Zespół badawczy z Chin dokonał przełomu w technologii pamięci, umożliwiając skompresowanie pojemności przechowywania danych centrum danych do rozmiarów dysku DVD. Wyobraź sobie dysk, który może przechowywać ponad 10 000 razy więcej danych niż dysk Blu-ray, co mogłoby przyczynić się do ogromnych oszczędności miejsca na przechowywanie i energii w erze big data i sztucznej inteligencji.
Chiński zespół badawczy ogłosił rozwój technologii, która pozwala na przechowywanie ogromnego zestawu danych – równoważnego około 5,8 miliarda indeksowanych stron internetowych – w urządzeniu o rozmiarze komputera stacjonarnego. Dla porównania, gdyby dane przechowywano na dyskach twardych o pojemności 1 terabajta, urządzenia pokryłyby obszar wielkości przeciętnego placu zabaw.
Chiński zespół badawczy ogłosił rozwój technologii, która pozwala na przechowywanie ogromnego zestawu danych – równoważnego około 5,8 miliarda indeksowanych stron internetowych – w urządzeniu o rozmiarze komputera stacjonarnego.
“Ta technologia umożliwia osiągnięcie przechowywania na poziomie eksabitów przez stosowanie nanoskalowych dysków w tablicach, co jest najważniejsze w centrach danych o ograniczonej przestrzeni,” napisał zespół w artykule opublikowanym w recenzowanym czasopiśmie Nature w czwartek.
Naukowcy pochodzą z Uniwersytetu Szanghajskiego dla Nauki i Technologii, Uniwersytetu Pekińskiego, a także Szanghajskiego Instytutu Optyki i Mechaniki Precyzyjnej oraz Kluczowego Laboratorium Fotochemii, oba pod egidą Chińskiej Akademii Nauk.
W jednostkach przechowywania danych 1,024 gigabajty to 1 terabajt, a 1,024 terabajty tworzą 1 petabit, podczas gdy 1,024 petabajty składają się na 1 eksabit.
Globalna objętość danych ma osiągnąć 175 zettabajtów do 2025 roku, według dostawcy inteligencji rynkowej International Data Corporation. Jeden zettabajt to 1 trylion gigabajtów. Optyczna metoda przechowywania danych (ODS) jest metodą opartą na świetle, powszechnie stosowaną w DVD. Jest kosztowo efektywna i trwała, ale jej pojemność jest ograniczona, ponieważ zwykle przechowuje dane w pojedynczej warstwie.
Globalna objętość danych ma osiągnąć 175 zettabajtów do 2025 roku, według dostawcy inteligencji rynkowej International Data Corporation. Jeden zettabajt to 1 trylion gigabajtów.
175 zettabajtów to 175 000 000 000 000 gigabajtów (175 bilionów gigabajtów)
W nowym badaniu chiński zespół stwierdził, iż stworzyli trójwymiarową architekturę do przechowywania danych na setkach warstw zamiast jednej, co po raz pierwszy umożliwiło osiągnięcie pojemności przechowywania danych optycznych na poziomie petabitów. Warstwy dysku były oddzielone od siebie o tylko 1 mikrometr, co pozwoliło mu pozostać tak cienkim jak zwykłe DVD. Naukowcy zapisywali i odczytywali dane dzięki wiązek laserowych.
“ODS ma pojemność do 1,6 [petabitów] na obszarze dysku wielkości DVD poprzez zapisanie 100 warstw po obu stronach naszego ultracienkiego pojedynczego dysku,” powiedzieli badacze, dodając, iż może przechowywać 24 razy więcej danych niż najbardziej zaawansowane dzisiejsze dyski twarde.
Stanie się więc możliwe zbudowanie centrum danych na poziomie eksabitów w pokoju zamiast przestrzeni wielkości stadionu przez ułożenie 1000 dysków nanoskalowych na poziomie petabitów… co skutkuje dużą liczbą opłacalnych centrów danych eksabitowych.
Obecne centra danych wymagają ogromnych ilości energii do działania, podczas gdy wewnętrzne urządzenia generują ogromne ilości ciepła, co wymaga jeszcze większej mocy do chłodzenia.
Międzynarodowa Agencja Energetyczna oszacowała, iż centra danych na całym świecie zużyły około 1 procenta całkowitego globalnego zapotrzebowania na energię elektryczną w 2022 roku.
W Chinach, Krajowa Administracja Energetyczna stwierdziła, iż całkowite zużycie energii elektrycznej przez centra danych kraju wyniosło 270 miliardów kilowatogodzin w 2022 roku, prawie trzykrotnie więcej niż ilość energii wyprodukowanej w tym samym roku przez elektrownie wodne Trzech Przełomów – największą elektrownię na świecie. Zużycie stanowiło około 3 procent całkowitego zużycia energii elektrycznej w Chinach. Zespół stwierdził, iż nowa technologia może zminimalizować potrzebę migracji danych, skomplikowanego procesu, który centra danych muszą przeprowadzać co trzy do dziesięciu lat, narażając dane na ryzyko manipulacji lub utraty.
Jeden z odpowiadających autorów, Wen Jing, profesor z Uniwersytetu Szanghajskiego dla Nauki i Technologii, powiedział, iż nowa technologia zapewni bardziej energooszczędne przechowywanie danych.
“Energia będzie potrzebna tylko podczas zapisywania danych na dysku lub odczytywania z niego, ale nie podczas przechowywania danych, dzięki adekwatnościom ODS,” powiedziała Wen.
“Dyski są również bardzo stabilne, więc nie ma specjalnych wymagań co do przechowywania. Nowy dysk ma potencjalnie wytrzymać 50 do 100 lat, w przeciwieństwie do dysku twardego, który wymaga przeniesienia danych na nowe urządzenie co pięć do dziesięciu lat,” powiedziała.
Dyski twarde mogą również ulec awarii z powodu uszkodzeń fizycznych, takich jak upadek lub ekspozycja na nadmierną wilgotność.
Wen stwierdziła, iż nowe dyski mogą pewnego dnia umożliwić poszczególnym osobom i rodzinom tworzenie własnych baz danych z minimalnym wysiłkiem. “Kiedyś potrzeba było dużo miejsca i inwestycji, aby obsługiwać bazę danych. Ale w przyszłości rodziny mogłyby trzymać dysk, aby przechowywać dużą ilość zdjęć, filmów i dokumentów zamiast zapisywać je na wielu oddzielnych zewnętrznych dyskach twardych,” powiedziała.
Chociaż przepływ pracy produkcji nowych dysków jest zgodny z istniejącą technologią DVD, Wen powiedziała, iż zespół będzie kontynuować prace nad poprawą szybkości i zmniejszeniem energii potrzebnej do zapisywania i odczytywania danych z dysku.
Będą również pracować nad uczynieniem urządzenia do dostępu do danych na dysku bardziej przystępnym cenowo, w nadziei na jego komercyjną dostępność w najbliższej przyszłości, powiedziała.
