No início deste ano, um grupo de engenheiros da Holanda
apresentou uma nova maneira de armazenar dados. Ele combinou os métodos de gravação magnética e óptica e tem melhor desempenho do que os discos rígidos clássicos.
Foto Andrew “FastLizard4” / Flickr / CC BY-SAO que é tecnologia?
Uma das mídias mais comuns no data center são os discos rígidos. Eles são muito baratos (em comparação com SSDs) e têm alta capacidade. No entanto, grandes matrizes desses dispositivos consomem quantidades significativas de eletricidade.
Considerando que o volume de dados armazenados está em constante crescimento, as contas de eletricidade também estão aumentando. Esse tipo de armazenamento pode representar metade da energia consumida pelos data centers. Ao mesmo tempo, o desempenho dos discos rígidos, apesar de
melhorar regularmente as tecnologias de gravação, é inferior, por exemplo, aos discos de estado sólido.
Cientistas da Universidade de Tecnologia de Eindhoven (TU / e) se
comprometeram a resolver esses problemas. Eles combinaram os recursos de gravação magnética e óptica para desenvolver novas tecnologias.
Como isso funciona
A solução
é baseada
no efeito de comutação totalmente óptica, que usa um pulso de laser ultracurto para mudar a polaridade do material magnético. Esse efeito foi descoberto há dez anos, mas até hoje, uma série de pulsos de laser era necessária para a reversão da magnetização, o que diminuía bastante o tempo de gravação.
Uma equipe de engenheiros da TU / e conseguiu realizar a comutação óptica com
um único
laser de femtossegundos . Os dados foram registrados em um ferro-ímã sintético. A troca de células foi realizada em alguns picossegundos, centenas de vezes maior do que as capacidades dos dispositivos magnéticos clássicos.
Os autores combinaram essa abordagem de gravação com a "memória em execução" - um "fio" magnético através do qual a corrente elétrica transporta bits. Os bits gravados pelo pulso do laser
avançam mais ao longo do fio e liberam espaço para gravar a próxima informação. Acontece um tipo de transportador.
Será possível ler as informações gravadas usando outro dispositivo óptico de alta velocidade, mas até agora os engenheiros da TU / e não as implementaram. Os pesquisadores também estão procurando maneiras de reduzir o tamanho de todos os componentes de um novo tipo de memória, para usá-lo em esquemas fotônicos integrados.
Desenvolvimentos semelhantes
Uma tecnologia semelhante para registro de dados foi
inventada por engenheiros da Austrália. Eles sugeriram o uso de cristais de sal fluorescente como veículo. Um laser de baixa potência codifica informações usando padrões especiais - altera as propriedades de fluorescência dos cristais de acordo com um determinado padrão.
Os cientistas esperam que, devido à baixa potência dos lasers e ao tamanho do sal no futuro, esses armazenamentos tenham aplicação em
circuitos integrados de fótons . Os cristais também podem ser incorporados em qualquer material - plástico, metal, vidro. Portanto, no futuro, os grãos de sal poderão se tornar um sistema de armazenamento completo para gadgets personalizados.
Objetivos semelhantes foram estabelecidos por especialistas da China. Eles
desenvolveram uma unidade óptica de 10 TB que pode armazenar informações por seiscentos anos. A matriz do disco era feita de vidro e ouro. O vidro foi escolhido como material principal devido à sua durabilidade - ele é capaz de permanecer inalterado por mil anos. As informações foram codificadas em cinco dimensões: três direções no espaço, além de cor e polarização. Para a gravação, a equipe usou um laser de femtossegundos.
Foto Rob Lee / Flickr / CC BY-NDOs testes
mostraram que, após três horas de envelhecimento artificial em um forno a 180 ° C, os dados no disco ainda são legíveis. Os resultados podem ser encontrados na
página 5 do artigo científico .
Uma solução semelhante foi
apresentada por engenheiros do Reino Unido e da Alemanha. Seu tipo de memória óptica também usa lasers para alterar o estado das células, cada uma das quais armazena cinco bits de informação. No futuro, eles planejam usar a tecnologia para o desenvolvimento de análogos fotônicos de microprocessadores ou introduzi-los em chips de memória óptica.
Todas as tecnologias ópticas acima mencionadas no futuro podem substituir completamente o HDD. A alta velocidade de gravação e o baixo consumo de energia, alcançados devido a pulsos únicos de laser, permitirão implementar a abordagem em circuitos integrados fotônicos. Mas até agora, todos os experimentos com dispositivos semelhantes são realizados nas paredes dos laboratórios. E não se sabe quando os primeiros gadgets aparecerão no mercado, se houver.
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