Atklāts miljonu gadu datu uzglabāšanas disks

1956. gadā IBM prezentēja pasaulē pirmo komerciālo datoru, kas spēj uzglabāt datus magnētiskajā diskdzinī. IBM 305 RAMAC izmantoja piecdesmit 24 collu diskus, lai saglabātu līdz 5 MB, kas tajos laikos bija iespaidīgs varoņdarbs. Tomēr šodien nav grūti atrast cietos diskus, kas vienā 3,5 collu diskā var uzglabāt 1 TB datu.

Bet, neskatoties uz šo milzīgo uzglabāšanas blīvuma pieaugumu un tikpat iespaidīgo enerģijas efektivitātes uzlabojumu, viena lieta nav mainījusies. Kalpošanas laiks, kurā datus var glabāt magnētiskajos diskos, joprojām ir aptuveni desmit gadi.

Tas rada interesantu problēmu. Kā mums saglabāt informāciju par mūsu civilizāciju tādā laika posmā, kas to pārsniedz? Citiem vārdiem sakot, kāda tehnoloģija var droši uzglabāt informāciju 1 miljonu gadu vai ilgāk?

Šodien mēs saņemam atbildi, pateicoties Jeroen de Vries darbam Tventes universitātē Nīderlandē un dažiem draugiem. Šie puiši ir izstrādājuši un izveidojuši disku, kas spēj uzglabāt datus šajā laika posmā. Viņi ir veikuši paātrinātas novecošanas testus, kas parāda, ka tam vajadzētu būt iespējai uzglabāt datus 1 miljonu gadu un, iespējams, ilgāk.

Šie puiši sāk ar kādu teoriju par novecošanu. Skaidrs, ka ir nepraktiski veikt novecošanas eksperimentu reāllaikā, jo īpaši, ja iesaistītie periodi tiek mērīti miljonos gadu. Bet ir veids, kā paātrināt novecošanas procesu.

Tas ir balstīts uz ideju, ka dati ir jāuzglabā enerģijas minimumā, kas ir atdalīts no citiem minimumiem ar enerģijas barjeru. Tātad datu sabojāšanai, piemēram, pārvēršot 0 par 1, ir nepieciešams pietiekami daudz enerģijas, lai pārvarētu šo barjeru.

Varbūtību, ka sistēma lēks šādā veidā, nosaka ideja, kas pazīstama kā Arrēnija likums. Tas saista barjeras pārlēkšanas iespējamību ar tādiem faktoriem kā tās temperatūra, Bolcmana konstante un lēciena mēģinājuma biežums, kas ir saistīts ar atomu vibrāciju līmeni.

Daži vienkārši aprēķini atklāj, ka, lai kalpotu miljons gadu, nepieciešamā enerģijas barjera ir 63 KBT vai 70 KBT, lai kalpotu miljardam gadu. Šīs vērtības labi iekļaujas mūsdienu tehnoloģiju diapazonā, saka de Vries un co.

Un, lai pierādītu lietas būtību, viņi iet uz priekšu un izveido disku, kas spēj uzglabāt informāciju par šo laika periodu. Diska koncepcija ir vienkārša. Dati tiek saglabāti līniju veidā, kas iegravēti plānā metāla diskā un pēc tam pārklāti ar aizsargkārtu.

Attiecīgais metāls ir volframs, kuru viņi izvēlējās tā augstās kušanas temperatūras (3422 grādi C) un zemā termiskās izplešanās koeficienta dēļ. Aizsargkārta ir silīcija nitrīds (Si3N4), kas izvēlēts tā augstās izturības pret lūzumiem un zemā termiskās izplešanās koeficienta dēļ.

Šie puiši izgatavoja savu disku, izmantojot standarta rakstīšanas metodes, un saglabāja datus QR kodu veidā ar 100 nm platām līnijām. Pēc tam viņi uzkarsēja diskus dažādās temperatūrās, lai redzētu, kā notiek dati.

Rezultāti ir iespaidīgi. Saskaņā ar Arrhenius likumu diskam, kas spēj izturēt miljonu gadu, būtu jāizdzīvo 1 stunda pie 445 kelviniem — šo testu jaunie diski izturēja viegli. Patiešām, viņi izturēja temperatūru līdz 848 kelviniem, lai gan ar ievērojamu informācijas zudumu.

Tas ir labi salīdzināms ar Rosetta projektu, kas ir Long Now Foundation priekšlikums izveidot arhīvu materiālus, kas spēj uzglabāt informāciju par periodiem, kas pārsniedz 10 000 gadu.

Jaunais darbs liecina, ka mums vajadzētu būt iespējai saglabāt ievērojamu daudzumu informācijas nākotnes civilizācijām, iespējams, pat svešām.

Protams, ir brīdinājumi. Paātrinātās novecošanas teorija attiecas tikai uz ļoti specifiskiem apstākļiem un neko nesaka par izdzīvošanu citos gadījumos. Ir grūti iedomāties, ka jaunais disks, piemēram, pārdzīvotu meteoru triecienu. Patiešām, maz ticams, ka tas izturēs temperatūru, kāda var rasties parastā mājas ugunsgrēkā.

Bet de Vries un co ir pārliecināti, ka viņi var izveidot vēl izturīgākas datu uzglabāšanas sistēmas. Viņu darbs ir interesants solis ceļā uz mūsu datu saglabāšanu nākotnes civilizācijām.

Atsauce: arxiv.org/abs/1310.2961 : Ceļā uz Gigayear uzglabāšanu, izmantojot silīcija-nitrīda/volframa bāzes

paslēpties