최근에,마이크로소프트 리서치매우 흥미로운 "실리카 프로젝트"를 발표했습니다. 이 프로젝트는 초고속 레이저를 사용하여 유리판에 대량의 데이터를 저장하는 환경 친화적인 방법을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 이를 통해 음악, 영화 등의 "복사본"을 유리판에 저장할 수 있습니다.
더욱 놀라운 점은 일단 데이터가 성공적으로 기록되면 실리콘 유리 내부의 데이터는 수천년에서 수만년 동안 변하지 않고 유지되며 전자기 펄스와 극한의 온도를 견딜 수 있다는 것입니다.
간단히 말해서 Microsoft는 석영 유리로 3-인치 길이의 정사각형 "하드 드라이브"를 만들었으며 각 하드 드라이브에는 100GB의 데이터와 약 20,{4}}곡의 노래를 저장할 수 있습니다.
이 프로젝트는 Microsoft와 지속 가능성 중심 벤처 캐피탈 그룹 Elire 간의 파트너십으로, 두 당사자는 유리에 담긴 데이터를 "깨지지 않는" 데이터 캡처의 보다 지속 가능한 형태를 찾기를 희망하고 있습니다.
유리 보관 과정에는 초고속 펨토초 레이저를 사용하여 글을 쓰고, 컴퓨터로 제어되는 현미경을 통해 읽고, 디코딩 및 전사하고, 최종적으로 "라이브러리"에 저장하는 작업이 포함됩니다. 특히 이 "라이브러리"는 수동적으로 실행되며 전기를 사용하지 않으므로 장기 데이터 저장과 관련된 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있는 잠재력이 있습니다.
Project Silica는 잦은 중복, 에너지 소비 증가, 운영 비용 문제로 인해 수명이 제한된 자기 스토리지를 뛰어넘는 보다 지속 가능한 형태의 데이터 캡처를 만듭니다.
이산화규소 프로젝트 엔지니어인 Ant Rowstron은 "자기 기술의 서비스 수명은 제한되어 있습니다. 하드 드라이브는 약 5-10년 동안 사용할 수 있습니다. 수명 주기가 끝나면 다시 복사해야 하며 차세대 미디어에 저장하세요. "솔직히 우리가 사용하는 모든 에너지와 자원을 고려하면 번거롭고 지속 불가능합니다."
유리를 통해 글로벌 음악의 미래를 보존하다
지속 가능성에 초점을 맞춘 벤처 캐피탈 그룹 Elire는 이제 Microsoft Research Project Silica 팀과 파트너십을 맺은 가장 최근의 회사가 되었으며, 로봇 수술의 미래를 변화시키기 위해 유리 데이터 스토리지를 사용하는 CMR Surgical과 같은 팀에 합류했습니다.
Elire는 노르웨이 스발바르에 있는 Global Music Vault에서 이 기술을 사용할 예정입니다. 이곳에서는 작은 유리 조각이 수 테라바이트의 데이터를 저장할 수 있으며 이는 약 175만 곡 또는 13년 간의 음악을 저장할 수 있는 양입니다. 이는 지속 가능한 데이터 저장을 향한 중요한 단계입니다.
마이크로소프트는 유리 보관함이 아직 대규모 홍보를 할 준비가 되지 않았지만 내구성과 비용 효율성 때문에 유망한 지속 가능한 상용화 솔루션으로 간주되며 지속적인 유지 관리 비용이 '최소'일 것이라고 지적했습니다. 전기가 필요하지 않은 도서관에 이러한 유리 데이터 보관함을 보관하기만 하면 됩니다. 필요한 경우 로봇은 후속 가져오기 작업을 위해 선반 위로 올라가서 가져옵니다.
광 데이터 저장의 잠재력은 무엇입니까?
저장방식에 따라 전자적 매체, 광학적 매체, 기타 매체 등이 저장방식이 될 수 있다. 기존의 광 스토리지 시스템은 반사 소재 레이어가 포함된 Blu-ray와 같은 디스크를 사용합니다. 광학 드라이브는 레이저를 사용하여 인접한 코팅에 무반사 피트를 생성하며, 이는 피트를 판독하는 레이저에 의해 감지됩니다. 구덩이 패턴과 타지 않은 반사 영역이 감지되면 저장된 데이터를 인코딩할 수 있습니다.
