El almacenamiento de datos ópticos 5D (a veces conocido como cristal de memoria de Superman [1] ) es un vidrio nanoestructurado para registrar datos digitales de forma permanente [a] utilizando un proceso de escritura láser de femtosegundos . [2] El cristal de memoria es capaz de almacenar hasta 360 terabytes de datos [3] [4] durante miles de millones de años. [5] [6] [7] [8] El concepto se demostró experimentalmente en 2013. [9] [10] [11] Hitachi y Microsoft han investigado y desarrollado técnicas de almacenamiento óptico 5D. [12] [13]
Diseño técnico
El concepto es el almacenamiento masivo de datos de forma óptica en materiales transparentes no fotosensibles como el cuarzo fundido , que es conocido por su alta estabilidad y resistencia química. Escribir en él usando un láser de femtosegundos se propuso y demostró por primera vez en 1996. [1] [14] [15] El medio de almacenamiento consiste en cuarzo fundido donde las dimensiones espaciales , la intensidad, la polarización y la longitud de onda se utilizan para modular los datos. Al introducir nanopartículas de oro o plata incrustadas en el material, se pueden aprovechar sus propiedades plasmónicas . [1]
Se han probado hasta 18 capas utilizando parámetros optimizados con una energía de pulso de luz de 0,2 microjulios (5,6 × 10 −14 kWh), una duración de 600 fs y una tasa de repetición de 500 kHz. Suponiendo un láser 100% eficiente, eso es un vatio-hora (3.6 kJ) de consumo de energía para un máximo de 0.5 Mbits de almacenamiento de datos. Para 1000 Mbits de almacenamiento que suman hasta dos kilovatios-hora (7,2 MJ). La prueba de durabilidad mediante mediciones de envejecimiento acelerado muestra que el tiempo de descomposición de las nanorejillas es de 3 × 10 20 ± 1 años a temperatura ambiente, 30 ° C (86 ° F). A una temperatura elevada de 189 ° C (372 ° F), el tiempo de desintegración extrapolado es comparable a la edad del Universo (13,8 × 10 9 años ). Al registrar datos con un objetivo de apertura numérica de 1,4 NA y una longitud de onda de 250-350 nanómetros (9,8 × 10 −6 –1,38 × 10 −5 pulgadas ), se puede lograr una capacidad de 360 terabytes. [1]
El formato tiene un método novedoso para almacenar datos llamado "5-dimensional". Esto es más para fines de marketing, ya que el dispositivo tiene 3 dimensiones físicas y no tiene propiedades de dimensiones superiores exóticas. La naturaleza fractal / holográfica de su almacenamiento de datos también es puramente tridimensional. Según la Universidad de Southampton :
Los discos de 5 dimensiones [tienen] pequeños patrones impresos en 3 capas dentro de los discos. Dependiendo del ángulo desde el que se vean, estos patrones pueden verse completamente diferentes. Esto puede parecer ciencia ficción, pero básicamente es una ilusión óptica realmente elegante. En este caso, las 5 dimensiones dentro de los discos son el tamaño y la orientación en relación con la posición tridimensional de las nanoestructuras. El concepto de ser de 5 dimensiones significa que un disco tiene varias imágenes diferentes según el ángulo desde el que se lo ve y la ampliación del microscopio utilizado para verlo. Básicamente, cada disco tiene múltiples capas de imágenes de nivel micro y macro. [dieciséis]
Se puede leer con una combinación de microscopio óptico y polarizador. [17]
La técnica fue demostrada por primera vez en 2010 por el laboratorio de Kazuyuki Hirao en la Universidad de Kioto. [18] Además, la tecnología fue desarrollada por el grupo de investigación de Peter Kazansky en el Centro de Investigación de Optoelectrónica de la Universidad de Southampton . [19] [20] [21] [22]
Usos
Desde 2018, la tecnología está en producción por la Arch Mission Foundation . Su primer y segundo disco fueron entregados a Elon Musk : un disco está en su biblioteca personal y el otro fue colocado a bordo del Tesla Roadster en el espacio . [23]
GitHub , una subsidiaria de Microsoft , planea usar esta tecnología para archivar todos los repositorios públicos de Git . Microsoft se refiere a esta tecnología como Project Silica con una vida útil de más de 10.000 años. [24]
Ver también
- Almacenamiento de datos ópticos 3D
- Almacenamiento de datos digitales de ADN
- Almacén de datos
Notas
- ^ Las cinco dimensiones consisten en el tamaño, la orientación y la posición tridimensional de las nanoestructuras.
Referencias
- ↑ a b c d Kazansky, P .; et al. (11 de marzo de 2016). "Almacenamiento de datos 5D eterno mediante escritura láser ultrarrápida en vidrio" . Sala de prensa SPIE.
- ^ " " Cristais de memória do Superman "armazenam até 360TB por 1 milhão de anos" . Terra. 11 de noviembre de 2013 . Consultado el 1 de marzo de 2016 .
- ^ "El almacenamiento de datos 5D eterno podría registrar la historia de la humanidad" . Universidad de Southampton . 18 de febrero de 2016.
- ^ Huebler, Kevin (20 de febrero de 2016). "El cristal de memoria de Superman te permite almacenar datos por valor de 360 TB" . CNBC .
- ^ "La memoria óptica de cristal de cuarzo nanoestructurado 5D podría proporcionar almacenamiento de datos 'ilimitado' durante un millón de años" . kurzweilai.net. 10 de julio de 2013.
- ^ Borghino, Dario (11 de julio de 2013). "El " cristal de memoria de Superman "podría almacenar cientos de terabytes indefinidamente" . Nuevo Atlas .
- ^ Mullen, Jethro (17 de febrero de 2016). "Los nuevos cristales de 'Superman' pueden almacenar datos durante miles de millones de años" . CNN-Tech .
- ^ Kazansky, Peter (11 de marzo de 2016). "Las nanoestructuras en vidrio almacenarán datos durante miles de millones de años" . Sala de prensa SPIE . Consultado el 11 de marzo de 2016 .
- ^ "El cristal 5D de 'memoria Superman' podría conducir a un almacenamiento de datos ilimitado de por vida" . Universidad de Southampton . 9 de julio de 2013.
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( ayuda ) - ^ Szondy, David (13 de febrero de 2018). "Tesla Roadster lleva el clásico de ciencia ficción de Asimov a las estrellas" . Nuevo Atlas . Consultado el 13 de febrero de 2018 .
- ^ "Programa de archivo de GitHub" . GitHub .
enlaces externos
- Sitio web oficial de 5D Memory Crystal