ايتنا - ذخیره اطلاعات برای 13 میلیارد سال

محققان موفق شدند آنچه را در این فیلم تخیلی به نمایش درآمده بود به حقیقت نزدیک کنند و امکان استفاده از آن را فراهم آورند. این‌طور که خبرهای جدید نشان می‌دهد، گروهی از دانشمندان بریتانیایی روش جدیدی برای ذخیره‌سازی داده‌ها ابداع کرده‌اند تا بر اساس آن داده‌های دیجیتالی در ساختارهای بسیار کوچک شیشه نگهداری شوند و نسبت به فناوری‌های کنونی کارآمدتر باشند.

فناوری ذخیره‌سازی جدید بسیار پایدارتر و ایمن‌تر از مدل کنونی ساخته شده است و دانشمندان دانشگاه ساوتهمپتون می‌گویند داده‌ها در آن می‌توانند برای میلیاردها سال نگهداری شوند. این توان چندین برابر طول عمر هارددیسک‌هایی است که این روزها در رایانه‌های شخصی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نگهداری میلیارد سالی
محققان در دانشگاه ساوت‌همپتون بریتانیا یکی از بزرگ‌ترین گام‌های تاریخ برای ذخیره‌سازی اطلاعات دیجیتالی را برداشته‌اند و با یافته‌های جدید خود ادعا می‌کنند برای میلیاردها سال می‌توانند از داده‌ها مراقبت کنند.

در این روش دانشمندان مرکز تحقیقات نوری دانشگاه (ORC) از نانوساختارهای شیشه استفاده کردند و فرآیندهای ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌های دیجیتال در فضای پنج‌بُعدی (5D) را ارائه کردند و توضیح دادند این ذخیره‌سازی مبتنی بر نوعی سیستم لیزری انجام می‌شود.

ذخیره اطلاعات از این طریق خواص بی‌سابقه‌ای را در اختیار دانشمندان می‌گذارد که از جمله آنها می‌توان به ساخت دیسک‌های ۳۶۰ ترابایتی، پایداری حرارتی تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد و طول عمر نامحدود بقای داده‌ها در دمای اتاق اشاره کرد.

دانشمندان می‌گویند که اگر این دیسک‌ها در دمای ۱۹۰ درجه سانتی‌گراد باقی بمانند به مدت ۸/۱۳ میلیارد سال هیچ مشکلی برای اطلاعات ذخیره شده در آنها ایجاد نمی‌شود و همین مسئله است که فناوری جدید را با آنچه تاکنون ارائه شده بود متمایز می‌کند.

از آنجایی که سیستم جدید می‌تواند پایدارتر و ایمن‌تر از حافظه‌های قابل‌حمل امروزی باشد، سازمان‌های بزرگ از جمله مراکز بایگانی، موزه‌ها، کتابخانه‌ها و... این فناوری را به صورت گسترده مورد استفاده قرار خواهند داد تا اطلاعات را برای مدت طولانی و بدون هرگونه مشکل در اختیار بگیرند.

فناوری جدید نخستین بار در سال ۲۰۱۳ میلادی در معرض دید عموم قرار گرفت و طی آن ۳۰۰ کیلوبایت کپی دیجیتالی از یک فایل متنی به صورت موفقیت‌آمیز مبتنی بر فضای پنج‌بُعدی ذخیره شد.

تجربه عملی
دانشمندان برای آنکه ثابت کنند فناوری آنها کاربردهای فراوان دارد به صورت عملی آن را مورد استفاده قرار دادند. داده‌های بزرگ مربوط به تاریخ بشریت از جمله اعلامیه جهانی حقوق بشر (UDHR)، قانون نیوتن، معاهده مگنا کارتا و نسخه اصلی کتاب مقدس انجیل در قالب کپی‌های دیجیتال روی این دیسک‌ها ذخیره شدند تا گذشته انسان برای همیشه باقی بماند.

لازم به ذکر است چند هفته قبل یک کپی از اعلامیه جهانی حقوق بشر ذخیره‌ شده مبتنی بر فضای پنج بُعدی توسط سازمان جهانی یونسکو در سال جهانی نور (IYL) در مکزیک به نمایش درآمد.

