Cientistas russos seguindo as instruções da Foundation for Advanced Study (FPI) estão desenvolvendo um "disco eterno" para armazenar dados. Um dispositivo feito de vidro de quartzo, que não tem medo de fogo, água e radiação, será capaz de armazenar 1 TB de informação por até 100 mil anos, enquanto a mídia moderna é capaz de armazenar dados - sejam documentos governamentais ou fotos de família - no máximo por 60 anos. mesmo que você esqueça o "disco eterno" em algum lugar da lua por centenas de milhares de anos, o localizador será capaz de assistir ao filme gravado nele.
Ivan Glebov, chefe do laboratório de nanoestruturação a laser de vidro da Universidade Química-Tecnológica Russa em homenagem a M. V., falou sobre o atual estado de desenvolvimento e as perspectivas de sua aplicação em uma entrevista à TASS. DI. Mendeleev - um dos laboratórios da Fundação de Pesquisa Avançada.
Qual é a “unidade flash eterna” em que você está trabalhando?
- A definição mais próxima para o nosso desenvolvimento pode ser "disco de arquivo eterno". É um carreador de informações ultraestável baseado em vidro nanoestruturado por radiação de um laser de femtossegundo, ou seja, um laser que gera ultracurtos, dezenas ou centenas de femtossegundos, pulsos de luz com potência de pico ultraalta. Este é o nome oficial do projeto.
Em termos simples, criamos um meio físico que pode armazenar as informações nele gravadas por tempo ilimitado, de acordo com nossos padrões. Além disso, ele deve proteger as informações de "emergências": incêndios, radiação, ondas eletromagnéticas.
O projeto consiste em três componentes: mídia, gravação de dados e tecnologias de leitura. "Disco" é um vidro de quartzo na forma de um CD de diâmetro padrão - 12 cm, espessura - 1,2 mm, peso - 300 g. … A velocidade de gravação atualmente obtida é de pelo menos 36 Mbps, o que é equivalente ao Blu-Ray. A velocidade de leitura resultante é de até 50 Mbps.
Qual é o princípio de funcionamento do disco?
- O princípio de gravação e leitura de informações é semelhante ao princípio dos discos ópticos (CD / DVD / Blue-Ray) - com a ajuda de um laser de "gravação", são criados pontos de armazenamento de informações no disco, análogos aos pontos em discos ópticos comuns. Com a ajuda do leitor, os dados são transmitidos ao dispositivo receptor, processados e enviados ao computador na forma de dados de áudio, vídeo, gráficos ou texto.
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Por que você precisa de um "disco eterno", dada a grande variedade de formas de armazenamento de informações disponíveis no mundo?
- A humanidade armazena informação há mais de 10 mil anos e, durante esse tempo, vem criando novos meios de informação: desde as paredes de cavernas, folhas de papiro e tábuas cuneiformes até discos magnéticos e ópticos.
Mas a vida útil dos dados na mídia moderna é insignificante, mesmo em comparação com livros impressos ou tabuletas de argila. Se os historiadores modernos conseguirem extrair informações de manuscritos encontrados com mais de 1000 anos de idade, os historiadores do futuro não serão capazes de extrair informações de suportes de dados modernos.
A vida média de armazenamento de informações nas mídias de armazenamento mais populares - discos rígidos (HDD / SSD), de acordo com os fabricantes, não é superior a 50 anos, em discos óticos (CD / DVD / Blu-Ray) - não mais de 60 anos, em mídia de fita (streamers), de acordo com previsões otimistas, as informações podem ser armazenadas por até 100 anos. Portanto, a preservação de informações que requerem armazenamento em arquivos por mais de 100 anos está ameaçada. É necessária a reescrita regular e o backup obrigatório das informações, o que, por um lado, aumenta muito o custo de armazenamento dos dados e, por outro, aumenta a probabilidade de perda de parte das informações na transferência para um novo meio.
Por quanto tempo o "disco eterno" pode armazenar informações?
- Nosso projeto é dedicado à criação de um suporte de dados capaz de armazenar informações por mais de 10 mil anos: mais tempo do que desde a época da suposta construção da pirâmide de Quéops. Em condições padrão de armazenamento, será possível ler as informações de um disco com erros mínimos, mesmo após 100 mil anos. Além disso, nosso "disco eterno" será capaz de resistir a incêndios, inundações e até mesmo um longo voo em condições de radiação cósmica.
Em que estágio está a implantação do projeto agora?
