英國(guó)南安普敦大學(xué)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(jìn)行不相稱(chēng)的存儲(chǔ)。然而，該概念可能比預(yù)期更接近現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樵撗芯棵枋隽艘环N在 5D 結(jié)構(gòu)上寫(xiě)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(zhǎng)期寫(xiě)入 - 并實(shí)現(xiàn)比當(dāng)前藍(lán)光技術(shù)高 10,000 倍的存儲(chǔ)密度。

　　新的激光技術(shù)使研究人員能夠在五個(gè)維度上書(shū)寫(xiě)——兩個(gè)光學(xué)維度和三個(gè)空間維度。新方法可以實(shí)現(xiàn)每秒 1,000,000 個(gè)voxels 的寫(xiě)入速度，相當(dāng)于每秒 230 KB 的數(shù)據(jù)（超過(guò) 100 頁(yè)的文本）。按照今天的標(biāo)準(zhǔn)，這聽(tīng)起來(lái)可能慢得離譜——看看最好的 SSD相比之下達(dá)到的速度，例如三星 980 Pro 上每秒 5,000 MB 的寫(xiě)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(shū)館，當(dāng)然還有科幻小說(shuō)中的方舟范式。此外，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上可以轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界的cold-storage應(yīng)用。

　　“個(gè)人和組織正在生成越來(lái)越大的數(shù)據(jù)集，迫切需要具有高容量、低能耗和長(zhǎng)壽命的更高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式，”來(lái)自英國(guó)南安普敦大學(xué)的博士研究員 Yuhao Lei 說(shuō) 。“雖然基于云的系統(tǒng)更多地是為臨時(shí)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的，但我們相信玻璃中的 5D 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)于國(guó)家檔案館、博物館、圖書(shū)館或私人組織的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可能有用?！?/p>

　　該團(tuán)隊(duì)決定通過(guò)將 5 GB 數(shù)據(jù)寫(xiě)入 5D 石英玻璃磁盤(pán)來(lái)測(cè)試他們的技術(shù)。研究人員隨后詢(xún)問(wèn)了有關(guān)存儲(chǔ)技術(shù)的一個(gè)基本問(wèn)題 - 您正在寫(xiě)入的數(shù)據(jù)是否足夠穩(wěn)定，可以將其從寫(xiě)入狀態(tài)中恢復(fù)？答案是 100% 成功的讀數(shù)。然而，該測(cè)試僅在可用介質(zhì)的一小部分進(jìn)行——如果填滿邊緣，石英玻璃盤(pán)將能夠容納 500 TB 的數(shù)據(jù)。研究人員表示，隨著寫(xiě)入技術(shù)的改進(jìn)，特別是通過(guò)利用并行性，他們可以設(shè)計(jì)出一個(gè)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(cuò)：

　　想象一下，如果 500 TB 的僅備份存儲(chǔ)可以壓縮到單個(gè)外部硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上。這就是這種介質(zhì)的密度規(guī)模優(yōu)勢(shì)。

　　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(wú)法讀取的裂縫。在這些特殊的石英玻璃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備上，情況似乎也是如此?？啼浶畔⒌姆绞绞峭ㄟ^(guò)高度重復(fù)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(dǎo)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(jìn)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(gè)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(gè)立方體。然而，這種技術(shù)的數(shù)據(jù)密度不僅僅通過(guò)信息的空間排列來(lái)實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)的第四維是通過(guò)考慮光通過(guò)納米片狀結(jié)構(gòu)的慢軸取向來(lái)實(shí)現(xiàn)的，研究人員為此探索了一種稱(chēng)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(gè)點(diǎn)引用和讀取另一組二進(jìn)制 （1,0） 坐標(biāo)。如果有孤子，則設(shè)置為 1。如果沒(méi)有孤子，則設(shè)置為 0。

　　5D 部分指的是一種稱(chēng)為延遲強(qiáng)度的效應(yīng)，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(qiáng)度也會(huì)增加——這是另一種導(dǎo)致光速在穿過(guò)材料時(shí)出現(xiàn)差異的因素。

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

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