Nová metoda 3D ukládání dat na optický disk vtěsná milion filmů na jediný disk  
Médium AIE-DDPR (Aggregation-induced emission dye-doped photoresist) je vysoce průhledný tenký film s fotosenzitivními molekulami, které absorbují fotonická data ve 3D v měřítku nanometrů. Čínský tým vytvořil experimentální optický disk se 100 vrstvami, který by pojal 1 petabit dat.
Petabitové disky jsou na obzoru. Kredit: University of Shanghai for Science and Technology.
Petabitové disky jsou na obzoru. Kredit: University of Shanghai for Science and Technology.

Poptávka po kapacitě pro ukládání dat se šplhá do astronomických výšin a přestávka není na pořadu dne. Naštěstí souběžně s tím běží intenzivní vývoj nových, převratných typů médií, na která se vejde neuvěřitelné množství dat.

 

Min Gu. Kredit: ATSE.
Min Gu. Kredit: ATSE.

Čínský výzkumný tým, který vedl Min Gu z University of Shanghai for Science and Technology, vyvinul novou inovativní metodu ukládání dat na optických discích. Jde o stejný přístup, jakým se zapisuje na DVD, jen ve 3D. Díky tomu lze využít stovek vrstev namísto jediné, což dramaticky zvyšuje kapacitu disku.

 

Podle badatelů je řeč o discích s petabitovou kapacitou. Na každý takový disk by se mohl vejít asi tak milion dnešních filmů. Se sériemi takových disků jsou už na dosah exabity. Byl by to zásadní průlom pro velká datacentra, ať už jde o prostor nebo spotřebu energie, pokud se povede technologii dotáhnout do konce. Nová metoda je založená na novém médiu pro ukládání dat AIE-DDPR (Aggregation-induced emission dye-doped photoresist).

 

Materiál AIE-DDPR. Kredit: Zhao et al. (2024), Nature.
Materiál AIE-DDPR. Kredit: Zhao et al. (2024), Nature.

AIE-DDPR je vysoce průhledný a homogenní tenký film, který umožňuje ukládat data v opravdu extrémní hustotě. Obsahuje specializované fotosenzitivní molekuly, schopné absorbovat fotonická data v nanoměřítku. Badatelé využili femtosekundový 515nanometrový laserový paprsek, s jehož pomocí uložili na optický disk data ve 100 vrstvách, oddělených na vzdálenost 1 mikrometru. K obsluze takového média slouží vlastně dvojice laserů, přičemž druhý laserový paprsek (639 nm) je deaktivující a přispívá k extrémně vysoké přesnosti systému.

 

Čínský tým s touto technologií získal disk schopný pojmout 1 petabit informace, tedy ekvivalent 125 tisíc terabytů. Petabitové disky by nepochybně uvítali třeba tvůrci umělých inteligencí. Jak uvádí Andrew Paul na platformě Popular Science, vycvičení typické generativní umělé innteligence vyžaduje kolem 56 petabitů dat. Nová technologie AIE-DDPR ale není úplně dotažená a prý to ještě nějakou dobu potrvá.

 

Literatura

Science Alert 22. 2. 2024.

Popular Science 22. 2, 2024.

Nature 626: 772–778.

Datum: 22.02.2024
Tisk článku

Související články:

Věčné 5D optické disky mohou zaznamenat celou historii lidstva     Autor: Stanislav Mihulka (17.02.2016)
Microsoft a Warner Bross uvěznili Supermana do kousku křemenného skla     Autor: Stanislav Mihulka (07.11.2019)
Průlom v 5D optických technologiích ukládání dat: 500 TB na disk velikosti CD     Autor: Stanislav Mihulka (02.11.2021)



Diskuze:

Ostatní parametry

F M,2024-02-23 14:42:39

Píšou o nedobré energetické efektivitě. Otázka zní jeslí se již jedná o disk/materiál tipuji to druhé. K té efektivitě rychlost zápisu + chlazení. Byla by docela legrace toto zapisovat rychlostí řádově MB/s. Taktéž čtení, přístupová doba, v diskusi zmiňovaná trvanlivost zápisu, odolnost materiálu mechanická/časová.
Prakticky pro drobného uživatele, mechanika s rozměry a cenou klasického HDD s dvěmi těmito plotnami (RAID), umělou atmosférou by se jako zálohové médium, na multimédia hodilo.