دانشمندان برای آنکه ثابت کنند فناوری آنها کاربردهای فراوان دارد به صورت عملی آن را مورد استفاده قرار دادند. داده‌های بزرگ مربوط به تاریخ بشریت از جمله اعلامیه جهانی حقوق بشر (UDHR)، قانون نیوتن، معاهده مگنا کارتا و نسخه اصلی کتاب مقدس انجیل در قالب کپی‌های دیجیتال روی این دیسک‌ها ذخیره شدند تا گذشته انسان برای همیشه باقی بماند.

اسناد و داده‌ها با استفاده از لیزرهای فوق پرسرعت که پالس‌های نوری بسیار کوتاه و شدید تولید می‌کردند، روی این دیسک‌ها ذخیره شدند. فایل به‌دست‌آمده در سه لایه نانوساختار که ضخامت هر کدام از آنها ۵ میکرومتر بود، ذخیره شد. برای فهم دقیق‌تر از این فرآیند بد نیست بدانید هر میکرومتر یک میلیونیوم یک متر است.

نانوساختارهای جدید به گونه‌ای ساخته شده‌اند که نحوه حرکت نور در شیشه را تغییر می‌دهند، قطبش نوری که می‌تواند توسط ترکیبی از میکروسکو‌پ‌های نوری یا پلارایز خوانده شود را اصلاح می‌کنند و فرآیندی مشابه آنچه در عینک‌های آفتابی پلاروید اتفاق می‌افتد را ارائه می‌دهند.

این فناوری مانند حافظه‌های کریستالی فیلم سینمایی سوپرمن عمل می‌کند و فناوری شیشه‌ای دقیقاً با کریستال‌های حافظه که در سری فیلم‌های سوپرمن مورد استفاده قرار گرفته بود مقایسه می‌شود. داده‌ها به کمک نانوساختارهایی که به صورت مجزا به وجود می‌آیند ساخته می‌شوند و این نانوساختارها از طریق کوارتز ذوب شده به وجود می‌آیند.

با این توضیحات فرآیند رمزنگاری داده‌ها در فضای پنج‌بُعدی صورت می‌گیرد: علاوه بر بُعد معمول که ساختارهای امروزی به کار می‌روند، دو بُعد اندازه و جهت هم به آنها اضافه می‌شود.

تحول تاریخی
پروفسور «پیتر کازانسکی» از مدیران دانشگاه ساوت‌همپتون در این خصوص می‌گوید: «بسیار هیجان‌انگیز است که فکر کنیم می‌توانیم فناوری ارائه دهیم که بتواند از داده‌ها و اطلاعات برای ده‌ها نسل بعد هم محافظت کند.این فناوری می‌تواند آخرین شواهد از تمدن ما را به نمایش بگذارد: هرآنچه که در طول تاریخ یاد گرفتیم هرگز از بین نمی‌رود.»

محققان در نظر دارند نتایج حاصل از یافته‌های خود را در مشهورترین گردهمایی صنعت فوتونیک موسوم به کنفرانس انجمن جهانی مهندسی اپتیک (SPIE) که این هفته در سانفرانسیسکو امریکا برگزار می‌شود، به نمایش بگذارند.

برای شرکت در این کنفرانس یک دعوتنامه با مضمون زیر ارسال شده است: «سیستم ذخیره‌سازی اطلاعات در فضای پنج‌‌بُعدی با استفاده از لیزر فوق پرسرعت روی شیشه.»

محققان بریتانیایی هم‌اکنون به دنبال شرکای صنعتی می‌گردند تا در آینده نزدیک بتوانند این فناوری را به تولید انبوه برسانند و آن را به عنوان یک کالای تجاری و کاربردی به دست جهانیان برسانند.

اگراین اتفاق صورت گیرد، دیسک‌هایی وارد بازار جهانی می‌شود که هر کدام از آنها می‌توانند ۳۶۰ ترابایت اطلاعات را در خود ذخیره کنند که این ظرفیت را می‌توان معادل حافظه داخلی ۲۲۵۰۰ دستگاه گوشی هوشمند آیفون دانست.

این جادو به گونه‌ای صورت می‌گیرد که سیستم داخلی آن از چشم انسان پنهان است و کاربر یک دیسک معمولی را مقابل خود مشاهده می‌کند. لیزرهای پیچیده که می‌توانند اطلاعات را در این دیسک‌ها ذخیره کنند، هر بیت داده را در پنج بُعد زیر ایجاد می‌کنند: ارتفاع، طول، عرض، موقعیت و جهت. این نخستین باری است که انسان موفق شده اطلاعات را در فضای پنج‌بُعدی ذخیره کند و به همین خاطر یافته جدید بزرگ‌ترین تحول تاریخ در عرصه ذخیره‌سازی اطلاعات محسوب می‌شود.