- O projeto teve início em 2015 e teve duração de três anos. Nossos objetivos eram: desenvolvimento de uma tecnologia para registro / leitura de informações em um disco de quartzo, seleção e criação do material portador necessário e, o mais importante, confirmação da possibilidade de atingir os indicadores técnicos alvo. Essas metas agora foram alcançadas.
Agora estamos estabelecendo contatos com potenciais consumidores dessa tecnologia e nos preparando para o início dos trabalhos de desenvolvimento em 2018.
Quando podemos esperar que o disco eterno apareça no mercado?
- Estamos planejando lançar projetos-piloto junto com a Câmara do Livro Russa, a Biblioteca Estatal Russa, alguns arquivos estaduais até 2019 e, em 2021, planejamos lançar a produção piloto para levar o “disco eterno” ao mercado comercial.
Ou seja, os militares, órgãos governamentais, arquivos passarão a ser os principais consumidores da nova tecnologia?
- Temos dois conceitos de aplicação de tecnologia. O primeiro são os fundos de reserva de documentação. Existem repositórios com cópias de backup de documentos especialmente valiosos - governamentais, culturais, científicos, de engenharia, etc. Essas instalações de armazenamento, em particular, estão em instalações de alto risco, por exemplo, fábricas de produtos químicos, usinas de energia nuclear. Em caso de acidente, ataque terrorista ou guerra, esses fundos permitirão que você recupere os dados. Já nesses fundos, as informações ficam armazenadas na forma de microfotocópias de documentos impressos, materiais manuscritos ou documentos digitais que podem morrer no mesmo incêndio. Os discos eternos ajudarão a resolver esse problema.
O segundo conceito é armazenamento frio de dados. Grandes corporações de TI estão mudando para a divisão de "temperatura" das informações armazenadas: dados "quentes" estão disponíveis constantemente em alta velocidade na mídia SSD; Dados “quentes” são acessados com menos frequência, a velocidade de acesso é menor e a mídia HDD pode ser usada; dados "frios" raramente são acessados, a velocidade pouco importa aqui, o principal é confiabilidade e segurança e baixo custo de armazenamento.
Muitas empresas de TI, como o Facebook, usam discos ópticos (DVD / Blu-Ray) para armazenamento frio. Isso economiza o custo de armazenamento de dados que podem permanecer não reclamados, por exemplo, milhões de fotos sem curtir, porque manter um arquivo em discos ópticos não precisa gastar energia o tempo todo, eles só precisam ser desenrolados no momento certo. Mas o SSD e o HDD consomem uma quantidade enorme de energia, mesmo no modo de espera. Discos de vidro "eternos" podem ser uma excelente solução para armazenamento de dados "a frio" - "toneladas" de fotos podem ser armazenadas no "permafrost de informações".
Assim, os principais consumidores dos "discos eternos" serão arquivos, museus, bibliotecas, agências governamentais, exército, bancos, empresas de empresas estatais que precisam armazenar informações de importância crescente: cópias digitais de documentação governamental, relatórios, fundos de bibliotecas e museus. Além disso, o "disco eterno" será amplamente exigido por empresas de TI que usam armazenamento de dados "frio". Prevê-se que até 2020 mais de 44 milhões de TB (44 Zettabytes) de dados serão acumulados no mundo, ou seja, haverá muitas empresas de TI - consumidores potenciais do nosso desenvolvimento.
A mídia estará disponível no mercado mais amplo? Quanto vai custar?
“Criamos tecnologia de armazenamento que definitivamente precisa ser vendida. Já agora, na fase de pesquisa científica e de engenharia, estamos recebendo propostas de cooperação tanto de empresas estatais quanto de empresas privadas de TI.
O custo da própria mídia, assim como o custo dos dispositivos de gravação e leitura de dados, agora é difícil de determinar, pois o projeto está em fase de desenvolvimento de tecnologia e protótipo. Por outro lado, o custo de fabricação do vidro de quartzo é várias vezes menor em comparação com outros materiais ópticos, e sua produção é estabelecida nas principais empresas de vidro da Rússia. Ou seja, o próprio transportador de informações será relativamente barato de fabricar e será produzido na Federação Russa. Pode-se presumir que o custo de um "disco" será compatível com o custo de um disco rígido removível moderno.
Qual é a capacidade de armazenamento deste meio?
