Новая технология хранения данных, разработанная исследовательской группой крупнейших университетов Китая, может в будущем уменьшить масштабные центры обработки данных до размеров небольших DVD-дисков, что позволит одновременно сэкономить на недвижимости и электроэнергии.
С недавним развитием технологий искусственного интеллекта (ИИ) увеличилось и количество центров обработки данных (ЦОД), необходимых для сбора тонн данных, на которых можно обучать и запускать эти модели. Крупнейшие технологические компании инвестируют в крупные центры обработки данных, которые потребляют большое количество энергии для своей непрерывной работы, в основном за счет ископаемого топлива.
По оценкам Международного энергетического агентства, в 2022 году дата-центры будут потреблять один процент от мирового производства энергии. Увеличение этого показателя вызовет беспокойство в мире, где все чаще говорят об изменении климата. Ведь еще совсем недавно диски DVD емкостью 4 Гб пользовались большим успехом среди пользователей, желающих хранить большие объемы данных. Записываемая и считываемая с помощью оптического лазера, эта технология была долговечной и экономически эффективной, но быстро достигла своего предела, так как приложения стали использовать большие объемы данных достаточно быстро.
Исследователи из таких институтов, как Шанхайский научно-технический университет, Пекинский университет и Шанхайский институт оптики и точной механики, искавшие более совершенные способы хранения данных, обнаружили, что ограничение DVD-подобной технологии заключается в количестве измерений, в которых она может работать.
Система хранения данных, подобная DVD, может хранить данные только в одном слое. Однако емкость хранения данных можно значительно увеличить, если хранить их в трех измерениях и использовать сотни слоев. Это небольшое изменение может одним махом повысить емкость хранения данных до уровня Пб.
Один Пб - это 1024 Тб данных. Для сравнения, один терабайт - это 1024 Гб данных, что примерно соответствует объему, записанному на 256 DVD-дисках.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, емкость оптического диска (ODS), полученного в результате этой работы, при хранении данных на обеих сторонах будет составлять 1,6 Пб для диска, похожего на DVD, толщиной не более одного микрометра. Это примерно в 24 раза больше, чем хранится на жестких дисках, используемых сегодня в центрах обработки данных.
Исследовательская группа уверена, что с помощью этой технологии можно построить центр обработки данных масштаба экзабита (1024 Пб) в небольшой комнате, а не в кампусе, напоминающем стадион, который сегодня используют технологические компании для их размещения. Что еще более важно, поскольку новые устройства хранения не будут потреблять электроэнергию, когда данные недоступны, количество электроэнергии, необходимое для их работы, также сократится. Современные ЦОД также выделяют большое количество тепла, и на их охлаждение расходуется значительное количество энергии, которая будет сэкономлена при эволюции ЦОД.
По мере совершенствования технологий хранения данных технологические компании каждые три-десять лет переносят данные на более новые устройства. Ожидается, что улучшенные ЦОД прослужат 50-100 лет, не требуя обновления, что обеспечит дополнительную экономию.
На 22 февраля 2024 года исследователи работают над снижением стоимости производства этих устройств, чтобы в скором времени они могли стать коммерчески доступными.
