اليوم ، يتم الاحتفال بيوم النسخ الاحتياطي تقليديًا. ولكن في يوم من الأيام سيختفي. بحلول ذلك الوقت ، سيتم عمل نسخة احتياطية من جميع المعلومات حتى البايت الأخير تلقائيًا. ربما ستتغير أيضًا طرق النسخ الاحتياطي. حتى الآن ، نحن في طريقنا إلى هذا المستقبل المشرق ونقوم بكل طريقة ممكنة لتقدمه : أطلقنا مؤخرًا Icebox و Hotbox استنادًا إلى Cloud for Business. Icebox عبارة عن مخزن للبيانات الباردة (النسخ الاحتياطية والسجلات وغيرها من الأشياء التي نادرا ما تستخدم ، ولكن الأشياء الثمينة). ونعم ، هناك WebDAV. Hotbox هو تخزين بيانات ساخن (مشابه لـ Amazon S3) ، وهو مصمم لأولئك الذين يحتاجون ليس فقط لتخزين كميات كبيرة من البيانات ، ولكن غالبًا ما يطلبونها أيضًا.
لم تتوقف تقنيات تخزين المعلومات في التطور - نحن في انتظار مخازن غير عادية تم إنشاؤها الآن في المختبرات العلمية. لن تختفي الغيوم ، سيتم تخزين المعلومات فقط على وسائط مختلفة تمامًا.
دخول الحمض النووي
خزن باحثون في مختبر نظم المعلومات الجزيئية 200 ميجا بايت من البيانات في الحمض النووي - رقم قياسي جديد!
يمكن نقل بيانات الكمبيوتر إلى جوهر الحياة نفسها - DNA. يمكن لجزيئات DNA أن تخزن الحجم الكامل للمعلومات الرقمية العالمية - الآن هي 1.1 zettabytes (10 21 ) من البيانات - في حوالي 9 لترات من المحلول لآلاف السنين.
في الطبيعة ، تحمل جزيئات الحمض النووي تعليمات جينية تتحكم في عمل الكائنات الحية. قدرة الحمض النووي مذهلة مقارنة بأنظمة التخزين الإلكترونية الأكثر تقدما. يمكن نظريًا تخزين المعلومات المشفرة في DNA في بيانات exabyte بالكمية التي تحتل حبة واحدة من الرمل.
أظهرت التجارب التي أجراها علماء من المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحيوية في هينكستون (إنجلترا) في 2013 و 2012 في هارفارد أنه يمكنك تخزين ملفات البيانات في الحمض النووي ، ثم قراءة المعلومات في شكل رقمي. بناءً على هذا العمل ، تمكنت فرق البحث من جامعة إلينوي وجامعة واشنطن من حفظ أربعة ملفات صور صغيرة ثم استعادتها باستخدام معرف ملف خاص.
تمكن علماء الأحياء في هونغ كونغ من حقن الحمض النووي الاصطناعي بعدة كيلوبايت من المعلومات المشفرة في خلية بكتيريا E.coli . لتخزين البيانات ، تم استخدام نظام الأعداد التربيعية ، وفقا لعدد النيوكليوتيدات. تمت ترجمة البيانات (النص) إلى نظام رباعي ، ثم "مشفرة" بواسطة سلسلة من النيوكليوتيدات.
منذ ذلك الحين ، كانت مؤشرات قدرة الحمض النووي تتزايد باستمرار بسبب تغيير النهج : تم استخدام جزيء صناعيًا بدلاً من خلية حية ، وتم استخدام نظام ثنائي بدلاً من النظام الرباعي.
الحمض النووي هو وسيلة ممتازة للتخزين على المدى الطويل. إذا كان من الضروري في التجارب الأولى الحفاظ على البرودة والجفاف ، ثم في التجارب اللاحقة ، يمكن تخزين المعلومات في درجة حرارة الغرفة. وإذا أضفت DNA إلى كرة الكوارتز وقمت بتخزينها عند -18 درجة مئوية ، فسيتم تخزين المعلومات لملايين السنين .
لماذا لا يبنون مراكز البيانات الآن التي تحتوي على أطباق بتري في الداخل؟ معدات العمل مع الحمض النووي باهظة الثمن (تقدر تكلفة ترميز المعلومات في DNA بحوالي 12.400 دولار لكل ميجابايت ، وتكلفة القراءة 220 دولار لكل 1 ميجابايت) ، لكن تكلفة التسلسل أو "قراءة" الشفرة الجينية تنخفض بشكل أسرع من تكلفة ذاكرة الكمبيوتر ، وتكنولوجيا الحمض النووي الاصطناعية تستمر في التطور. ولكن لم يتم حل مشكلة مهمة أخرى - تستغرق سرعة كتابة المعلومات وقراءتها عدة ساعات.