Odpovědět

Šotek v přepočtu

Petr Starý,2024-02-23 08:57:25

Šotek v přepočtu se do článku vloudil:

Jeden petabit je řádově ekvivalent 125 (128) terabytů dat, nikoliv 125 tisíc terabytů. Pokud by se teda uložil milion filmů na petabitový disk, tak se bavíme průměrně o 125 megabytů dat na film, což bude znamenat buďto hroznou kvalitu filmů, nebo kolekci krátkých krátkometrážních filmů :-).

Odpovědět


Re: Šotek v přepočtu

Igor Druhý,2024-02-23 13:54:35

Asi ide len o nejaký nepresný preklad.
V prvom z odkazov na konci článku sa píše o petabajtoch - množné číslo a milióne filmov v DVD formáte.
V druhom článku je zase už v nadpise 125 000 gigabytov.
No a tretí článok je abstrakt vedeckej práce, kde to je len vágne o "petabit kapacite".
Keďže ide len o experimetálne pokusy, tak sa asi nedá celkom baviť o presnej kapacite - ako pri sériovo vyrábaných médiách.

Odpovědět

prach

J P77,2024-02-22 23:40:07

Takový disk bych nechtěl. Nedokázal bych ho očistit od prachu. V serverovýchsálech by tu čistotu asi zvládli, ale na domácí použití by to asi bylo hodně nespolehlivý.

Odpovědět


Re: prach

Antonín Tesařík,2024-02-23 00:15:11

První, co mě napadlo, je trvanlivost uložení. Bylo by to super, poté, co by klesla nevyhnutelná vysoká počáteční cena, ale pokud data v kratším čase degradují, je to o ničem. Víc, než kapacita, mě zajímá kvalita.. trvanlivost uložených dat. Za sto let bude většina DVD jen podložka pod kratší nohu stolu, na kterém bydlí můj notebook. Tuto kvalitu příspěvek nezmiňuje

Odpovědět


Re: Re: prach

Jirka Naxera,2024-02-23 05:33:13

Tak zrovna k tem DVD jako priklad - vedou dve cesty. Bud poridite neco extremne draheho, co by tech 100 let mohlo prezit (s velkou davkou "mozna"), nebo proste navstivite co 5 let nejblizsi Vietnamskou vecerku, nakoupite balik medii, a proste ty DVDcka (ktere mate alespon ve 2 kopiich) prepalite za zanedbatelny pakatel znovu.

To same se da aplikovat i tady - jestli jsou media relativne levna (coz podle clanku, alespon ve srovnani se zaznamovou aparaturou plati), spis nez ohybani technologie nadoraz to proste jednou za X muze vypalovacka proste prepalit na novej.

(Stejne podobne treba funguje pravdepodobne i Vas pocitac, vsechno se tvari hezky a bezi "samo na pozadi", ale pokud moderni SSDcko nepripojite alespon parkrat do roka k elektrice, tak se za nizky pocet let muzete hodne divit, kde mate data.)

Odpovědět


Re: Re: Re: prach

D@1imi1 Hrušk@,2024-02-23 07:24:03

Zrovna jsem si koupil neúměrně drahý 1TB plotnový externí HDD kvůli dlouhodobému zálohování asi 20GB. Dnes by mi měl dorazit. 1600Kč kvůli troše dat, která by se vešla na 4 DVD a to jen proto, že na trhu neexistuje jiné relativně trvanlivé médium.

Jako sorry ale celý přístup k ukládání dat v dnešní době považuji za nedopečený.
Zaprvé v tom, že se dat generuje obrovské množství a nikdo se příliš nezabývá jejich tříděním, aby se archivovalo jen to skutečně podstatné. Proč by taky, když kapacita úložišť zatím stále exponenciálně roste, že? Ovšem že to stojí energii a obsluhu, to nikdo neřeší. A až se narazí na nějaký technologický strop, stejně bude muset dojít ke změně přístupu.

