Кристалл данных на миллиарды лет
Технология 5D оптического хранения данных в кварцевом стекле зародилась ещё в девяностых годах прошлого века. Но настоящий прорыв случился в 2013 году в лаборатории Оптоэлектронного исследовательского центра Университета Саутгемптона. Профессор Питер Казанский и его команда впервые продемонстрировали запись и чтение цифровых данных с помощью фемтосекундного лазера, создающего наноструктуры внутри fused silica — особо чистого кварцевого стекла.
В 2025 году стартап SPhotonix, основанный профессором Казанским и его сыном Ильёй, вывел эту разработку на коммерческий уровень. Компания представила 5D Memory Crystal — носитель, способный хранить до 360 терабайт данных на пластине диаметром пять дюймов. Это эквивалентно примерно пяти тысячам дисков Blu-ray.
Принцип записи прост по сути, но сложен в реализации. Фемтосекундный лазер формирует внутри стекла воксели — трёхмерные пиксели размером в десятки нанометров. Каждый воксель несёт информацию не только по положению в трёх пространственных координатах, но и по ориентации оптической оси, и по силе двулучепреломления. Так на одном вокселе кодируется до восьми бит вместо одного, как в традиционных носителях.
Кварцевое стекло выдерживает экстремальные температуры, радиацию и механические воздействия. Даже при 190 градусах Цельсия данные сохраняются 13,5 миллиардов лет — примерно возраст Вселенной. При комнатной температуре срок достигает астрономических значений в 10 в степени 20 лет.
Сейчас достигнутая скорость записи составляет 4 мегабайта в секунду, чтения — 30 мегабайт в секунду (для сравнения, скорость чтения/записи SSD-дисков колеблется от 6 до 32 мегабайт в секунду).
Компания планирует за три-четыре года довести оба показателя до 500 мегабайт в секунду, что позволит конкурировать с архивными ленточными системами. По новой технологии уже записаны человеческий геном, вся Википедия и даже классическая видеоигра Heroes of Might and Magic III — первая игра на таком носителе.
SPhotonix не собирается сама производить носители из-за отсутствия собственных заводов, а выбрала модель лицензирования, подобную ARM. Стоимость оборудования для чтения новых носителей оценивается в 6000 долларов, для записи — в 30 000. В ближайшие 18 месяцев появится портативное устройство чтения.
Эта технология ориентирована на так называемое холодное хранение — шестьдесят-восемьдесят процентов всех данных мира редко используются, но требуют надёжного архива. По прогнозам аналитиков, к 2028 году объём генерируемых данных достигнет 394 зеттабайт в год, и традиционные жёсткие диски с твердотельными накопителями не справятся с этим потоком из-за высокого суммарного энергопотребления и ограниченного срока службы.
В перспективе 5D-кристаллы могут стать основой для архивов в дата-центрах, включая космические, и сохранить культурное наследие человечества на миллиарды лет. Если скорости записи и чтения вырастут, а стоимость снизится, технология выйдет за нишу холодного хранения и потеснит магнитные ленты, жесткие диски и SSD уже к концу этого десятилетия.
#железо #hard #технологии #инновации #стартапы