تخزين البيانات الجديد، ثلاثي الأبعاد، باستخدام الضوء يمكن أن يحتوي على مليون فيلم على قرص واحد

لن تتغير حاجتنا المتزايدة بسرعة إلى سعة تخزين البيانات في أي وقت قريب (شكرًا للذكاء الاصطناعي!).

لحسن الحظ، يستكشف بحث جديد طريقة مبتكرة لتعبئة المزيد من البايتات في نفس المساحة الفعلية على القرص الضوئي.

يعتمد هذا النهج على نفس أسلوب تخزين البيانات الضوئية (ODS) المستخدم في كتابة أقراص الفيديو الرقمية (DVD)، ولكن التطور هو أنه يعمل في ثلاثة أبعاد. وهذا يعني مئات الطبقات بدلاً من طبقة واحدة، مما يؤدي إلى قفزة هائلة في السعة.

وفقًا لفريق البحث، نحن نتحدث عن بيتابت (petabits ) على قرص واحد: أي ألف تريليون بت، أو ما يعادل تركيب حوالي مليون فيلم ذو تعريف قياسي على شيء بحجم قرص DVD يتم بتجميعها معًا، وسندخل في عالم الإكزابيتات (مليون تريليون أو كوينتيليون بت).

كما كتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: “هذه التكنولوجيا تجعل من الممكن تحقيق تخزين على مستوى الإكزابيت من خلال تكديس الأقراص النانوية في مصفوفات، وهو أمر ضروري في مراكز البيانات الكبيرة ذات المساحة المحدودة”.

في المرفق: يتحد الضوء المركز والصبغة لكتابة البيانات.

يأتي النهج الجديد مع وسيلة تخزين جديدة تسمى AIE-DDPR – أو مقاوم الضوء المضاف إلى صبغ الانبعاث الناتج عن التجميع، لإعطائه اسمه الكامل. إنه فيلم رقيق يمكّن من كتابة البيانات بدقة عالية جدًا.

يتم تحقيق هذا الإنجاز جزئيًا من خلال أنماط الضوء المطبقة على السطح، وجزئيًا من خلال الصبغة الموجودة في الفيلم، أيضا من خلال مزيج الجزيئات الموجودة في الفيلم التي تلتقط الضوء وتتفاعل معه.

الأمل هو أن تساعد التكنولوجيا الجديدة في التغلب على بعض القيود المرتبطة بالطريقة التي نخزن بها كميات كبيرة من المعلومات الرقمية في الوقت الحالي. من المؤكد أن تعطشنا للبيانات لا يساعد في جهودنا الرامية إلى رعاية الكوكب الذي نعيش عليه بشكل أفضل.

أيضأ ذكر الباحثون: “إن مراكز البيانات القائمة على تقنيات التخزين الرئيسية مثل أجهزة ذاكرات أشباه الموصلات ومحركات الأقراص الثابتة لديها أعباء طاقة عالية وتكاليف تشغيل عالية وعمر افتراضي قصير”.

من المهم أن نلاحظ أنه لا تزال هناك بعض التحديات الكبيرة التي يتعين علينا التغلب عليها. تحتاج هذه التكنولوجيا إلى أن تصبح أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة قبل أن يتم استخدامها عمليًا، على الرغم من أن الباحثين لديهم بالفعل بعض الأفكار حول كيفية تحقيق ذلك.

إذا أمكن تطوير النهج الجديد لتخزين البيانات بنجاح، فستكون الفوائد المحتملة واضحة: مراكز البيانات التي تشغل مساحة أقل بكثير، وتكون صيانتها أرخص، وتستهلك طاقة أقل أثناء التشغيل.

يضاف الى ذلك: “تحتاج سعة المواد المستنفدة للأوزون الحالية إلى زيادة لتلبية متطلبات مركز البيانات بشكل كامل، ومع ذلك تظل زيادة الكثافة المساحية للوسائط الضوئية تحديًا”.

رابط المقال:

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06980-y