Bằng cách tận dụng các tia laser tiên tiến và giải quyết một số vấn đề nhỏ, những nhà khoa học tại Đại học Southampton đã đạt được một bước đột phá mới đối với việc lưu trữ dữ liệu, mang đến mật độ đáng kinh ngạc cũng như khả năng lưu trữ lâu dài.
Công nghệ này có khả năng lưu trữ 500TB trên một đĩa duy nhất có kích thước tương tự CD. Những người sáng tạo ra công nghệ này tin rằng nó có thể sử dụng cho quá trình bảo quản mọi thứ, từ thông tin cho bảo tàng và thư viện cho đến dữ liệu DNA của mọi người.
Công nghệ này được gọi là lưu trữ quang 5 chiều (5D), đã được một trong những nhóm nghiên cứu tại Đại học Southampton theo đuổi trong một khoảng thời gian. Nó được chứng minh lần đầu hồi năm 2013 khi các nhà khoa học đạt thành công trong việc sử dụng định dạng này để ghi và truy xuất 1 file văn bản 300kb, dù rằng họ đã tham vọng hơn thế.
Quá trình ghi dữ liệu sẽ sử dụng femtosecond laser, phát ra các xung ánh sáng cực ngắn nhưng mạnh mẽ, tạo ra các cấu trúc nhỏ trong thủy thinh, được đo ở kích cỡ nano (nanoscale). Bên cạnh không gian 3 chiều, các cấu trúc này chứa thông tin về cường độ và độ phân cực của chùm tia laser. Đó là lý do tại sao các nhà khoa học lại gọi nó là lưu trữ dữ liệu 5D.
Năm 2015, nhóm các nhà nghiên cứu đã cho thấy sự tiến bộ của mình bằng cách sử dụng công nghệ này để lưu giữ các bản sao kỹ thuật số của nhiều tài liệu quan trọng, chẳng hạn như Tuyên ngôn Quốc tế Nhân quyền, Kinh thánh King James (King James Bible) và Đại Hiến chương (Magna Carta). Trái ngược với bộ nhớ ổ cứng thông thường, vốn dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, độ ẩm, từ trường cũng như hỏng hóc cơ học, công nghệ lưu trữ dữ liệu 5D “vĩnh cửu” này hứa hẹn mang đến độ ổn định nhiệt đáng kinh ngạc cũng như tuổi thọ gần như không giới hạn ở nhiệt độ phòng.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đang nỗ lực giải quyết tốc độ ghi dữ liệu đủ nhanh và mật độ đủ cao, nhằm hướng tới những ứng dụng thực tiễn. Họ tuyên bố đã đạt điều này bằng cách sử dụng một hiện tượng quang học có tên là tăng cường trường gần, cho phép tạo ra các cấu trúc nano với một vài xung ánh sáng yếu hơn là ghi trực tiếp bằng femtosecond laser. Điều này cho phép dữ liệu được ghi ở tốc độ 1.000.000 voxel mỗi giây, tương đương 230kb dữ liệu, hoặc hơn 100 trang văn bản, mỗi giây.
“Cách tiếp cận mới này cải thiện tốc độ ghi dữ liệu đến mức thực tế, thế nên, chúng tôi có thể ghi hàng chục GB dữ liệu trong một thời gian hợp lý”, Yuhao Lei, Đại học Southampton tại Anh, cho biết. “Các cấu trúc nano chính xác, được bản địa hóa cao cho phép dung lượng dữ liệu cao cao hơn bởi càng có nhiều voxel hơn trong một đơn vị dung lượng. Ngoài ra, sử dụng ánh sáng xung làm giảm năng lượng cần thiết cho quá trình ghi.”
Trong khi pixel của chúng ta ám chỉ các ô dữ liệu dạng 2D, voxel lại là hình dạng 3D của chúng.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh kỹ thuật này bằng cách ghi 5GB dữ liệu văn bản lên một đĩa thủy tinh silica có kích thước tương tự CD với độ chính xác đọc thông tin (readout) gần như 100%. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết, một đĩa như vậy sẽ có khả năng chứa 500TB dữ liệu, tức là dày đặc hơn gấp 10.000 lần so với đĩa Blu-ray. Các nhà nghiên cứu tưởng tượng rằng công nghệ này sẽ được sử dụng để bảo quản thông tin DNA của một ai đó, hoặc để lưu trữ dữ liệu lâu dài cho các cơ quan lưu trữ quốc gia, bảo tàng và những nơi tương tự. Nhưng trước tiên, họ sẽ cần phải phát triển các phương pháp đọc dữ liệu nhanh hơn.