- No estágio atual de desenvolvimento de tecnologia, atingimos uma capacidade de armazenamento de 25 GB, que é semelhante ao DVD e Blue-Ray. No entanto, nossa pesquisa mostra que é possível aumentar a densidade de gravação de dados neste meio até 1 TB, o que é inatingível para outros discos ópticos e é prerrogativa dos discos rígidos portáteis.
Será possível sobrescrever as informações do "disco"?
- O tipo de mídia em desenvolvimento é "escreva uma vez, leia muitos" (WORM - escreva uma vez, leia muitos), ou seja, não é regravável, o que é especialmente importante para documentos críticos. Você pode ter certeza de que ninguém apagará, substituirá ou alterará os dados. As assinaturas digitais ou certificados usados para confirmar determinados documentos também serão relevantes para todo o período de uso do meio, não precisam ser atualizados.
“Eternal Disc” será capaz de resistir a incêndios, inundações e radiação. E em que condições os testes foram realizados?
- Todas as restrições físicas no armazenamento de informações são devidas apenas à resistência final do material do qual o suporte é feito. Ao contrário dos DVDs, discos Blu-Ray, que são feitos de camadas de plástico interconectadas, ou o menos conhecido M-Disc, para o qual os fabricantes postulam uma vida de armazenamento de até 1.000 anos, o "disco eterno" que desenvolvemos é um disco monolítico feito de vidro de quartzo sem nenhuma camada. As informações no disco são gravadas em nanoescala na estrutura de vidro.
O vidro de quartzo pode suportar altas temperaturas, é resistente a ambientes químicos agressivos e não é afetado pela radiação eletromagnética, que pode danificar facilmente os discos rígidos. Testamos os discos quanto à resistência, compressão, queda, resistência a altas temperaturas e quedas bruscas de temperatura, radiação e resistência química. Se você tentar, nosso disco pode quebrar, mas, em primeiro lugar, esse problema pode ser facilmente resolvido por uma caixa à prova de choque e, em segundo lugar, esses discos não devem ser carregados constantemente no bolso - eles são destinados ao uso fixo.
Nosso disco pode estar em temperaturas de até 1000 graus Celsius durante o dia e as informações podem ser lidas a partir dele. Além disso, nossa pesquisa mostrou que mesmo um choque térmico ao mover um disco de um forno com temperatura de 900 graus Celsius para água fria não leva a defeitos ou erros significativos na leitura das informações. Esta propriedade é muito importante na extinção de incêndios, pois como resultado de um incêndio doméstico em salas fechadas, todos os meios de armazenamento conhecidos são fisicamente destruídos e os dados deles são completamente perdidos. Isso é relevante para arquivos de importância estratégica, instituições governamentais e militares, onde a preservação da informação é a tarefa dominante.
Quanto à resistência à radiação, os discos podem suportar ficar perto da parte ativa do reator por um dia, e a resistência química do vidro é várias ordens de magnitude maior do que os discos DVD / Blu-Ray. O transportador de informações desenvolvido pode ser enviado em viagens espaciais e ter certeza de que os dados permanecerão seguros por um tempo ilimitado em condições de maior radiação.
Simplificando, esse disco pode ficar na superfície da Lua por um longo tempo, e então podemos assistir a um filme gravado nele. Esse desenvolvimento garante que toda a história da Rússia e da humanidade ficará gravada em um disco de vidro, pode-se dizer, para sempre e nunca desaparecerá.
Dispositivos para armazenamento eterno de informações estão sendo desenvolvidos no exterior? Como eles diferem do seu design?
- Em todo o mundo, vários suportes de dados estão sendo desenvolvidos para fornecer armazenamento de informações de longo prazo. A Microsoft está investigando a possibilidade de armazenar informações em DNA, seus colegas, também dos Estados Unidos, estão estudando os processos de armazenamento de dados em diamantes, mas a maioria dos desenvolvimentos existentes estão longe dos resultados obtidos em nosso projeto.
Um desenvolvimento semelhante ao nosso - registro de dados em vidro de sílica - foi realizado no laboratório da Hitachi. Eles prometeram lançar um produto acabado ao mercado em 2015, mas até agora mostraram apenas um pequeno pedaço de vidro com alguns dados. E esta é a principal diferença entre a abordagem da Hitachi e nossa tecnologia - densidade de registro de dados. Em suas mídias, as informações são gravadas em formato 3D, mas criamos uma memória óptica multinível (5D), onde a cada ponto escrevemos não um, mas pelo menos 3 bits de informação.
Entrevistado por Dmitry Strugovets