زجاج الكوارتز
يوفر الحمض النووي مع الكوارتز عمرًا مدهشًا للمعلومات المسجلة. الكوارتز مادة مذهلة في حد ذاته ويوفر حماية البيانات وتخزينها دون مساعدة تجارب النوكليوتيدات. يمكن أن يستوعب قرص زجاجي من الكوارتز ، لا يتجاوز حجم القرص المضغوط ، عدة مئات تيرابايت من المعلومات ، في حين يتحمل درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية وله عمر تخزين غير محدود تقريبًا (حوالي 300 مليون سنة). تمكن العلماء من جامعة ساوثامبتون من تسجيل وقراءة المعلومات في زجاج الكوارتز بنجاح عن طريق القياس باستخدام قرص مضغوط ، مما أدى إلى إنشاء نقاط (مسافات) على سطح الزجاج.
تعمل هيتاشي على تطوير تقنية لإنشاء 50 طبقة على الوجهين في كوب باستخدام ليزر الفيمتو ثانية ، وتغيير تركيزها على طبقات مختلفة بسرعة كبيرة. في الوقت نفسه ، تعمل ويسترن ديجيتال وسيجيت على أقراص تستخدم تقنية التسجيل المغناطيسي المدعوم حرارياً ، وتجمع بين القراءة المغناطيسية والتسجيل المغناطيسي المغنطيسي ، والذي سيكون من الممكن إنشاء أقراص 3.5 بوصة بسعة تصل إلى 60 تيرابايت.
تخزين البيانات في الخلايا العصبية
لماذا لا تلقي نظرة خاطفة على جهاز التخزين الذي أنشأته الطبيعة نفسها؟ إن دماغنا هو أول "جهاز" طويل الأمد لتخزين المعلومات - على الأقل نعرف على وجه اليقين أنها تعمل. لذا ، بتكرار عمل الدماغ ، يمكننا تسجيل المعلومات باستخدام تقنية مماثلة.
يتكون دماغ الإنسان من حوالي 100 مليار خلية عصبية. يتصل العصبون بالخلايا العصبية الأخرى من خلال ما يقرب من 1000 اتصال ، أو متشابك ، لذلك هناك حوالي 100 تريليون اتصال في الدماغ البشري تقوم أساسًا بتخزين البيانات. يقترح العلماء أن دماغ الإنسان يمكنه تخزين ما يصل إلى 1 بيتابايت من البيانات باستخدام 20 واط فقط من الطاقة المستمرة. في الواقع ، لا يمكننا استخدام مرفق التخزين الضخم هذا بشكل فعال ، لأن الدماغ مشغول باستمرار بأداء الوظائف الحركية الأساسية التي يحتاجها جسمنا للبقاء على قيد الحياة.
لقد تعلم علماء الأعصاب كيفية العمل على شبكة من الخلايا العصبية ، مما أجبرهم على أخذ حالة معينة تحت تأثير النبضات الكهربائية النقطية. استخدم علماء من جامعة تل أبيب البيكروتوكسين (محفز نشط للجهاز العصبي المركزي) لالتقاط الأنماط في شبكة حية من الخلايا العصبية.
يتم تنشيط الخلايا العصبية في وقت تكوين الذكريات السارة
لإنشاء مجموعات تعاونية من الخلايا العصبية ، والتي يعمل أساسها عمليات التعلم ، استخدمت مجموعة أخرى من العلماء تقنية علم الوراثة البصري ، والتي تسمح لك بتنشيط مجموعات الخلايا العصبية بشكل عشوائي عن طريق تشعيع الدماغ بضوء موجة معينة.
يسمح لك التنشيط الاصطناعي المتكرر للمجموعات العصبية بإنشاء مجموعات مستقرة من الخلايا التي تمثل الذاكرة الرئيسية. باستخدام طرق علم الوراثة البصري ، كان من الممكن تسجيل الذكريات الاصطناعية في الدماغ.
يبدو سخيفا. يحاول الغاز دائمًا الهروب من أي حاوية يتم تخزينها فيها ، وتتصرف الجزيئات بشكل عشوائي ، وتتحرك بسرعة عالية. لا تبقى السرعة ودرجة الحرارة والضغط والحجم دون تغيير في الغاز ، وبالتالي لا يمكن استخدام هذه المعلمات لتسجيل المعلومات.
ومع ذلك ، يمكن إرسال المعلومات من خلال مزيج من الغازات المختلفة. إن حاسة الشم لدينا هي بالفعل عملية لقراءة المعلومات ، مما يسمح لنا باكتشاف العديد من المركبات العضوية المختلفة. تستخدم الكلاب الروائح كمصدر عالمي للبيانات حول العالم من حولهم.