Zadruhé je nedopečený právě v tom, že prakticky neexistují trvanlivá a robustní média. Kdo si chce dnes dlouhodobě zálohovat data, činí tak pomocí cloudu, protože většina lidí nemá chuť každoročně provádět ten postup, o kterém píšete (a ještě pokud možno využívat nějakou sofistikovanou metodu ochrany/kontroly, aby šlo data v případě částečného poškození dopočítat). Jenže to bude spolehlivě fungovat jen do první velké katastrofy typu jaderná válka, Carringtonova událost (s následným celosvětovým socioekonomickým chaosem), likvidace internetu, AI převrat... Pak se velká část moderní historické paměti ztratí :-)
V případě jednotlivce by stačila ztráta přístupových oprávnění nebo nějaký podraz ze strany poskytovatele služby.

Když před čtyřmi tisíci lety něco zapsali na hliněné tabulky, dnes z nich čerpáme cenné informace. Když se Vaši předci nechali za první republiky vyfotit, dnes si můžete v bedně po prababičce ty fotky prohlížet. Ale když v pozůstalosti po rodičích najdete deset let stará DVD, už je s velkou pravděpodobností nepřečtete. To mi příjde v dnešní době super hyper technologií dost ubohé :-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: prach

Igor Druhý,2024-02-23 14:09:39

Do hlinených tabuliek môžete písať aj teraz.
A pred tisícročiami mali tiež veľa netrvanlivých informácií, ktoré sa nezachovali.
Určite niečo písali aj uhlíkmi, kriedou...
Väčšinu papyrusov zničila vlhkosť, hniloba, pleseň, požiare.
Aj dnes stále existujú "klasické" knihy.
Z elektronickej fotky si stále môžete nechať vyrobiť "klasickú'.
Lisované DVD vydržia aj 100 rokov.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: prach

D@1imi1 Hrušk@,2024-02-23 15:21:12

Jste jaksi mimo pointu mého příspěvku. Píšu o tom, že se při vývoji a marketingu digitálních úložných médií prakticky ignoruje dlouhodobá trvanlivost a robustnost. Řeší se jen kapacita, rychlost zápisu a cena. Źivotnost výrobcům stačí taková, aby lidi nechodili s reklamacemi ještě v záruční době.

Mohl byste mi, prosím, na hliněnou tabulku nebo na lisované DVD nahrát digitální fotky? Ono to není o tom, že by digitální úložiště nešlo udělat trvanlivé. Je to o tom, že to většině výrobců a zákazníků nepřipadá podstatné. Samozřejmě jen do doby, dokud se nic nestane.

Když někdo vyvine optické disky s garantovanou životností 100+ let a budou stát klidně 100Kč/ks, budu si je kupovat. Ale jelikož k dispozici nejsou, koupil jsem si HDD a max. jednou za pár let překontroluju, že jsou data v pořádku.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: prach

Tomáš Vojta,2024-02-23 15:44:06

https://www.czc.cz/verbatim-bd-r-m-disc-4x-25gb-printable-5-ks-jewel/192996b1/produkt

M-Disc technologie používá jako záznamové médium keramiku a očekávaná životnost je přes tisíc let. A jsou za stovku za kus (25GB, je to Blu ray médium)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: prach

D@1imi1 Hrušk@,2024-02-25 11:56:40

Díky za tip. Teď už to samozřejmě měnit nebudu (navíc bych stejně musel koupit externí Blu-Ray mechaniku, která je ještě dražší než ten HDD). Ještě by mě ale zajímalo, jakou má člověk šanci, že to médium bude mít za pár desetiletí kde přečíst. V podstatě už dnes jde spíše o okrajovou záležitost. Samozřejmě je mi jasné, že když na tom člověku bude hodně záležet, zajistí si i mechaniku na přečtení 8" diskety :-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: prach

Jirka Naxera,2024-02-28 11:16:00

No ja to pouzivam taky (az na to, ze ta mechanika je interni SATA). Coz je dnes v podstate mainstream a peknych par let bude. A az nebude, tak par dalsich let to bude otazka levne redukce z Ciny, neboli tak +- na 20 let mate vystarano.

