Датум на Запишување на Стаклото: Едновремена Архивација со Проектот Silica
Во време кога производството на податоци преминува многу од тоа, фокусирајќи се на доверливоста и енергетската ефикасност, на пазарот пристигнува идејата за запишување на податоци врз стакло како решение за складирање на информации. Овој пристап, кој се истакнува со цел да понуди долготрајно и издржливо складиштење, ја покажува својата реализација преку работата на Microsoft со проектот Silica. Во истражувањето објавено во списанието Nature, најавуваат дека развиле прототип кој овозможува читање и запис на gigabyte податоци врз мали стаклени плочи.
Основните предности на стаклото се карактеристики како хемиска и термичка стабилност, како и отпорност на надворешни влијанија. Употребата на борасилкатно стакло открива дека може да го одржува интегритетот на податоците на околу 10 илјади години при собна температура. Исто така, складирањето без трошење енергија го прави системот поатрактивен. Процесот на запис се врши преку ласери кои создаваат физички промени на површината на стаклото; но најважната разлика е што податоците се пишуваат не само на површината туку и се ширење во обемот на стаклото. Ова овозможува висока густина на складирање.
Основата на функционирањето е оптично магацинење: фемтосекундарни ласерски удари создаваат микро структури на површината на стаклото, запишувајќи податоци. Тие произведуваат милиони удари во секунда, фокусирани во многу тенка област на стаклото, кои запишуваат тродимензионално. За Silica се разви две различни техники за запишување. Една единица на податок е наречена воксел, кој се поставува во различните слоеви на стаклото во кружни или ovalни форми. Во првиот метод, ласерски удари создаваат микроскопски празнини во стаклото, додека во вториот, се користи поларизиран ласер за кривување на податоците, што создава различни ориентации; така се дозволува зачувување на повеќе битови во еден воксел. Во вториот метод, енергијата на ласерот се менува за да се регулира големината на прелевање на светлината, што пак овозможува складирање на повеќе податоци. Меѓутоа, оваа метода го намалува капацитетот во однос на првата.
Процесот на читање користи различна микроскопска техника: фазниот контраст микроскоп кој открива разлики во индексот на прелевање, скенира со фокусните рамнини и секој слој го решава одделно. Автоматски систем ја одредува целната точка преку рефернсните markери на стаклото и постепено променува фокусните рамнини за да собере слика. Земениот темплејт се обработува преку конволутивни невронски мрежи за да се постигне висок степен на точност; ефектот на соседните воксели се зема предвид од оваа вештачка интелигенција, за надежно читање на податоците.
Фаза на исправка на грешки и кодирање на податоците вклучува користење на ниско-густински корекциски кодови како LDPC за дополнување на сириските податоци. Ова ја зголемува сигурноста и го зголемува капацитетот за складирање преку комбинирање на повеќе битови во еден воксел. Потоа, создаваат симболи за складирање на стаклото; овој чекор црпи инспирација од техниките за 5G мрежи.
Капацитетот и големината на запакувањето привлече големо внимание: стаклено плоче со димензии 12 см x 12 см и дебелина од 0,2 см може да складира околу 4,84 терабајти податоци со најнапредната техника на запишување. Овој капацитет одговара на околу 2 милиони печатени книги или 5 илјади филмови со ултра висока резолуција. Алтернативна техника со поедноставни оптички регулаторни уреди и различни транспарентни материјали дава приближно 2 терабајти капацитет. Меѓутоа, најголемата пречка останува брзината на запишување; кога ќе биде развиена опрема со четири ласери за запишување, може да достигне брзина од 66 мегабит во секунда. Теоретски, при додавање на модул за 12 ласери, целосното пополнување на една стаклена плоча ќе трае околу 150 часа.
Големината на апликацијата обрнува внимание дека, и покрај големиот капацитет, едноставно е тешко да се задоволат глобалните барања со единствено решение. На пример, годишниот архив на големи проекти како Square Kilometre Array може да бара стотици стаклени плочи и многу Silica машини за паралелна работа. Оваа енергетски ефикасна, физички издржлива и брзо пристапна технологија, пак, е силен кандидат за долгорочно архивирање.
