ล่าสุด,การวิจัยของไมโครซอฟต์ประกาศ "โครงการซิลิกา" ที่น่าสนใจมาก โครงการมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากในแผ่นกระจกโดยใช้เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ ทำให้สามารถจัดเก็บ "สำเนา" ของเพลง ภาพยนตร์ และอื่นๆ ไว้ในแก้วได้
สิ่งที่น่าทึ่งยิ่งกว่านั้นคือเมื่อเขียนข้อมูลสำเร็จแล้ว ข้อมูลภายในแก้วซิลิคอนจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลาหลายพันถึงหมื่นปี และสามารถทนต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและอุณหภูมิที่สูงมากได้
พูดง่ายๆ ก็คือ Microsoft ได้สร้าง "ฮาร์ดไดรฟ์" สี่เหลี่ยมจัตุรัสยาว 3- นิ้วจากแก้วควอทซ์ ซึ่งแต่ละอันสามารถจัดเก็บข้อมูลได้ 100 GB และเพลงได้ประมาณ 20, 000 เพลง
โครงการนี้เป็นความร่วมมือระหว่าง Microsoft และกลุ่มทุนร่วมลงทุน Elire ที่มุ่งเน้นด้านความยั่งยืน โดยทั้งสองฝ่ายหวังว่าจะพบรูปแบบการเก็บข้อมูลที่ยั่งยืนมากขึ้น ซึ่งจะทำให้ข้อมูลในแก้ว "ไม่แตกหัก"
กระบวนการจัดเก็บแก้วประกอบด้วยการเขียนโดยใช้เลเซอร์เฟมโตวินาทีที่เร็วเป็นพิเศษ การอ่านผ่านกล้องจุลทรรศน์ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ การถอดรหัสและการถอดเสียง และสุดท้ายจัดเก็บไว้ใน "ห้องสมุด" โดยเฉพาะอย่างยิ่ง "ห้องสมุด" นี้ทำงานแบบพาสซีฟและไม่ใช้พลังงานไฟฟ้า ซึ่งมีศักยภาพในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บข้อมูลในระยะยาวได้อย่างมาก
Project Silica สร้างรูปแบบการจับข้อมูลที่ยั่งยืนมากขึ้น นอกเหนือจากการจัดเก็บข้อมูลแบบแม่เหล็กที่มีอายุการใช้งานจำกัด ซึ่งประสบปัญหาการทำสำเนาบ่อยครั้ง การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น และต้นทุนการดำเนินงาน
Ant Rowstron วิศวกรโครงการซิลิคอนไดออกไซด์กล่าวว่า "อายุการใช้งานของเทคโนโลยีแม่เหล็กมีจำกัด ฮาร์ดไดรฟ์สามารถใช้งานได้ประมาณ 5-10 ปี เมื่อวงจรชีวิตสิ้นสุดลง คุณจะต้องคัดลอกอีกครั้งและ บันทึกลงในสื่อยุคใหม่ "จริงๆ แล้ว มันเป็นเรื่องยุ่งยากและไม่ยั่งยืนเมื่อคุณคำนึงถึงพลังงานและทรัพยากรทั้งหมดที่เราใช้อยู่"
อนุรักษ์อนาคตของดนตรีระดับโลกผ่านกระจก
Elire กลุ่มทุนร่วมทุนที่มุ่งเน้นความยั่งยืน ได้กลายเป็นบริษัทล่าสุดที่ได้ร่วมมือกับทีม Microsoft Research Project Silica ร่วมกับ CMR Surgical ซึ่งใช้การจัดเก็บข้อมูลแก้วเพื่อเปลี่ยนแปลงอนาคตของการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์
Elire จะใช้เทคโนโลยีนี้ที่ Global Music Vault ในเมืองสฟาลบาร์ ประเทศนอร์เวย์ ซึ่งกระจกชิ้นเล็กๆ สามารถเก็บข้อมูลได้หลายเทราไบต์ ซึ่งเพียงพอที่จะจัดเก็บเพลงได้ประมาณ 1.75 ล้านเพลง หรือเพลงที่มีอายุ 13 ปี นี่เป็นก้าวสำคัญสู่การจัดเก็บข้อมูลที่ยั่งยืน
Microsoft ชี้ให้เห็นว่าแม้ว่าการจัดเก็บแก้วยังไม่พร้อมสำหรับการส่งเสริมการขายในวงกว้าง แต่ก็ถือเป็นโซลูชันเชิงพาณิชย์ที่มีแนวโน้มและมีความยั่งยืน เนื่องจากมีความทนทานและความคุ้มค่า และค่าบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องจะ "ต่ำ" เพียงเก็บถังข้อมูลแก้วเหล่านี้ไว้ในห้องสมุดที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้า เมื่อจำเป็น หุ่นยนต์จะปีนขึ้นไปบนชั้นวางเพื่อหยิบขึ้นมาเพื่อดำเนินการนำเข้าครั้งต่อไป
ศักยภาพของการจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัลคืออะไร?