A po 20 letech stejne budete resit, jestli ty media, co v labu "jako ze vydrzi 300 let pri umele zrychlenem starnuti" uz neztraci zaznam, a na co noveho to prepalit, tak pak muzete upgradnout i mechaniku.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: prach

F M,2024-02-23 14:10:48

Plotnový HDD je podle mých znalostí také nutno občas "protočit". Nevím jak často a nakolik je to jen legenda, ale mělo by jít o mechaniku. Prakticky to neřeším, zálohu na mám na disku běžícím jinde. Ale zase přepětí/blesk/požár může vyřadit obě (jedna domácnost). Jak píšete je to věc důležitosti dat a nákladech.
Add ta třetí část stačí poukázat na ulož.to, tam opravdu nebyla jen pirátská data a i z těch je část nenahraditelně pryč.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: prach

D@1imi1 Hrušk@,2024-02-23 15:34:16

Jak je to s opravdu dlouhodobou životností dat na HDD, také nevím, ale tvrdí se, že alespoň 5 let bez zapnutí je bezpečných. Kdyby se rozbila jen mechanická část, je pořád možnost ten disk v servisu otevřít, vyndat plotny a zachránit data. Samozřejmě pokud člověk chce mít úplnou jistotu, měl by mít data na třech místech. Např. notebook, externí HDD a cloud.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: prach

Jirka Naxera,2024-02-23 16:28:46

Tak rika se diversifikovat. Ona dlouhodoba archivni media porad existuji, jen si poradne priplatite, a pokud tady nevymyslime, jak nenapadne vyloupit banku, tak si o tom muzeme nechat jen zdat. ;-) Maximalne tak nejakou LTO5

BTW zajimave pocteni https://superuser.com/questions/374609/what-medium-should-be-used-for-long-term-high-volume-data-storage-archival

ad cloud - tam ani nepotrebujete zadnou valku nebo pristani UFOunu, to treba verejne napisete neco naprosto samozrejmeho, jako ze kluci maji pindika a holky pipinku, a najednou jste bez uctu a bez dat, a muzete tak maximalne litovat, ze jste si to radsi nevypalil na nejakej ten BlueRay doma.

Odpovědět


Re: Re: prach

Libor Zak,2024-02-23 13:36:50

On princip je sice podobný jako u CD a DVD, ale u těch vysokokapacitních placek se většinou jedná o disk ze skla ne o palačinku z plastu s nastříkanou reflexní vrstvou.Takže ta životnost tam dokonce asi bude mnohonásobně větší.

Odpovědět


Re: Re: Re: prach

Jirka Naxera,2024-02-23 16:31:02

Ani sklo neni vecne, i kdyz je tomu blizko, a i do skla ze vzduchu muzou difundovat ruzne stopove veci, ktere za desetileti mohou udelat poradnou paseku.
Problem je, ze starnuti se meri nejak akcelerovane (teplota, vlhkost), coz podobne pripady ale vubec nevychyta. Ostatni i u prvnich (jeste zlatych) CD se taky mluvilo o zivotnosti kolem 100 let.

Odpovědět


Re: prach

Petr Jeřábek,2024-02-23 13:27:47

i v pripade datacentra je prach previt. migroval jsem tuhle archivni cd knihovnu na dvd a vsechna cd (uz si nepamatuji pocet, nejakych 800 jich bylo myslim) potrebovala ocistit od takoveho toho jemneho elektrostaticky nachytaneho prachu.

Jinak o multilayer cd/dvd se mluvilo pred nejakymi 20 lety (1000 vrstev), pak z toho nic nebylo, asi kvuli nestabilite media, ale v te dobe na druhou stranu nebyly lasery jako dnes - co do vyssich kapacit se v te dobe tak akorat zacinalo resit jaky format se bude pouzivat bluray vs hddvd.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz