Sorry, you have been blocked
This website is using a security service to protect itself from online attacks. The action you just performed triggered the security solution. There are several actions that could trigger this block including submitting a certain word or phrase, a SQL command or malformed data.
What can I do to resolve this?
You can email the site owner to let them know you were blocked. Please include what you were doing when this page came up and the Cloudflare Ray ID found at the bottom of this page.
Cloudflare Ray ID: 815182755800b9cb • Your IP: Click to reveal 185.252.223.23 • Performance & security by Cloudflare
Более надёжный, чем флешки и SSD. В России придумали новый носитель информации на основе алмаза
Учёные из Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН открыли новое физическое явление, с помощью которого можно просто и недорого создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов. По мнению авторов исследования, такой подход ускорит разработку устройств на основе этого материала.
«Чем выше плотность памяти, тем меньше и компактнее будет устройство-носитель. На данный момент в качестве носителей информации используются электронные и магнитные устройства. Однако учёные уже почти подошли к пределу плотности записи информации на них. Превзойти этот показатель помогут устройства, работающие на законах оптики», — пояснил младший научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН, один из авторов работы, Георгий Красин.
Чтобы создать что-либо на основе алмаза, ему надо придать определённую форму и обработать его поверхность. Сейчас это делают с помощью лазера. Под действием излучения с поверхности материала испаряется его верхний слой, что создаёт нужный рельеф, — этот процесс называется лазерной абляцией. Излучение, которым обрабатывают кристалл, поляризовано, то есть представляет собой электромагнитные волны, колебания которых наблюдаются только в одной плоскости. Учёные выяснили, как влияет поляризация лазерного пучка на испарение материала с поверхности кристалла алмаза. Для этого образец облучали лазерными импульсами и меняли поляризацию — его пропускали через специальную поворачивающуюся пластинку. В результате лазерной обработки на поверхности кристалла появились углубления, размер которых зависел от уровня интенсивности излучения.
«Зависимость лазерной абляции от поляризации — новое физическое явление. Техника управления этим эффектом очень простая и доступная, для её реализации нужна лишь полуволновая пластинка. Вращая её, мы можем оптимизировать параметры обработки, а значит, контролировать свойства создаваемых структур на поверхности алмаза», — рассказал Георгий Красин.
Непосредственно на алмазе ячейки памяти пока не создавали, но учёные работают с кварцем — это тоже оптический материал.
«Особенность оптических носителей информации в том, что с их помощью можно создать не трёхмерное устройство, а 5D, управляя свойствами излучения, которое записывает информацию. Если объяснять упрощённо, в одну ячейку можно записать несколько логических нулей или единиц, что и позволяет повысить плотность памяти», — сообщил Георгий Красин.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Surface Science.
Заведующий лабораторией Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ профессор Ростислав Стариков считает, что правильнее сказать, что открыто не физическое явление, а новая техническая возможность.
«Не уверен, что на основе алмаза получится создать сверхплотную память, даже с учётом того, что учёным удастся реализовать 5D-запись. Всё же размер отверстий, сделанных лазером, в несколько раз больше, чем у используемых сейчас технологий создания устройств для хранения данных. Однако точно можно сказать, что такой носитель будет очень надёжным и долговечным, ведь ему не будет страшно электромагнитное излучение, которого очень боятся флешка, жёсткий диск, SSD и другие», — сказал он «Известиям».
Пока учёные пробовали создавать рисунок только на поверхности алмаза, то есть одномерный узор. В дальнейшем исследователи планируют применить эту технологию для создания двух- и трёхмерных структур на поверхности и в объёме кристаллов.
«Запись данных лазером в оптическом материале реализуема, такие проекты уже есть. Есть примеры записи огромных объёмов данных в стеклах и сохранения таким образом всех наших знаний практически бесконечно долго. Такая технология хороша тем, что след лазера, внесённый в объём или на поверхность кристалла, может быть очень маленьким и одновременно очень чётким. Он не будет расплываться и деградировать со временем», — рассказал руководитель молодёжной лаборатории интегральной фотоники Пермского государственного национального исследовательского университета, старший научный сотрудник ЦК НТИ «Фотоника» Роман Пономарев.
Эксперт предположил, что такую технологию можно применить для защиты ценных алмазов, ведь подделать лазерную «подпись» довольно сложно. Ростислав Стариков подчеркнул, что на качество алмаза маркировка не влияет, зато на него можно записать полную информацию о владельце, производителе и месте добычи.
Какой носитель информации самый надежный?
На каком носителе надежнее всего хранить важную информацию?
Надежных носителей информации нет. Можно сравнить с хранением текста. Можно написать на бумаге, но когда-то чернила исчезнут, но можно вырубить текст на камне, и надпись будет храниться тысячи лет. С бумагой можно сравнить HDD, флэшки и прочие электронные или магнитные носители. А CD и DVD можно сравнить с камнем, опыт показал, что больше десяти лет они информацию хранят. При хранении информации нужно соблюдать несколько правил.
- Не хранить важную информацию на системном диске. Для ОС лучше иметь отдельный физический диск.
- Для важной информации иметь отдельный физический диск и копии на CDR или DVDR, запись производить на минимальной скорости на всю емкость за сеанс записи, диск должен быть закрыт.
- При хранении носитель может потерять свои характеристики, поэтому периодически нужно перезаписывать информацию.
- Не стоит жалеть дисковое пространство и не хранить информацию в архивах, архиваторы чаще всего являются причиной потери информации.
- Не стоит хранить программы, они стареют, меняются очень быстро.
Когда я училась в 9 классе, нам всем выдали диски с школьными фотографиями, так вот еле еле у меня запустился этот диск.
Если информация слишком важная не стоит её хранить на диске, потому что с диском может случится всё что угодно.
Флешки очень часто сгорают вместе с информацией, и являются не долговечными носителями информации и имеют определенное количество циклов записи.
Жесткий диск на компьютере, выделенный для определенной информации или съемный диск, будут более качественно хранить информацию.
Также забыли про компьютерную сеть, где можно хранить свои файлы и получать информацию в любом месте и в любое удобное время, имея доступ в интернет.
«Вечная флешка»: как создать надежный носитель, который сохранит данные на тысячи лет
Срок службы компакт-дисков, SSD- и HDD-дисков не превышает 10-20 лет. При этом мировой объем данных растет на 40% каждый год, что стимулирует спрос на накопители, однако долговечность носителей оставляет желать лучшего. Большая часть HDD перестают работать в течение нескольких лет: как правило, это связано с поломкой движущихся частей. Компакт-диски хранятся десятилетиями, но повышение температуры, влажности или механические повреждения делают доступ к информации затруднительным: поверхность диска отслаивается и легко царапается. SSD, рекламируемые сегодня как «неубиваемый» носитель, живут всего несколько лет, и обладают фиксированным количеством циклов перезаписи: циркулирующий внутри электрический заряд рано или поздно угасает даже в отсутствие активного доступа к содержимому. При этом ценность утраченной информации может быть очень высокой: например, это могут быть большие объемы технической документации или исторические архивы, восстановить которые будет невозможно.
www.ohmygeek.net
Хранить долго и недорого
Долгое хранение данных – проблема, в которой законы термодинамики работают против интересов человека. Носители выходят из строя, требуют расходов на поддержание оптимальных условий окружающей среды и теряют накопительные свойства. Регулярная замена SSD стоит серверам 0.5 доллара за 1 Гб, замена HDD обходится в 0.1 доллара за 1 Гб. По данным компании Cisco, к 2020 году совокупный объем хранимой в дата-центрах информации достигнет 6.6 зеттабайт, что означает 495 миллиардов долларов в год расходов индустрии на замену носителей. Предполагается, что разработка «вечных» носителей сэкономит дата-индустрии триллионы долларов в год.
К настоящему времени физики предложили несколько возможных решений этой проблемы: например, команда американских ученых записала информацию в пустоты алмаза, замещенные атомами азота, а российские ученые из проекта «Кварц» Фонда перспективных исследований (ФПИ) предложили хранить данные на кварцевых дисках. Срок жизни данных в обоих случаях превышает время жизни компакт-диска на порядки. Однако можно ли считать проблему решенной?
