英國南安普敦大學的研究人員發(fā)表的研究令人毛骨悚然地讓人想起“數(shù)據(jù)立方體”的科幻概念——在手掌大小的設(shè)備中進行不相稱的存儲。然而,，該概念可能比預期更接近現(xiàn)實,，因為該研究描述了一種在 5D 結(jié)構(gòu)上寫入的新型高速激光方法。這種由石英玻璃制成的 5D 結(jié)構(gòu)可以支持長期寫入 - 并實現(xiàn)比當前藍光技術(shù)高 10,000 倍的存儲密度,。

　　新的激光技術(shù)使研究人員能夠在五個維度上書寫——兩個光學維度和三個空間維度,。新方法可以實現(xiàn)每秒 1,000,000 個voxels 的寫入速度，相當于每秒 230 KB 的數(shù)據(jù)（超過 100 頁的文本）,。按照今天的標準,，這聽起來可能慢得離譜——看看最好的 SSD相比之下達到的速度，例如三星 980 Pro 上每秒 5,000 MB 的寫入速度,。但是,，某些特定用例可以從這種技術(shù)中受益匪淺,，例如博物館、圖書館,，當然還有科幻小說中的方舟范式,。此外，這項技術(shù)實際上可以轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實世界的cold-storage應用,。

　　“個人和組織正在生成越來越大的數(shù)據(jù)集,，迫切需要具有高容量、低能耗和長壽命的更高效的數(shù)據(jù)存儲形式,，”來自英國南安普敦大學的博士研究員 Yuhao Lei 說 ,。“雖然基于云的系統(tǒng)更多地是為臨時數(shù)據(jù)設(shè)計的,，但我們相信玻璃中的 5D 數(shù)據(jù)存儲對于國家檔案館,、博物館、圖書館或私人組織的長期數(shù)據(jù)存儲可能有用,?！?/p>

　　該團隊決定通過將 5 GB 數(shù)據(jù)寫入 5D 石英玻璃磁盤來測試他們的技術(shù)。研究人員隨后詢問了有關(guān)存儲技術(shù)的一個基本問題 - 您正在寫入的數(shù)據(jù)是否足夠穩(wěn)定,，可以將其從寫入狀態(tài)中恢復,？答案是 100% 成功的讀數(shù)。然而,，該測試僅在可用介質(zhì)的一小部分進行——如果填滿邊緣,，石英玻璃盤將能夠容納 500 TB 的數(shù)據(jù)。研究人員表示,，隨著寫入技術(shù)的改進,，特別是通過利用并行性，他們可以設(shè)計出一個可以在短短 60 天內(nèi)填充相同 500 TB 的系統(tǒng),。這設(shè)想很不錯：

　　想象一下,，如果 500 TB 的僅備份存儲可以壓縮到單個外部硬盤驅(qū)動器上。這就是這種介質(zhì)的密度規(guī)模優(yōu)勢,。

　　數(shù)據(jù)記錄到介質(zhì)上的方式令人毛骨悚然地讓人想起銀翼殺手 2049 的數(shù)據(jù)球體，它由看似玻璃的東西構(gòu)成,。不幸的是,，它們還出現(xiàn)了使介質(zhì)無法讀取的裂縫。在這些特殊的石英玻璃數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上,，情況似乎也是如此,。刻錄信息的方式是通過高度重復的飛秒激光器和石英玻璃結(jié)構(gòu)之間的極其局部化和精確引導的相互作用,。

　　從本質(zhì)上講,，該技術(shù)涉及在二氧化硅結(jié)構(gòu)內(nèi)進行極其可控的爆炸,。由于激光與石英玻璃相互作用的性質(zhì)，這些爆炸受溫度控制,，然后可以回讀由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（每個僅 500 x 50 納米的納米薄片狀結(jié)構(gòu)）,。

　　物體的 3D 部分很容易理解——它是一個立方體。然而,，這種技術(shù)的數(shù)據(jù)密度不僅僅通過信息的空間排列來實現(xiàn),。存儲的第四維是通過考慮光通過納米片狀結(jié)構(gòu)的慢軸取向來實現(xiàn)的，研究人員為此探索了一種稱為孤子（solition）的粒子的行為,。這允許從數(shù)據(jù)立方體空間中的單個點引用和讀取另一組二進制 （1,0） 坐標,。如果有孤子，則設(shè)置為 1,。如果沒有孤子,，則設(shè)置為 0。

　　5D 部分指的是一種稱為延遲強度的效應,，它通常由納米結(jié)構(gòu)的尺寸定義,。隨著納米結(jié)構(gòu)尺寸的增加，延遲強度也會增加——這是另一種導致光速在穿過材料時出現(xiàn)差異的因素,。

　　“這種新方法將數(shù)據(jù)寫入速度提高到實用水平,，因此我們可以在合理的時間內(nèi)寫入數(shù)十 GB 的數(shù)據(jù)，”雷說,?！案叨染植炕⒕艿募{米結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)容量,，因為單位體積內(nèi)可以寫入更多體素,。此外，使用脈沖光減少了寫入所需的能量,?！?/p>

　　張的團隊已經(jīng)證明，石英玻璃中的 5D 數(shù)據(jù)存儲可以基本永久保存,，只要我們不讓這些玻璃存儲設(shè)備掉落或破裂,。