Petabajt danych na jednej płycie DVD? Da się zrobić!

Jedną z uniwersalnych zasad, która mogłaby dołączyć do stałych fizycznych, jest niknąca w oczach ilość wolnego miejsca na twardym dysku. Z reguły okazuje się on za mały znacznie wcześniej, niż mogłoby się wydawać. Gdzie archiwizować terabajty naszych danych? Rozwiązanie zaprezentowali badacze z australijskiego Swinburne University.

Coraz więcej danych

Choć wciąż jeszcze można kupić film na DVD czy Blu-rayu, to dystrybucja cyfrowa skutecznie wypiera fizyczne nośniki danych. DVD nie zapewnia już ani wystarczającej jakości, ani pojemności, a popularność Blu-raya jest w znacznej mierze efektem przygarnięcia go przez rynek konsolowy.

Problem polega na tym, że postęp technologiczny, jaki dokonuje się na naszych oczach w kwestii jakości wideo, wymusza coraz większą objętość filmów. Tylko na co je nagrywać? Standardowa płyta DVD ma 4,7 GB pojemności i dwukrotnie więcej w przypadku nośników dwuwarstwowych.

Blu-ray to 25 GB danych, a dodanie kolejnych warstw zapisu zwiększa pojemność o 25 GB na warstwę (na razie udało się dojść do 16). Pozostają jeszcze twarde dyski, ale w przypadku konsumenckich urządzeń pojemności sięgają najwyżej kilku terabajtów. W obliczu standardów nieodległej przyszłości, takich jak 4K czy Ultra HD, to stanowczo za mało.

Pan Abbe wyznacza granice

Zespół ze Swinburne University postanowił odpowiedzieć na to wyzwanie, udoskonalając zapis na nośniku optycznym tak, by jego pojemność wzrosła o kilka rzędów wielkości. Problemem okazały się jednak prawa optyki, opisane w XIX wieku przez geniusza swoich czasów, Ernsta Abbego.

Ten błyskotliwy naukowiec, który w wieku 21 lat obronił dysertację doktorską z termodynamiki, a jako 26-letni profesor został dyrektorem obserwatorium astronomicznego w Jenie, stworzył m.in. matematyczne modele określające parametry układów optycznych.

Z punktu widzenia nośników optycznych istotne w dorobku Abbego jest odkrycie, zgodnie z którym skupiona przez soczewki plamka światła ma średnicę zbliżoną do połowy długości fali (limit Abbego). W rezultacie daje to graniczną wielkość możliwej do uzyskania kropki, odpowiadającej na nośniku bitowi danych. Postęp, jaki dokonał się przy przejściu z DVD na Blu-ray, był możliwy dzięki zastąpieniu czerwonego lasera niebieskim (a właściwie fioletowym) i zmianie długości fali z 650 do 405 nm.

Co zrobić, gdy granice technologiczne nie pozwalają na uzyskanie mniejszej plamki? Zespół ze Swinburne University postanowił obejść problem w pomysłowy sposób. Dzięki użyciu dwóch promieni lasera tak, by promień nagrywający był otoczony wiązką światła o innej barwie, udało się zmniejszyć wielkość wypalanego punktu do 9 nanometrów.

Petabajtowa nagrywarka

Dzięki takiemu zagęszczeniu danych zwykła płyta DVD miałaby pojemność petabajta, czyli – dla porównania – ponad 220 tys. zwykłych płyt DVD albo 50 tys. filmów w jakości HD. Albo dzienna porcja ruchu generowanego rok temu na serwerach serwisu dla dorosłych YouPorn.

Co istotne, pomysłodawcy nowej technologii zapewniają, że ich wynalazek nie jest czysto teoretyczny, a sama technologia, nośniki danych i nagrywarki mają być tanie i niewielkich rozmiarów.

Rzecz jasna nie ma sensu ogłaszać błyskawicznego nadejścia nośnikowej rewolucji - na razie nie wiadomo, kiedy takie urządzenia mogłyby pojawić się na rynku, a ich przeznaczeniem, zdaniem pomysłodawców, mają być przede wszystkim duże centra danych. Istotny jest jednak fakt, że udało się przekroczyć kolejną granicę technologiczną.

Nawet jeśli w najbliższym czasie nie będziemy mieli w laptopach petabajtowych nagrywarek, to byłbym zadowolony z pojawienia się na rynku pojemniejszego, taniego i wygodnego nośnika, pozwalającego np. na łatwą archiwizację 1 TB twardego dysku. To chyba znacznie bardziej prawdopodobne niż np. ogłoszone przed kilkoma miesiącami próby zapisu danych za pomocą DNA.