Több száz terabájtos optikai lemezeket ígér egy fejlesztés

Akár 200 TB adatot is tárolni képes optikai lemezek válhatnak valósággá egy Kínában kifejlesztett új technológiával. Ha kereskedelmi forgalomba kerül, akkor ez újjáélesztheti az optikai médiát, mint a merevlemez vagy a szalag alternatíváját a költséghatékony hosszú távú tárolás terén.

A Sanghaji Tudományos és Technológiai Egyetem (USST) és a Sanghaji Optikai és Finommechanikai Intézet (SIOM) kutatói azt állítják, hogy több száz réteg felhasználásával az optikai tárolás akár petabites szinten is lehetséges, miközben azt is állítják, hogy áttörték az optikai diffrakciós korlátot, amely korlátozza, hogy a rögzített jellemzők milyen közel lehetnek egymáshoz. A Nature című folyóiratban megjelent "A 3D nanoscale optical disk memory with petabit capacity" című cikkben a kutatók részletezik, hogyan fejlesztettek ki egy újszerű optikai tárolóközeget, amelyet ők festékkel adalékolt fotorezisztnek (DDPR) neveznek aggregáció-indukált emissziós luminogénnel (AIE-DDPR). Ha ezt rögzítő rétegként alkalmazzák, akkor a területi sűrűség - az egységnyi területre jutó tárolási mennyiség - tekintetében állítólag felülmúlja a többi optikai rendszer és merevlemezes meghajtó teljesítményét. Konkrétan a kutatók azt állítják, hogy ez 125-ször nagyobb, mint az arany nanopálcákon alapuló többrétegű optikai lemezeké, és 24-szer nagyobb, mint a legfejlettebb merevlemezeké.

A javasolt rögzítési és visszakeresési eljárások ehhez a médiumhoz két lézersugarat igényelnek. Az optikai íráshoz egy 515 nm-es femtoszekundumos Gauss-lézernyalábot és egy fánk alakú, 639 nm-es folyamatos hullámú lézernyalábot fókuszálnak a rögzítési területre. Az első sugár indítja el a polimerizációt, amelyet a második sugár deaktivál, így egy olyan rögzítőfolt jön létre, amelyet a kutatók "szubdiffraktív térfogatnak" neveznek, vagyis kisebbnek, mint amekkora egyébként lehetséges lenne. A leolvasáshoz egy 480 nm-es impulzuslézert és egy 592 nm-es folyamatos hullámú lézert használnak.

A kutatók szerint az AIE-DDPR filmmel ellátott üres lemezek a hagyományos DVD-k standard munkafolyamatával kompatibilis eljárással gyárthatók. A kutatók szerint a tesztek alapján az AIE-DDPR fólia annyira átlátszó, hogy akár 100 réteget is tudtak írni és olvasni az ilyen lemezeken, a szomszédos rétegek közötti távolság mindössze 1 mikrométer volt. A használt adatok az USST és a SIOM logók voltak, amelyeket váltakozó rétegekbe írtak. A csapat azt állítja, hogy olvasáskor a páros és páratlan rétegek egyértelmű váltakozó mintázatot mutattak, keresztzavarás nélkül, és a mélyebb rétegekben a minta felbontása hasonlónak bizonyult a felső rétegekéhez. A kutatók becslése szerint 100 réteg egy lemezen, valamint 54 nm-es minimális foltméret és 70 nm-es oldalsó sávszélesség mellett ez 1,6 petabit (200 TB) kapacitást tesz lehetővé egy DVD méretű lemezen.

Ugyanakkor figyelmeztetnek arra, hogy bár a technológia jelentősen növeli a tárolás területi sűrűségét, a kereskedelmi életképességhez az írási sebesség és az energiahatékonyság javítására van szükség. Ezt a jelenlegi rendszerben használtnál nagyobb ismétlési frekvenciájú femtoszekundumos lézersugár és érzékenyebb fotoreziszt alkalmazásával lehetne elérni. Ez azt jelenti, hogy a nanoméretű optikai tárolórendszer még messze van a meghajtók és adathordozók kereskedelmi elérhetőségétől, de a kutatók azt állítják, hogy az ilyen termékek a mesterséges intelligencia korszakának hatalmas adattárolási igényeinek kielégítéséhez olcsóbbnak kell bizonyulniuk, mint a jelenlegi legkorszerűbb optikai lemezkönyvtárak és merevlemez-modulok.

Állításuk szerint a flash tárolók és a lemezmeghajtók energiaigénye is magas, ami magas üzemeltetési költségekhez és rövid élettartamhoz vezet, míg az optikai adathordozók évtizedekig biztonságosan tárolhatják az adatokat. Archiválási célokra azonban a technológia nem biztos, hogy nagy előnyre tesz szert a régi, egyszerű szalagos technológiával szemben. Az IBM tavaly jelentette be a TS1170 szalagmeghajtót 50 TB-os kazettákkal, amelyek 3:1-es tömörítéssel akár 150 TB tárolására is képesek.