В 2016 году ученые из Университета Нью-Йорка записали информацию в алмазы при помощи флуоресценции. Исследователи изменили спектр излучения NV-центров алмаза (дефектов кристаллической решетки алмаза, возникающих при удалении атома углерода и добавлении на его место атома азота) лазерным лучом. Лазер локально меняет заряд NV-центров с отрицательного до нулевого, что влечет за собой изменение цвета участков поверхности алмаза при сканировании лазером невысокой мощности. Ученые нашли несколько различимых лазерным сканированием уровней флуоресценции, что повышает плотность записи, а отсутствие структурных изменений снимает ограничения на перезапись. Минусы этой технологии – высокая стоимость алмазов и псевдовечность носителя. Считывание размывает картину светлых и темных участков, из-за чего данные приходится перезаписывать снова и снова.
Вечные данные на кварцевых носителях
Фонд перспективных исследований (ФПИ) финансирует разработку кварцевых носителей с практически неограниченным сроком службы и объемом до 1 Тб: этого хватит, например, для записи большой части архивов Госфильмофонда России.
Ученые из РХТУ им. Д.И. Менделеева, работающие по проекту ФПИ, предложили наносить информацию лазером не на поверхность, а в объем кварцевого диска нанорешетками – так в одной точке записывается не один, а до пяти бит данных. Кварцевые диски, созданные на сегодняшний день в рамках проекта, вмещают 25 Гб информации и выживают при температуре около 1000℃ с последующим термоударом – сохраняют данные после пожара со сработавшей системой тушения без использования облачных хранилищ. Достаточно стереть копоть с дисков — и они снова готовы к работе. Для сравнения, диски аналогичной вместимости компании Millenniata с заявленным сроком жизни в 1000 лет, изготовленные из поликарбоната, разрушаются при температуре 130℃. В отличие от американской технологии, кварцевые диски — это вечный носитель в более строгом смысле слова: срок жизни носителя из кварца может измеряться тысячелетиями.
Почему же кварцевые диски и «вечные флешки» до сих пор не на рынке? Широкому использованию кварцевых дисков в качестве долговечных носителей информации мешают три проблемы, над решением которых работают ученые и разработчики в ходе проектов Фонда перспективных исследований: высокая стоимость записи, необходимость разработки с нуля технологии считывания, громоздкость и нестабильность оборудования. Эти барьеры стоят между успешной экспериментальной записью данных в алмаз или кварц и возможностью «прогонять» экзотический носитель через 100 циклов чтения в день в архивном центре какой-нибудь городской библиотеки: перед выходом технологии в производство ученые должны создать стабильные устройства записи и чтения приемлемых размеров, снизить стоимость записи и доработать технологию чтения.
Петр Хенкин, руководитель проекта направления информационных исследований Фонда перспективных исследований, комментирует:
Процесс изготовления кварцевого диска. Фото: Фонд перспективных исследований.
В качестве иллюстрации приведем относительно недавний пример. В феврале 2016 года сотрудники Саутгемптонского университета записали Библию на кварцевый диск и подарили его генеральному секретарю ООН. Однако считать эти данные можно только в лаборатории, в которой этот диск создали, под микроскопом. Англичане считывают эти данные при помощи поляризационного микроскопа – делают снимок, отправляют на компьютер, считывают данные, затем делают следующий снимок. Скорость этого процесса – несколько байт в секунду.
Кроме описанных сложностей, физика кварцевого диска накладывает ограничения на стоимость записи. Кварц устойчив к высоким температурам, поэтому для записи нужны высокие энергии. Сегодня данные записывают при помощи фемтосекундного лазера, который стоит миллионы рублей, поэтому даже тогда, когда технология станет стабильной и удобной, на первых порах позволить себе запись на кварцевые диски смогут только крупные дата-центры и правительственные структуры.
Будущее технологии ФПИ вполне можно представить себе в формате B2B-центров записи и чтения, куда люди смогут приезжать со своими носителями и переписывать данные с HDD / SSD на оптические кварцевые диски, или B2G-архивов библиотек и медицинских учреждений. Возможно, когда-нибудь эти технологии будут применяться так же, как сегодня — «флешки» и «внешние жесткие диски»: можно вспомнить о том, что первые CD-приводы стоили очень дорого, однако со временем стоимость снизилась, размеры уменьшились, и за двадцать с небольшим лет мы получили современные компактные устройства.