Nauka

Nowy nośnik danych przetrwa do końca Wszechświata

Mimo że codziennie ludzkość produkuje ogromne ilości danych, to przechowywane są one na dramatycznie nietrwałych nośnikach. Aż ciarki przechodzą po plecach, gdy uzmysłowimy sobie, że praktycznie cały dorobek intelektualny naszej cywilizacji wypracowany w XXI wieku przechowywany jest na nośnikach, które nie przetrwają nawet 50 lat. Jest jednak nadzieja – szkło.

Autor: Marcin Bójko

Czy zastanawialiście się, ile czasu potrzeba, by dane przechowywane na cyfrowych nośnikach uległy zatarciu? I to nawet nie pod wpływem złego przechowywania, uszkodzenia mechanicznego czy przepięcia, a najzwyczajniej w świecie na skutek procesów fizycznych i chemicznych zachodzących w nośniku danych? Odpowiedź jest bardzo ponura: większość zapisów nie przetrwa 20 lat. Chlubnym wyjątkiem są dyski firmy Mileniata, produkowane jako płyty DVD i Blu-ray, które według szacunków są w stanie przetrwać ponad 1300 lat. Ale to też niewiele.

Zapisy z polowań na bizony z jaskini Lascaux przetrwały prawie 20 tysięcy lat. Gliniane tabliczki z pismem klinowym przetrwały ponad 5 tysięcy lat. Odpowiednio przechowywane kodeksy i zwoje mogą mieć nawet po 1000-2000 lat. Oczywiście to tylko nędzny wycinek ogólnego dorobku intelektualnego ówczesnych cywilizacji, ale jakieś zapiski przetrwały.

joshua roll
Zwój Jozuego z Biblioteki Watykańskiej, stworzony w Bizancjum prawdopodobnie w X w.

Gdyby w Ziemię uderzyła asteroida, zabijając wszystko, co jest większe niż karaluch, to po 100 latach po naszym dorobku intelektualnym ostatnich dekad zostałyby ledwie instrukcje obsługi drukowane na papierze. Zero szans na zbudowanie komputera, telefonu komórkowego, odbiornika GPS… Po 1000 lat po naszej cywilizacji zaginąłby wszelki słuch, a archeolodzy co najwyżej zachodziliby w głowę, do czego mogły służyć metalizowane krążki z poliwęglanu zbierane w domostwach, bakach, spotykane w pojazdach i na wysypiskach śmieci. Były obiektem kultu? Środkiem płatniczym? Biżuterią? Może po wnikliwych badaniach udałoby się zrozumieć, że kiedyś służyły do zapisywania danych, ale już nie nadawałyby się do odczytania w żaden sposób. O taśmach magnetycznych czy twardych dyskach nie wspominając.

Trwałość zapisu w szkle obliczana jest na 13,8 miliarda lat

Naukowcy z University of Southampton zaprojektowali nowy rodzaj nośnika danych I opracowali skuteczną metodę zapisu i odczytu. Wykorzystując ultraszybki laser, wypalają w szkle drobne plamki. Każda z kropek ma swoje miejsce w trójwymiarowej przestrzeni, a ponadto ma wielkość i kąt nachylenia. To w sumie daje pięć liczb opisujących każdą z kropek, a co za tym idzie, można mówić o pięciu wymiarach – i tak technologia została nazwana: 5D.

Szkło z punktu widzenia przechowywania danych ma wiele zalet: wykazuje stabilność struktury do temperatury 1000 stopni Celsjusza, a trwałość zapisu obliczana jest na 13,8 miliarda lat (tyle, ile wynosi wiek Wszechświata), jeśli temperatura nie przekroczy 190 stopni. Na taki termin oczywiście jako sprzedawca nie dalibyśmy gwarancji, bo trudno przez 13,8 miliarda lat utrzymać temperaturę poniżej 190 stopni Celsjusza, zważywszy że za kilka miliardów lat nasze Słońce spopieli i wessie wszystkie planety Układu Słonecznego. Ale nawet jeśli trwałość jest w rzeczywistości 1000 razy mniejsza, to i tak sporo. A dodatkową zaletą jest ogromna gęstość uzyskiwana dzięki trójwymiarowej strukturze: w krążku o średnicy kilku centymetrów i mniej niż centymetrze grubości można zapisać 360 terabajtów danych!