“Các cá nhân và tổ chức đang tạo ra những bộ dữ liệu ngày càng lớn, tạo ra nhu cầu rất lớn về các hình thức lưu trữ dữ liệu hiệu quả hơn với dung lượng cao, tiêu thụ năng lượng thấp và tuổi thọ lâu dài”, Yuhao Lei cho biết. “Dẫu các hệ thống dựa trên đám mây được thiết kế nhiều hơn cho dữ liệu tạm thời, chúng tôi tin rằng lưu trữ dữ liệu 5D trong kính có thể hữu ích cho việc lưu trữ dữ liệu lâu dài hơn cho các cơ quan lưu trữ quốc gia, bảo tàng, thư viện hoặc những tổ chức cá nhân.”
Nguồn: New Atlas
Công nghệ này có khả năng lưu trữ 500TB trên một đĩa duy nhất có kích thước tương tự CD. Những người sáng tạo ra công nghệ này tin rằng nó có thể sử dụng cho quá trình bảo quản mọi thứ, từ thông tin cho bảo tàng và thư viện cho đến dữ liệu DNA của mọi người.
Quá trình ghi dữ liệu sẽ sử dụng femtosecond laser, phát ra các xung ánh sáng cực ngắn nhưng mạnh mẽ, tạo ra các cấu trúc nhỏ trong thủy thinh, được đo ở kích cỡ nano (nanoscale). Bên cạnh không gian 3 chiều, các cấu trúc này chứa thông tin về cường độ và độ phân cực của chùm tia laser. Đó là lý do tại sao các nhà khoa học lại gọi nó là lưu trữ dữ liệu 5D.
Năm 2015, nhóm các nhà nghiên cứu đã cho thấy sự tiến bộ của mình bằng cách sử dụng công nghệ này để lưu giữ các bản sao kỹ thuật số của nhiều tài liệu quan trọng, chẳng hạn như Tuyên ngôn Quốc tế Nhân quyền, Kinh thánh King James (King James Bible) và Đại Hiến chương (Magna Carta). Trái ngược với bộ nhớ ổ cứng thông thường, vốn dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, độ ẩm, từ trường cũng như hỏng hóc cơ học, công nghệ lưu trữ dữ liệu 5D “vĩnh cửu” này hứa hẹn mang đến độ ổn định nhiệt đáng kinh ngạc cũng như tuổi thọ gần như không giới hạn ở nhiệt độ phòng.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đang nỗ lực giải quyết tốc độ ghi dữ liệu đủ nhanh và mật độ đủ cao, nhằm hướng tới những ứng dụng thực tiễn. Họ tuyên bố đã đạt điều này bằng cách sử dụng một hiện tượng quang học có tên là tăng cường trường gần, cho phép tạo ra các cấu trúc nano với một vài xung ánh sáng yếu hơn là ghi trực tiếp bằng femtosecond laser. Điều này cho phép dữ liệu được ghi ở tốc độ 1.000.000 voxel mỗi giây, tương đương 230kb dữ liệu, hoặc hơn 100 trang văn bản, mỗi giây.
“Cách tiếp cận mới này cải thiện tốc độ ghi dữ liệu đến mức thực tế, thế nên, chúng tôi có thể ghi hàng chục GB dữ liệu trong một thời gian hợp lý”, Yuhao Lei, Đại học Southampton tại Anh, cho biết. “Các cấu trúc nano chính xác, được bản địa hóa cao cho phép dung lượng dữ liệu cao cao hơn bởi càng có nhiều voxel hơn trong một đơn vị dung lượng. Ngoài ra, sử dụng ánh sáng xung làm giảm năng lượng cần thiết cho quá trình ghi.”
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh kỹ thuật này bằng cách ghi 5GB dữ liệu văn bản lên một đĩa thủy tinh silica có kích thước tương tự CD với độ chính xác đọc thông tin (readout) gần như 100%. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết, một đĩa như vậy sẽ có khả năng chứa 500TB dữ liệu, tức là dày đặc hơn gấp 10.000 lần so với đĩa Blu-ray. Các nhà nghiên cứu tưởng tượng rằng công nghệ này sẽ được sử dụng để bảo quản thông tin DNA của một ai đó, hoặc để lưu trữ dữ liệu lâu dài cho các cơ quan lưu trữ quốc gia, bảo tàng và những nơi tương tự. Nhưng trước tiên, họ sẽ cần phải phát triển các phương pháp đọc dữ liệu nhanh hơn.
“Các cá nhân và tổ chức đang tạo ra những bộ dữ liệu ngày càng lớn, tạo ra nhu cầu rất lớn về các hình thức lưu trữ dữ liệu hiệu quả hơn với dung lượng cao, tiêu thụ năng lượng thấp và tuổi thọ lâu dài”, Yuhao Lei cho biết. “Dẫu các hệ thống dựa trên đám mây được thiết kế nhiều hơn cho dữ liệu tạm thời, chúng tôi tin rằng lưu trữ dữ liệu 5D trong kính có thể hữu ích cho việc lưu trữ dữ liệu lâu dài hơn cho các cơ quan lưu trữ quốc gia, bảo tàng, thư viện hoặc những tổ chức cá nhân.”
Nguồn: New Atlas
