimarranno al sicuro per un tempo illimitato in condizioni di aumento delle radiazioni.
In poche parole, un disco del genere può rimanere a lungo sulla superficie della Luna, quindi possiamo guardare un film registrato su di esso. Questo sviluppo garantisce che l'intera storia della Russia e dell'umanità sarà registrata su un disco di vetro, si potrebbe dire, per sempre e non scomparirà mai.
I dispositivi per l'archiviazione eterna delle informazioni vengono sviluppati all'estero? In cosa differiscono dal tuo design?
- In tutto il mondo, sono attualmente in fase di sviluppo vari supporti di dati che fornirebbero l'archiviazione a lungo termine delle informazioni. Microsoft sta studiando la possibilità di immagazzinare informazioni nel DNA, i suoi colleghi, anche dagli Stati Uniti, stanno studiando i processi di memorizzazione dei dati nei diamanti, ma la maggior parte degli sviluppi esistenti sono lontani dai risultati ottenuti nel nostro progetto.
Uno sviluppo simile al nostro - la registrazione dei dati in vetro di silice - è stato effettuato nel laboratorio Hitachi. Avevano promesso di portare un prodotto finito sul mercato nel 2015, ma finora hanno mostrato solo un piccolo pezzo di vetro con pochi bit di dati. E questa è la principale differenza tra l'approccio di Hitachi e la nostra tecnologia: la densità di registrazione dei dati. Sul loro supporto le informazioni vengono registrate in formato 3D, ma creiamo una memoria ottica multilivello (5D), dove in ogni punto scriviamo non uno, ma almeno 3 bit di informazione.
Intervistato da Dmitry Strugovets