Urządzenie i nośnik można było podziwiać na International Society for Optical Engineering Conference w San Francisco. Twórcy urządzenia zapisali w szkle kilka ważnych dla ludzkości dokumentów, w tym Powszechną deklarację praw człowieka, dzieło Optyka napisane przez Newtona, dokument Magna Carta czy Biblię Króla Jakuba – na razie możemy mieć gwarancje, że te dzieła przetrwają naszą cywilizację.

5d
Historyczne teksty ludzkości zapisane w szkle mają szansę przetrwać naszą cywilizację.

Obecnie trwają prace nad seryjną budową urządzeń, które mogłyby znaleźć zastosowanie we ośrodkach przetwarzania danych i w cyfrowych repozytoriach. Wprawdzie podzespoły nie są tanie, bo sam femtosekundowy laser kosztuje kilkadziesiąt tysięcy dolarów, ale z drugiej strony z punktu widzenia przechowywania danych kwoty sięgające setek tysięcy dolarów nie są zaporowe. Zwróćmy uwagę, że na jednym krążku można zapisać tyle danych, ile zapisanych jest na 15 tysiącach płyt M-Disk (po mniej więcej 5 dolarów sztuka). Takie korporacje jak: Microsoft, Google, Amazon czy Facebook z pewnością skuszą się na maszyny do zapisywania danych w szkle. Facebook już dziś przecież korzysta ze zrobotyzowanych archiwów składujących dane na płytach Blu-ray. Łatwo nawet policzyć, o ile sprawniej będzie odbywał się zapis – 15 tysięcy razy…

Otwartą kwestią zostaje pozostawienie instrukcji odczytu dla cywilizacji, które po nas nastaną. Dziś odczytanie danych z dyskietki to już wyzwanie, a co dopiero za 1000 lat. Ale to nie jest nasze zmartwienie. Znacznie ciekawsze jest to, czy urządzenia do archiwizacji na tyle się spopularyzują, że będziemy mogli zamówić usługę zapisania naszych danych na takim wiecznym krążku po to, by mieć do nich dostęp „w razie czego”. Na domową nagrywarkę 5D raczej liczyć (na razie) nie możemy, ale do odczytywania zawartości nie trzeba drogich laserów. Kto wie, być może uda się opracować czytniki na wzór napędów DVD. Wówczas można by przekazywać dane do nagrania (choćby przez Internet) i odbierać krążek z cyfrowym archiwum. Taki sposób archiwizacji jest zdecydowanie lepszy niż przechowywanie danych w umiarkowanie dużej chmurze – zwróćmy uwagę, że wystarczy odłączyć prąd od serwerowni i mamy niezły klops. Google’a nikt nie wyłączy, ale mniejsze firmy już bankrutowały.

femtosecond-lasers-writing-data-glass
Lasery femtosekundowe zapisują dane w szkle na Uniwersytecie w Southampton.

 

 

Szacunkowa trwałość (prawidłowo przechowywanych) nośników danych:

 

  • Karty perforowane – 150 lat
  • Taśma perforowana – 50 lat
  • Taśma magnetyczna – 10-20 lat
  • Dyskietka – 10-20 lat
  • Płyty CD i DVD – 2-5 lat
  • Bluray – 2-5 lat
  • M-Disc – 1000 lat (przynajmniej teoretycznie)
  • Dysk twardy – 3-6 lat
  • Pamięć Flash – 1-3 lat

 

Ilustracje:
– zwój Jozuego: University of Arizona (C) copyright © 2006. Arizona Board of Regents (domena publiczna);
– pozostałe: University of Southampton.

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności