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穿越之贤妻守则 微软玻璃硬盘问世:单片75G像素级存储,千年质保期|专访 手机电子书下载txt

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发表于 2019-11-9 09:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
这是写在帖子头部的内容书籍轻易腐臭,照片终将褪色,CD 和硬盘的寿命不外数年,那末有没有更好的数据存储介质呢?
微软玻璃硬盘问世:单片75G像素级存储,千年质保期|专访  热点新闻


图 | 这块 75 毫米 x 75 毫米 x 2 毫米的玻璃上贮存了 1978 版《超人》电影。约 75.6GB。(根源:微软)
微软公司(Microsoft)找到了新的数据贮存方式。该公司和华纳兄弟公司(Warner Bros.)互助,将 1978 版的《超人》存储到了一块玻璃中,数据多达 75.6GB。这是玻璃硬盘从概念到落地的理论。
2 毫米厚、100 多层的玻璃硬盘

微软玻璃硬盘问世:单片75G像素级存储,千年质保期|专访  热点新闻


图 | 华纳兄弟档案高管 Brad Collar 和华纳兄弟首席技术官 Vicky Colf 展现同一部电影在胶卷与玻璃存储的对照。(根源:微软)
这块玻璃为杯垫巨细,75 毫米 x 75 毫米 x 2 毫米。微软操纵红外激光将电影数据解码为三维像素(voxels),存入玻璃后,其中的数据可以呆板进修来举行解码读取。
与数字硬盘存储方式不同,玻璃硬盘是激光经过在玻璃差此外深度和角度上建立一层三维纳米光栅和变形举行数据编码存储,读取数据则必要呆板进修算法来解码在偏振光透过玻璃时发生的图像和图案。
其编码息争码道理是,飞秒激光(发出超短光脉冲且凡是用于治疗近视的 LASIK 手术)会熔融玻璃构成与光偏振相关的纳米光栅结构,那末写入纳米光栅的点可以表现"1",而"0"则无需写入。此前澳大利亚斯威本科技大学课题组 James Chon 副教授及顾敏教授在 2009 年就用这个方式实现了数据贮存,即在 5 个维度上实现信息编码,包含了光的偏振、波长以及 x、y、z 三个坐标等 5 个物理维度。
华纳兄弟经过将数字副本转换回模拟胶片并将其分红 3 个色彩份量(青色,品红色和黄色)别离将其转移到好坏胶片负片上,这就不会像彩色胶片一样褪色。
微软表现,一块 2 毫米厚的玻璃可以包含 100 多个数据层。每一层都由激光写入的纳米光栅组成,然后呆板进修算法在它们之间跳转以对其举行解码。
更保真,更保质

微软玻璃硬盘问世:单片75G像素级存储,千年质保期|专访  热点新闻
图 | 华纳兄弟公司的胶片冷藏库,必要恒温、恒湿,还要经常检测有无化学分化。(根源:微软)

长久以来,华纳兄弟在根究可以也许长久贮存那些无需经常拜候的"冷"数据。该公司现在在温度和湿度受控的冷库中用胶卷来保存巨量的影视数据,时不时还要用探测器检测有没有化学分化,同时其存储数字档案的固态硬盘必要每 3 年迁移一次,以禁止电子衰减而丧失数据。这个进程价格高昂。华纳兄弟还作了多手预备来防御数据存储事变,比如要应对地震或飓风来袭,还要避免火灾和洪流破坏胶片。他们预备在天下各地放置 3 个拷贝,2 份为数字副本,1 份为原始素材拷贝。微软的硅项目让他们看到了与日俱增存储数据的盼望。
微软公司 CEO Satya Nadella 说,这个玻璃硬盘系统是一个崭新的冷存储系统。要晓得,玻璃经过煮沸、烘焙和刮擦都无损其存储安定性,是以数据可以保存数个世纪。此外玻璃存储不必要控制温度和湿度,这就大大低落了数据库的环保本钱。
玻璃硬盘更保真。华纳兄弟档案高管 Brad Collar 说,现在电影拍摄为数字拍摄,必要将数字像素存储到胶片模拟介质中,这就损失了原本的像素,而且这是不成逆的,而玻璃存储则如同相机一样保存了原始像素。
与 CD 光盘相比,玻璃硬盘也有很大上风。CD 光盘只能以平面上的凹凸来贮存"0""1",而玻璃可以三维阵列来实现高贮存密度,那末以激光技术可以实现在 2 毫米玻璃中存储 100 多层三位像素。
此外,玻璃存储经过光学读取器来拜候数据,速度也更快,呆板进修算法可以灵敏举行数据定位然后归位,大大淘汰提取信息的迟误,而光盘、磁带则必要时候来找到读取位置。
微软这个项目名为硅项目(Project Silica),微软研讨院是负责部分。作为科技公司巨头,微软公司盼望玻璃硬盘能满足数据长久存储的需求。
大数据存储

微软玻璃硬盘问世:单片75G像素级存储,千年质保期|专访  热点新闻
图 | 微软的光学科学家在检查激光写入装备。(根源:微软)

