Оптические диски не умерли? Новые и не очень технологии для архивного хранения данных

На Хабре уже давно не публикуются новости о прорывах в технологии хранения данных при помощи оптических дисков. Оно и понятно — жесткие диски, SSD большой емкости и, конечно, ленточные накопители (в ряде случаев) захватили рынок хранения данных. Тем не менее, технология не умерла, и сейчас стало известно о том, что она продолжает развиваться.

Плюс ко всему, худо-бедно продолжаются исследования в плане хранения информации при помощи других материалов и систем. Давайте посмотрим, что сейчас известно об оптических дисках и есть ли здесь значимые достижения.

Буквально на днях стало известно о том, что компания Folio Photonics, которая, к слову, существует уже около 10 лет, предлагает новый тип хранения данных. Точнее, как новый — это оптический диск, но многослойный, называется эта технология DFD. По словам разработчиков, диски относительно просто изготавливать, удобно хранить, плюс такой «банк данных» не подвержен электромагнитному воздействию.

Новый формат получил название Active, что важно — диски перезаписываемые, так что их можно использовать много раз. Компания заявляет о емкости в 1 ТБ, плюс она же изготовила специализированные картриджи, которые работают одновременно с 10 дисками.

Ожидаемая скорость чтения — около 365 Мбайт/с, насчет скорости записи пока ничего не известно. Сейчас технология находится в экспериментальной стадии, поэтому в ближайшие несколько месяцев новые диски в продажу не поступят. Но вроде как прогресс в развитии этого проекта есть — опытное производство намечено на 2024 год. Стоимость одного диска, по словам представителей компании, составит всего $5, что гораздо дешевле всех прочих накопителей. Правда, конечно, тут еще бы знать цену самих дисководов — картриджей. Если они будут стоить, как сбитый боинг, то смысла в такой технологии нет.

Но компания утверждает, что все будет доступно, плюс хранение данных на таких дисках, при условии архивного их использования, будет дешевле, чем при работе с HDD. Заявляется о том, что жесткие диски архивного назначения потребляют примерно на 80% больше энергии при прочих равных условиях.

Сама технология не для обычных пользователей, а для компаний, которым нужно хранить огромные объемы данных, при этом желательно бы с небольшой стоимостью хранения и эксплуатации. Компания также утверждает, что срок жизни одного такого диска составляет около 100 лет, они, понятное дело, не подвержены влиянию не только электромагнитного поля, но и воды, высоких (относительно) и низких температур.

Что касается массовой доступности дисков, а не экспериментальных устройств, то производить их компания планирует к 2026 году. Тут, конечно, можно вспомнить про историю обучения осла речи, когда «или осел сдохнет, или падишах умрет», но все же хотелось бы надеяться на лучшее. Альтернативные технологии — это совсем не плохо.

Да, подобные проекты анонсируются и другими компаниями. Так, всего год назад о разработке лазерного диска емкостью в 700 ТБ заявила объединенная команда инженеров и ученых из Шанхайского политехнического университета и Мельбурнского технологического института.

Ученые при поддержке коллег из Национального университета Сингапура, смогли добиться размещения на диске обычного размера объема данных в 700 ТБ. Диаметр диска составляет 120 мм — это текущий стандарт для практически любых оптических дисков, включая CD, DVD и Blu-ray.

На данный момент самым емким является четырехслойный Blu-ray диск, на котором помещается 128 ГБ данных. Стандартный же однослойный Blu-ray диск позволяет записать на нем не более 25 ГБ информации. Получается, что один новый диск заменяет сразу 28 тысяч однослойных Blu-ray дисков.

Что касается жестких дисков и SSD, то самые емкие из них позволяют разместить несколько десятков терабайт данных. Но, насколько известно, претенденты на лидерство не добрались пока даже до отметки в 100 ТБ. А здесь — сразу 700 терабайт.

Главный секрет здесь — в материале, на который производится запись. Это не металлическая тонкая фольга, а композитный материал. Всех секретов ученые не раскрывают, поскольку планируют коммерциализировать технологию. Но известно, что это нанокомпозит на основе специальных частиц с добавлением лантаноида с «хлопьями» оксида графена.

Еще одна особенность — лазеры постоянного действия. Во всех остальных случаях используются лазеры импульсного типа.

Разработанная учеными технология может быть использована в массовом производстве оптических носителей. Правда, авторы разработки пока не рассказали ни о хотя бы примерном порядке цен, ни о том, сколько средств и прочих ресурсов нужно для запуска производства. Ну и как бы с момента анонса проекта прошел год, а воз и нынче там. Вероятно, разработка осталась в списке экспериментов, которые вряд ли выберутся «в люди».

Вот уже около 10 лет несколько команд ученых в разных странах параллельно работают над технологией записи данных на кварцевый носитель. Впервые об том стало известно в 2013 году. Тогда изобретатели рассказали о том, что в «кристаллах памяти» из кварца информация записывается с пятью разными характеристиками. В их числе координаты в трех измерениях, ориентация и объем. Последние две характеристики задаются при помощи поляризации и интенсивности лазерного луча.

Среди коммерческих компаний, которые занимаются подобным проектом — Microsoft и Warner Bros. Они смогли создать накопитель из кварца размером 75x75 мм и толщиной 2 мм. Стоит отметить, что эта технология не для обычных пользователей, не для распространения по домашним медиатекам. Скорее — для корпораций, причем данные накопитель может хранить в течение миллионов лет.

Несмотря на то, что технология все же развивается, это происходит в недрах научно-исследовательских подразделений названных компаний. Пока что она тоже не получила широкого распространения, но здесь, вероятно, важную роль играет сложность работы с носителем и стоимость записывающих и считывающих устройств.

В целом, есть и другие компании, которые развивают оптические технологии хранения данных. Но это еще менее известные проекты, которые пока что существуют в виде научных работ и самых первых экспериментальных моделей. Конечно, хотелось бы надеяться на то, что какой-то из названных выше проектов все же «выстрелит» и сможет изменить современную конфигурацию рынка хранения данных.