Самыми популярными словами 2023 года недавно стали AI Large Language Model (LLM), возглавившая список. Как лидер, ChatGPT также является одним из международных англицизмов года. Эти революционные инновации в области искусственного интеллекта многое обязаны большим данным, которые сыграли ключевую роль. Тем не менее, AI одновременно представляет новые возможности и вызовы для развития больших данных.
Высокая ёмкость хранения данных необходима в современной цифровой экономике. Однако основные устройства для хранения данных, такие как жёсткие диски и полупроводниковые флэш-устройства, имеют ограничения в плане эффективности стоимости, долговечности и долговечности. Оптическое хранение данных предлагает многообещающее зеленое решение для экономичного и долгосрочного хранения данных. Тем не менее, оптическое хранение данных сталкивается с фундаментальным ограничением в виде пространственного расстояния между соседними записанными элементами из-за оптического дифракционного предела. Этот физический ограничивает не только тяготеет дальнейшему развитию машин прямой лазерной записи, но также влияет на оптическую микроскопию и технологию хранения.
Преодоление барьера
Преодоление дифракционного предела стоит на первом месте среди вызовов в области физики, согласно 125 передовым научным проблемам, опубликованным журналом Science в 2021 году. Это также одно из семи технологических прорывов, предсказанных журналом Nature на 2024 год и далее.
Междисциплинарная команда под руководством профессора Мин Гу из Университета Шанхая по науке и технологиям (USST) и Шанхайского института оптики и тонкой механики (SIOM), Китайской академии наук, успешно преодолела этот вызов. Они недавно опубликовали свой последний научный результат под названием «Наномасштабная трехмерная оптическая дисковая память емкостью в петабит», в журнале Nature.
Впервые исследователи продемонстрировали, что ёмкость оптического хранения данных может достигать уровня в петабит, расширяя планарную архитектуру записи на три измерения с сотнями слоев, тем самым нарушая оптический дифракционный предел записанных точек. Ёмкость хранения в пределах области диска размером с DVD может достигать уровня в петабит, что эквивалентно, по меньшей мере, 10,000 дискам Blu-ray или 100 жестким дискам большой ёмкости. Основные авторы статьи - профессор Мин Гу, директор Института фотонных чипов, профессор Цзин Вэнь из USST и профессор Хао Руань из SIOM.
Революционное решение для хранения данных
Прорывная технология трехмерной наномасштабной оптической дисковой памяти емкостью в петабит является революционной. Набор данных за GPT, включающий 5,8 миллиарда проиндексированных веб-страниц и занимающий около 56 петабайт текста, обычно требовал бы площади хранилища, сравнимой с площадью площадки для жестких дисков. Однако трехмерная наномасштабная оптическая дисковая память может сжать этот объем до размера настольного компьютера, существенно снижая затраты. Кроме того, энергопотребление наномасштабной оптической дисковой памяти на несколько порядков ниже, чем у традиционных методов, а срок службы может достигать 50-100 лет.
В 2013 году профессор Мин Гу и его исследовательская команда достигли технологии непосредственной записи лазером с разрешением 9 нанометров на основе двулучевой записи. Немецкий ученый профессор Стефан В. Хелл получил Нобелевскую премию по химии 2014 года за изобретение технологии суперразрешающей микроскопической образов. Опубликованная в Nature технология трехмерной наномасштабной оптической дисковой памяти успешно преодолевает дифракционный предел для оптической записи и чтения, вступая в новую эру для цифровой экономики больших данных.
Первоисточник: “A 3D nanoscale optical disk memory with petabit capacity” by Miao Zhao, Jing Wen, Qiao Hu, Xunbin Wei, Yu-Wu Zhong, Hao Ruan and Min Gu, 21 February 2024, Nature.