كان من المعتاد أن يتمكن الشخص من تمييز حوالي 10000 نكهة مختلفة ، في حين أن الكلاب لديها حاسة شم أكثر حساسية من 1000 إلى 10000 مرة. ومع ذلك ، تدعي مجموعة من الباحثين من جامعة روكفلر أن أنف الإنسان قادر حقًا على تمييز حوالي تريليون نكهة مختلفة. وربما هذا هو الحد الأدنى فقط من العدد المحتمل لأنماط حاسة الشم التي يمكن للناس تمييزها.
بما أن نظام حاسة الشم البشري أعلى بكثير من المشاعر الأخرى في عدد المنبهات المختلفة التي يمكن أن يميزها ، فيمكن استخدامه (أو التماثلية الرقمية) لقراءة المعلومات المختلفة. يمكن استخدام تركيبة الغاز لتشفير نوع معين من البيانات. التفاعل بين الغازات هو أيضًا عامل يمكن التنبؤ به لنقل أو تخزين المعلومات على أساسها.
يسمح تمييز التركيبة العطرية باستخدام الروائح لنقل المعلومات: تخلق المواد الكيميائية المتطايرة أنواعًا مختلفة من الروائح ، يمكن تعيين كل منها إلى ملصق بيانات رقمي.
التخزين في كل مكان
مسح مجهر الأنفاق
كان من المعتاد أن مستقبل ذاكرة الكمبيوتر يكمن في تقنية التصوير المجسم التي تخزن البيانات الرقمية عالية الكثافة داخل البلورات. ومع ذلك ، تظهر الدراسات الواعدة باستخدام الإلكترون والنواة الذرية الإمكانية الأساسية لتخزين المعلومات في أي جسم تقريبًا.
الآن جزء واحد في محركات الأقراص الصلبة العادية "يشغل" مليون ذرة. في النظام الجديد ، كان من الممكن إنشاء مغناطيس مستقر من ذرة مادة واحدة (هولميوم) وتحويل اثنين من هذه المغناطيسات إلى "قرص صلب" قادر على تخزين قطعتين من المعلومات. من الناحية النظرية ، يمكن تخزين 456 إكسابايت فقط من البيانات في غرام واحد من الهولميوم.
في التجربة ، تم استخدام ذرات هولميوم على ركيزة من أكسيد المغنيسيوم عند درجة حرارة -268 درجة مئوية. قام العلماء بتغيير اتجاه المجال المغناطيسي باستخدام نبض كهربائي من مجهر المسح النفقي. يمكن للعلماء قراءة البيانات باستخدام نفس المجهر. تسمح لك الطريقة نظريًا بزيادة كثافة التسجيل ألف مرة.
إحياء التقنيات القديمة
يمكنك دائمًا تحسين التقنية القديمة وتكرار هذه العملية مرارًا وتكرارًا. منذ منتصف التسعينات ، كان الشريط المغناطيسي يموت ، وتم استبداله تدريجياً بمحركات الأقراص الصلبة ومحركات الحالة الصلبة. يمكن أن ينهار الشريط الضخم الذي يحتوي على العديد من الأجزاء المتحركة الهشة من أجل إعادة التراب إلى الغبار ... لكنها لم تمت. اتضح أن الشريط يسمح لك بتخزين البيانات بسعر أرخص من SSD و HDD. ومع مراجعة معينة للملف ، يمكن أن يتوافق مع المعايير الحديثة لتخزين المعلومات.
في عام 2013 ، تمكنت شركة IBM ، بالتعاون مع شركة Fujifilm ، من تسجيل 220 تيرابايت لكل بكرة شريط ؛ ولكن تم استخدام الأشرطة لأول مرة في عام 1952. التكنولوجيا مناسبة للبيانات التي لا تتطلب سرعة عالية. لزيادة الموثوقية ، استخدم الباحثون أنظمة تحكم مؤازرة حديثة تسمح بتحريك الرأس المغناطيسي في نطاق 6 نانومتر ، وأيضًا حسنت معالجة الإشارات وخوارزمية تصحيح الخطأ.
ربما تصبح إحدى التقنيات المقترحة في مادة اليوم هي المعيار الواقعي. من المحتمل أيضًا أنه من المستحيل مراعاة جميع مجالات التطوير ، وفي غضون سنوات قليلة ستظهر فكرة غير متوقعة ستحول أفكارنا حول العمل مع النسخ الاحتياطي للبيانات. في جميع الحالات ، ستغير الأساليب المستقبلية لحفظ المعلومات العالم قريبًا جدًا.