دستاوردهای قبلی
پیش از این اتفاقاتی برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت اطلاعات صورت گرفته بود که از مهم‌ترین گام‌ها در این زمینه را اینتل برداشت. دو شرکت اینتل و میکرون چندی پیش فناوری جدیدی را با نام 3D XPoint ارائه کردند که در اصل ترکیبی از حافظه‌های رایانه‌ای رَم و حافظه‌های ذخیره‌ساز اطلاعات از جمله هارددیسک یا فلش محسوب می‌شود و این فناوری روی یک تراشه واحد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اینتل و میکرون با کنار هم قرار دادن دو فناوری مذکور اعلام کردند که نسل آتی گجت‌ها می‌توانند هزار برابر سریع‌تر و بادوام‌تر از فناوری‌های کنونی مورد استفاده قرار بگیرند.

پیش از این اتفاقاتی برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت اطلاعات صورت گرفته بود که از مهم‌ترین گام‌ها در این زمینه را اینتل برداشت. دو شرکت اینتل و میکرون چندی پیش فناوری جدیدی را با نام 3D XPoint ارائه کردند که در اصل ترکیبی از حافظه‌های رایانه‌ای رَم و حافظه‌های ذخیره‌ساز اطلاعات از جمله هارددیسک یا فلش محسوب می‌شود و این فناوری روی یک تراشه واحد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اینتل و میکرون با کنار هم قرار دادن دو فناوری مذکور اعلام کردند که نسل آتی گجت‌ها می‌توانند هزار برابر سریع‌تر و بادوام‌تر از فناوری‌های کنونی مورد استفاده قرار بگیرند.

این سیستم‌ها می‌توانند ۱۰ برابر بیشتر از دستگاه‌های مبتنی بر حافظه فلش داده‌ها را در خود ذخیره کنند و البته نکته مهم این است که‌اندازه آنها با حافظه‌های فلش امروزی برابری می‌کند.

تراشه جدید بسیار سریع‌تر از مدل‌های کنونی عمل می‌کند و به گفته دو شرکت اینتل و میکرون، اگر در فناوری کنونی کپی کردن حجم مشخصی از اطلاعات در حافظه فلش یک ساعت طول بکشد، این فرآیند در فناوری جدید ظرف ۴ ثانیه انجام می‌شود.

این شرایط را در حالی تصور کنید که تراشه جدید هزار برابر بادوام‌تر و ایمن‌تر از فناوری‌های امروزی عرضه می‌شود.فناوری 3 D XPoint اختار شبکه‌ای مکعب دارد که همین مسأله آن را از ترانزیستورهای امروزی مجزا می‌کند. تراشه‌های حافظه‌ای امروزی ترانزیستورها را مورد استفاده قرار می‌دهند که در هر یک از آنها یک سلول ویژه برای نوشتن اطلاعات و دسترسی به آنها ارائه شده است.

ساختار فناوری 3D XPoint به گونه‌ای تعریف شده است که ترانزیستور را به طور کامل حذف می‌کند و در عوض ولتاژ‌های متفاوت را در طول هر سیم ارسال می‌کند تا ارتباط میان هر سلول حافظه‌ای برقرار شود.

«راب کروک» مدیر مرکز توسعه حافظه‌های اینتل در این خصوص می‌گوید:‌ «برای دهه‌های طولانی صنعت جهانی به دنبال روش‌های مختلف می‌گشت تا بتواند زمان میان پردازش و دسترسی به داده را به حداقل برساند و از این طریق سرعت تحلیل داده‌ها را چند برابر کند. فناوری جدید به گونه‌ای ساخته شده است که می‌تواند این آرزوی دیرینه را برآورده سازد.»

در مجموع می‌توان گفت طی چند سال آینده صنعت جهانی ذخیره‌ساز اطلاعات یکی از بزرگ‌ترین تحولات تاریخ را تجربه می‌کند تا کاربران بتوانند حافظه‌های پرظرفیت و پردوام را در اختیار بگیرند.

منبع: ایران