Китайские ученые создали диск, на который можно 20 раз записать все книги Ленинки
Над чудо-изобретением работали во всех ведущих университетах страны
Объем информации в мире стремительно растет, и ее нужно куда-то записывать и где-то хранить. Передовики в этих технологиях — китайцы.
Инженеры КНР создали трехмерную оптическую дисковую память емкостью петабит. На одном лазерном диске поместится столько же информации, как на 10 тысячах дисков Blu-ray.
На одном китайском чудо-диске можно 20 раз записать информацию изо всех книг, которые хранятся в Ленинской библиотеке — крупнейшей в России!
— Наша технология позволяет достичь хранения информации путем объединения наноразмерных дисков в массивы, что важно в крупных центрах обработки данных с ограниченным пространством, — пишут авторы изобретения в статье, опубликованной в самом известном в мире научном журнале Nature.
Работали над изобретением ученые из Шанхайского университета науки и техники, Пекинского университета, а также Шанхайского института оптики и точной механики и Ключевой лаборатории фотохимии при Академии наук Китая.
По прогнозам аналитической компании International Data Corporation, к 2025 г. глобальный объем данных достигнет 175 зеттабайт. Один зеттабайт равен 1 трлн гигабайт. В общем, это астрономическое число нулей, просто непостижимое для человеческого разума. И количество данных будет только расти.
Строить огромные серверные центры, куда бы запихивали эти данные — тупиковый путь, убедились инженеры. Это слишком дорого, и потом такие центры обработки данных нужно обслуживать. Серверы пожирают огромное количество энергии, а сверхъемкие жесткие диски выделяют уйму тепла, что требует еще большей мощности для охлаждения.
По оценкам Международного энергетического агентства, центры обработки данных по всему миру потребляли около 1% всего электричества в 2022 году. Национальное энергетическое управление Китая подсчитало, что общее потребление электроэнергии центрами обработки данных в стране в 2022 г. превысило 270 млрд киловатт-часов. Чтобы было наглядно: это три годовых выработки ГЭС «Три ущелья» — крупнейшей на планете электростанции.
И по мере роста мощности серверы будут пожирать все больше электроэнергии, которую можно было бы пустить на что-то более полезное. Китайские ученые предложили революционный выход: просто хранилища данных должны быть максимально компактными, а значит, дешевыми и легкими в обслуживании.
Слои придуманного китайского «чудо-диска» находились на расстоянии всего 1 микрометра друг от друга, что позволяло ему оставаться таким же тонким, как обычный DVD. Минимальный размер пятна и шаг боковой дорожки составляют 54 нм и 70 нм соответственно.
При этом если на обычном DVD только один слой информации, то на созданном китайцами диске — 100 слоев. Ученые записывали и считывали данные с помощью лазерных лучей.
Фактически все данные, когда-либо накопленные человечеством, можно разместить в центре обработки данных размером со стадион, пишут авторы исследования.
— Энергия потребуется только при записи данных на диск или считывании с него, но не при хранении данных, — объясняет еще одно преимущество Вэнь Цзин, профессор Шанхайского университета науки и техники.
Причем в современных центрах обработки данных все сведения нужно перезаписывать каждые 3−10 лет. Это тоже очень энергоемко, а данные можно потерять или, того хуже, подделать.
Китайский «чудо-диск» всех этих минусов лишен, говорят разработчики. Новая лазерная технология может свести к минимуму необходимость переноса данных. Кроме того, придуманные китайцами «чудо-диски» отличаются высокой стабильностью, поэтому нет особых требований к хранилищу, там не должно быть холодно или жарко, солнечно или темно.
— Наш диск прослужит от 50 до 100 лет, в отличие от жесткого диска, который требует переноса данных на новое устройство каждые 5−10 лет, — говорит Вэнь Цзин.
Кстати, жесткие диски (особенно твердотельные, на которые еще недавно все молились как на чудо прогресса) оказались не такими уж надежными. Они легко выходят из строя вследствие падения или из-за чрезмерной влажности.
Оказалось же, что новое — хорошо забытое старое. Лазерный компакт-диск придумали еще в 1969 г., и на него умещалось 700 мегабайт данных (сейчас это было бы всего несколько фотографий в высоком качестве). Придуманный в 1996 г. DVD мог вмещать уже до 15 гигабайт данных (это даже меньше, чем один фильм в формате 4K).
На изобретенный в 2006 г. Blu-Ray даже при многослойной записи могло уместиться около 100 гигабайтов (сейчас это пара-тройка фильмов в наивысшем разрешении). Правда, дальше увеличивать емкость диска традиционными методами оказалось невозможно: объем записи был ограничен дифракцией света.
А теперь представьте: китайцы записывают информацию в 100 слоев!
Еще один плюс — созданный китайцами 3D-диск будет дешевым, по карману обычной семье. Так что скоро собственную Ленинскую библиотеку может хранить дома на полке любой.
Сейчас китайские инженеры совершенствуют свое изобретение, чтобы оно быстрее нашло коммерческое применение. Ожидается, что «чудо-диск» появится в продаже уже через 5 лет.
Дмитрий Капустин