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标题: 新型光学存储技术：永久性存储容量更大 [打印本页]

作者: abjames 时间: 2014-2-11 09:51
标题: 新型光学存储技术：永久性存储容量更大

新型光学存储技术：永久性存储容量更大

   外媒消息，我们知道，任何存储介质都有自己的“保质期”，比如CD或DVD碟片上的数据一般可以保存数十年。一直以来，研究人员都在寻找延长数据“保质期”的办法。但就目前而言，将这一纪录延长个100年都是一个巨大的挑战。

   而就在近期的一项研究报告中，由英国南安普顿大学张靖宇（Jingyu Zhang，音译）、明达加斯・吉塞维斯、马蒂纳斯・贝瑞斯纳以及皮特・卡赞斯组成的科学家团队展示了一种新型数据存储技术，其存储数据的有效期限在室温条件下大约为3乘以10的20次方年，也就是说――永久存储。想像一下如果这项新技术可以规模化，将会翻开存储领域的新篇章。

   在这一存储系统中，数据被存储到利用激光脉冲形成的纳米栅格中，如下图。在室温条件下，该系统的理论寿命长达3乘以10的20次方年。

下面展示的是在不同温度条件下系统退化速度的阿伦尼乌斯图解。黑色的点表示测量值，红色的点为理论值。如图，在约合189摄氏度的高温下，该系统的寿命仍然堪比宇宙的年龄。

   “信息时代，大数据横行。很多个人，公司和政府部门都对永久性数据存储技术感兴趣，并希望将其应用于军事，科学以及其他领域。目前市场上，日立公司此前也开发过类似产品，存储年限达到百万年之久。而我们相信，我们给出的解决方案将成为这一问题的终极答案。”张靖宇表示。

   研究人员解释，传统上，数据存储与寿命、容量之间存在一种权衡关系，因此那些可以存储大容量信息的介质往往寿命就比较短。比如物理学家们展示的一项新技术：利用单独的原子存储数据，但在室温条件下这种存储介质的维持时间仅有大约10皮秒（1皮秒=1万亿分之一秒）。

如何延长寿命？
   首先，就是大家最关注的存储寿命问题。这一存储系统的退化核心机制是其纳米栅格之间的纳米空洞的坍塌崩溃，一旦这些纳米空洞崩塌，存储在栅格结构中的数据也就将随之变得不稳定并出现丢失。

   研究人员计算了这一栅格系统退化的时间，这样计算出来的结果便是这一数据存储系统的寿命。计算的结果，在室温下其寿命大约为3乘以10的20次方年。这显示了其无与伦比的优越性能。随着环境温度的上升，该系统的使用寿命会相应减少，但即便是在189摄氏度的超高温度环境下，其寿命仍然高达大约138亿年，这已经和我们所在宇宙的年龄相当。

如何扩充容量？
   该系统既拥有超长寿命，同时也拥有巨大的容量。在存储数据时，使用一个飞秒激光器发射超短波激光脉冲照射石英晶体，这样这束激光就会在适应晶体内产生纳米级小点，每一个小点携带3bit的信息，怎么来的？是因为激光脉冲采用了多层编码方式，即每一个小点都包含了3个不同的微层面结构，其中纪录了入射激光脉冲的强度和偏振性。

   运用这项技术，一张CD或DVD碟片，假设其拥有1000个记录层，那么它的数据存储容量将达到数百个TB，对于碟片来说已经是一个非常可观的数字了。

如何提高速率？

   此前研究人员开发的光学存储系统与这项技术的原理有相似之处，但其弊病就在于数据写入速度太慢，失去了实用价值。而据称，张靖宇团队这次的解决方案将数据写入速度较以往提升了两个数量级，他们的计划是接下来从目前的每秒大约6KB提升至每秒120MB。


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