วิธีการจัดเก็บอาจเป็นสื่อแม่เหล็กไฟฟ้า สื่อออปติคอล หรือสื่ออื่นๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดเก็บ ระบบจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคอลแบบดั้งเดิมใช้แผ่นดิสก์ เช่น บลูเรย์ที่มีชั้นวัสดุสะท้อนแสง ออปติคัลไดรฟ์ใช้เลเซอร์เพื่อสร้างหลุมที่ไม่สะท้อนแสงในชั้นเคลือบที่อยู่ติดกัน ซึ่งเลเซอร์จะตรวจจับได้ในหลุมนั้น เมื่อตรวจพบรูปแบบของหลุมและพื้นที่สะท้อนแสงที่ไม่ถูกเผาไหม้ ข้อมูลที่เก็บไว้ก็สามารถเข้ารหัสได้
อย่างไรก็ตาม ในบริบทของการเติบโตแบบทวีคูณของข้อมูลในอินเทอร์เน็ต โซเชียลมีเดีย และแอปพลิเคชันคลาวด์คอมพิวติ้ง ความต้องการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลแบบออปติคอลที่มีความหนาแน่นสูงพิเศษได้เพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว การจัดเก็บข้อมูลมีความจำเป็นเร่งด่วนเพื่อเอาชนะปัญหาคอขวดของฮาร์ดไดรฟ์แม่เหล็กแบบเดิม หรือเทปและที่เก็บข้อมูลโซลิดสเตตไดรฟ์ (SSD) และโซลูชั่นการจัดเก็บข้อมูลระยะยาวใหม่
เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าเทคโนโลยีออปติคอลเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงความจุในการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ แนวคิดที่กล่าวมาข้างต้นเกี่ยวกับการใช้กระจกในการจัดเก็บข้อมูลมีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 หลังจากการปรับปรุงอย่างระมัดระวังและการอัพเกรดทางเทคโนโลยี อุปสรรคมากมายก็ถูกเอาชนะไปทีละอย่าง
นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีออปติคัลดิสก์ในปัจจุบัน ข้อดีที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของการจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคอลก็คือสามารถจัดเก็บข้อมูลแบบหลายมิติได้
ตามชื่อที่แนะนำ การจัดเก็บข้อมูลหลายมิติส่วนใหญ่จะบันทึกและอ่านข้อมูลในโครงสร้างที่มีมากกว่าสามมิติ (เช่น แผ่นแสงหลายชั้น การ์ด คริสตัล หรือลูกบาศก์) การเขียนและการอ่านข้อมูลมักทำได้โดยการเน้นลำแสงเลเซอร์ตั้งแต่หนึ่งลำขึ้นไปลงในสื่อสามมิติ เนื่องจากลักษณะปริมาตรของสื่อบันทึก เลเซอร์จึงจำเป็นต้องผ่านจุดเพิ่มเติมก่อนที่จะเขียนหรืออ่านเอกสารที่จำเป็น ซึ่งหมายความว่าทั้งฟังก์ชันการเขียนและการอ่านมักจะต้องไม่เป็นเชิงเส้น เพื่อให้ประมวลผลจุดในตัวเครื่องเพียงจุดเดียวในเวลาที่กำหนด