그러나 인터넷, 소셜 미디어, 클라우드 컴퓨팅 애플리케이션의 데이터가 기하급수적으로 증가하는 상황에서 초고밀도 광 데이터 스토리지에 대한 수요가 급증했습니다. 데이터 스토리지는 기존 자기 하드 드라이브의 병목 현상을 극복하는 것이 시급합니다. 또는 테이프 및 SSD(Solid-State Drive) 스토리지. 그리고 새로운 장기 데이터 저장 솔루션.
대용량 데이터의 저장 용량을 향상시키는 데는 광학 기술이 핵심이라는 것이 널리 알려져 있습니다. 위에서 언급한 데이터 저장을 위해 유리를 사용하는 개념은 19세기로 거슬러 올라갑니다. 세심한 개선과 기술 업그레이드를 통해 많은 장애물이 하나씩 극복되었습니다.
또한, 현재의 광디스크 기술과 비교하여 광데이터 저장의 가장 두드러진 장점 중 하나는 다차원 데이터 저장이 가능하다는 점입니다.
이름에서 알 수 있듯이 다차원 데이터 저장소는 주로 3차원 이상의 구조(예: 다층 광 디스크, 카드, 크리스탈 또는 큐브)의 정보를 기록하고 읽습니다. 정보의 쓰기와 읽기는 일반적으로 하나 이상의 레이저 빔을 3차원 매체에 집중시킴으로써 이루어집니다. 저장 매체의 부피 특성으로 인해 레이저는 필요한 기준점을 쓰거나 읽기 전에 추가 지점을 통과해야 합니다. 이는 주어진 시간에 하나의 로컬 지점만 처리되도록 쓰기 및 읽기 기능이 모두 비선형적이어야 하는 경우가 많다는 것을 의미합니다.
오늘날 5D 광학 데이터 저장 기술이 입증되었습니다. 이 기술을 사용하는 광학 디스크는 최대 360Tb의 데이터를 저장할 수 있으며 수십억 년 동안 보존할 수 있습니다. 1996년에 과학자들은 데이터를 기록하고 저장하기 위해 펨토초 레이저를 사용하는 것을 처음으로 제안하고 시연했습니다. 이 기술은 2010년 교토 대학의 히라오 카즈유키 연구실에서 처음 시연되었으며 사우샘프턴 대학 광전자공학 연구 센터의 피터 카잔스키 연구 그룹에 의해 추가로 개발되었습니다. 또한 히타치(Hitachi)와 마이크로소프트(Microsoft)도 유리 기반 광저장 기술을 연구했는데, 후자의 프로젝트는 "프로젝트 실리카(Project Silica)"라고 불린다. 전 세계적으로 광 스토리지 시장의 주요 업체로는 Sony, Western Digital, Samsung Electronics, IBM, Toshiba 및 Fujitsu가 있습니다.
5D 광학 데이터 저장은 주로 3차원 공간에서 데이터를 인코딩하는 것뿐만 아니라 유리에 초점을 맞춰 결정되는 복굴절과 관련된 두 가지 매개변수를 통해 정보를 저장하는 실험적인 나노구조 유리를 기반으로 합니다. 매질에서 펨토초 레이저의 편광 및 강도 제어. 나노구조의 크기, 방향, 3차원 위치는 위에서 언급한 5가지 차원을 구성합니다.
그러나 이 기술의 상용화 가능성을 높이기 위해서는 데이터 읽기 속도도 향상되어야 한다. 또한 고출력 레이저 시스템이 필요하고 데이터 재기록 기능이 부족하여 적용이 제한될 수 있습니다.
광학 데이터 저장은 또한 다양한 개별 신호 강도 수준을 사용하여 포인트당 여러 비트를 기록함으로써 저장 용량을 크게 늘릴 수 있는 다중 레벨 인코딩 기술을 적용할 수 있습니다. 다중 레벨 데이터 저장소는 여러 비트를 동시에 읽을 수 있으므로 데이터 판독 속도를 높일 수 있으며 이는 대규모 데이터 세트에 매우 중요합니다.
사우스 오스트레일리아 대학교와 뉴 사우스 웨일즈 대학교의 최신 기술을 통해 연구자들은 무기 인광체의 고유한 특성을 활용하여 데이터를 저장할 수 있습니다. 이 접근 방식은 재기록이 가능하고 저전력 레이저를 사용할 가능성이 있습니다. 또한 이 기술은 극저온을 요구하지 않고 대신 실온에서 스펙트럼 홀을 태울 수 있어 더욱 실용적입니다.