ปัจจุบัน เทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัล 5D ได้รับการพิสูจน์แล้ว - ออปติคัลดิสก์ที่ใช้เทคโนโลยีนี้สามารถจัดเก็บข้อมูลได้มากถึง 360Tb และสามารถเก็บรักษาได้นานนับพันล้านปี ในปี 1996 นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอและสาธิตการใช้เลเซอร์ femtosecond ในการบันทึกและจัดเก็บข้อมูลเป็นครั้งแรก เทคโนโลยีนี้สาธิตครั้งแรกในปี 2010 โดยห้องทดลองของ Kazuyuki Hirao ที่มหาวิทยาลัยเกียวโต และได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมโดยกลุ่มวิจัยของ Peter Kazansky ที่ศูนย์วิจัยออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของมหาวิทยาลัย Southampton นอกจากนี้ ฮิตาชิและไมโครซอฟต์ยังได้ศึกษาเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัลที่ใช้แก้ว ซึ่งโครงการหลังนี้เรียกว่า "โครงการซิลิกา" ผู้เล่นหลักทั่วโลกในตลาดอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบออปติคอล ได้แก่ Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba และ Fujitsu
การจัดเก็บข้อมูลแบบออพติคอล 5D นั้นมีพื้นฐานมาจากกระจกโครงสร้างนาโนเชิงทดลอง ซึ่งจัดเก็บข้อมูลไม่เพียงแต่โดยการเข้ารหัสข้อมูลในพื้นที่สามมิติ แต่ยังผ่านพารามิเตอร์สองตัวที่เกี่ยวข้องกับการหักเหของแสงซึ่งถูกกำหนดโดยการโฟกัสที่กระจก โพลาไรเซชันและการควบคุมความเข้มของเลเซอร์เฟมโตวินาทีในตัวกลาง ขนาด การวางแนว และตำแหน่งสามมิติของโครงสร้างนาโนประกอบด้วยห้ามิติที่กล่าวถึงข้างต้น
อย่างไรก็ตาม เพื่อปรับปรุงโอกาสการใช้งานเชิงพาณิชย์ของเทคโนโลยีนี้ ความเร็วในการอ่านข้อมูลยังต้องได้รับการปรับปรุงอีกด้วย นอกจากนี้ การใช้งานอาจถูกจำกัดเนื่องจากต้องใช้ระบบเลเซอร์กำลังสูง และขาดความสามารถในการเขียนข้อมูลซ้ำ
การจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคอลยังรองรับเทคโนโลยีการเข้ารหัสหลายระดับ ซึ่งสามารถเพิ่มความจุในการจัดเก็บข้อมูลได้อย่างมากด้วยการเขียนหลายบิตต่อจุดโดยใช้ระดับความแรงของสัญญาณแยกที่แตกต่างกัน พื้นที่จัดเก็บข้อมูลหลายระดับยังสามารถอ่านบิตหลายรายการพร้อมกันได้ ดังนั้นจึงเป็นการเพิ่มอัตราการอ่านข้อมูล ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับชุดข้อมูลขนาดใหญ่
ในเทคโนโลยีใหม่จากมหาวิทยาลัยเซาท์ออสเตรเลียและมหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์ นักวิจัยสามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเฉพาะของฟอสเฟอร์อนินทรีย์เพื่อจัดเก็บข้อมูล วิธีการนี้มีศักยภาพที่จะเขียนซ้ำได้และใช้เลเซอร์พลังงานต่ำ นอกจากนี้ เทคโนโลยีดังกล่าวไม่ต้องการอุณหภูมิแบบไครโอเจนิกส์ และสามารถเผารูสเปกตรัมที่อุณหภูมิห้องแทนได้ ทำให้ใช้งานได้จริงมากขึ้น