自 2009 年科学家提出可以用光学写入通明材料来存储数据以来,科学家就盯上了玻璃。
玻璃存储研讨是微软公司与英国南安普顿大学(the University of Southampton)互助展开的,后者于 2013 年开辟了操纵飞秒技术举行玻璃存储数据的技术。
除了电影,有很大都据值得"冷"存储。比如患者平生的医疗数据、法令公约、能源勘察的地质信息、图书馆数据、档案馆数据以及城市计划等等。
现在只是微软开辟玻璃硬盘的起头,这项技术仍然必要成熟。数据的读写速度和密度必要进步,本钱必要下降,以及技术的可扩大性也要进步。
不外其利用空间庞大。威斯康星大学麦迪逊分校电子及盘算机工程系副教授喻宗夫说,历史上有一种方式能经太长时候标准的检验,那就是洞窟石头上的刻画,但现在我们数据如此多,怎样系统快速刻在石头上是一个困难。那末挑选刻入玻璃是个很聪明的挑选。由于通明,可以操纵激光在三维标准上刻字,极大增加了贮存量。"近来我们研讨发现玻璃里的三维结构还可以举行智能盘算。有贮存,有盘算,大要玻璃可以组成一个经得住时候检验的盘算机了,这很故意义。"(喻宗夫说起的智能玻璃指的是他们发现的用来识别数字的玻璃,详见《最聪明玻璃诞生:以光散射为核心算法,无需耗电,可识别数字 | 专访
喻宗夫以为,保存时候是玻璃硬盘最大的上风,只是其读和写会比力慢、也比力贵,大要不适当普通消耗者对贮存的需求。
专访暨南大学光子技术研讨所研讨员李向平

微软玻璃硬盘问世:单片75G像素级存储,千年质保期|专访  热点新闻
图 | 微软工程师在操纵光学仪器和 AI 检索和读取玻璃中的数据。(根源:微软)

DeepTech:你怎样评价微软这个工作?
李向平:首先这项成果很是故意义,重要在于光存储向大数据存储以及企业级利用的转化。操纵玻璃可以实现长时候的冷数据保存,相比现在的硬盘存储方式,具有更低能耗(光盘数据不耗电)及数据长寿命(100 年以上)的上风。对于企业级用户,特别是大数据中心,例如 Facebook、Google、国家平安信息保存、银行等大数据及冷数据保存很是有吸引力。
不外这个技术还处在研发阶段,理论存储数据容量高,弱点是存储速度较慢,必要多个脉冲积累在玻璃内构成微纳光栅(其道理决议的)。该技术必要进一步适用化,急需治理速度的题目,以及产业化本钱题目(强飞秒脉冲激光器本钱贵)。
DeepTech:五维(5D)数据指的是什么?用三维数据不够吗?
李向平:三维是 X、Y、Z 这 3 个坐标轴,可是由于光波的电场振动具有偏向性即偏振,这就是第四个维度。这里他们的技术还操纵了光的此外一个维度是振动的强度。假如是三维,遭到光学衍射极限的限制,光学数据存储中记录光斑巨细为半个波长左右,一张光盘的存储差不多就是 1 个 TB 的上限了。在增加光的偏振偏向和振动强度两个维度以后,光盘的容量就不受限于三维空间的限制,便可以在这类似的物理空间标准上再增加它的存储容量,所以这是多维的一个概念,其深受人爱好的原因原由就是它可以理论上冲破这类衍射物理极限的限制。
DeepTech:玻璃硬盘的数据还是以"0""1"二进制的,是吧?
李向平:还是二进制。比如可根据偏振光的强度分为几个灰阶,那样的话信息存储容量就极大增加了。
DeepTech:为什么挑选玻璃?只如果通明的物资都行,是吧?
李向平:玻璃还是有点特别的,由于微软这个技术是玻璃在激光照耀下会发生物理特征的改变,特别是采取脉冲激光器多个脉冲的时候,会在焦点内构成这类周期性的纳米光栅的散布。这类与偏振取向相关的周期性纳米光栅结构是它存储的道理。假如换用其他物资不愿定会有这个机制,就没法实现偏振维度的复用。
同时,玻璃具有抗高温,抗电磁干扰,还耐磨损的特征,所以它可以保存时候到达千年左右。
DeepTech:微软的研讨中,激光装备比力庞大,那末未来小型化后会有惠及普通公共的消耗级利用吗?
李向平:大要会小型化,可是其小型化概念大要和我们平常用的如 DVD 光驱、DVD 影碟机纷歧样。现在的大数据它追求的是容量大,这类需求定位是企业级用户大数据中心的。我们平常可以看到一些数据中心有很多大的机柜,现在是说用这类自硬盘阵列的方式来实现存储,那末未来的话光盘也可以做到和硬盘相当,以致比硬盘容量更大。
DeepTech:微软为什么要做玻璃硬盘这个项目?
李向平:这些公司意想到大数据时代下,谁具稀有据,谁就具有未来的话语权。但数据终极还是必要保存的,数据保存今后在上面建立算法,举行数据挖掘才稀有据的贸易价格,那末假如谁能把这些数据保存下来才有讲话权,而数据保存中企业级消耗就是一个很大的市场。
冷数据也值得保存。比如你朋友圈的微信发进来,大要当天大要一周之内朋友拜候和点击很多,可是一周以后数据就不再被拜候了,可是按照国家法令规定,这些数据它是有用的、也是有用的,信息企业有使命保存这些信息。大数据现在存储天天的数据容量很大,可是这些数据的话不把它存下来,丢了又怜惜,可是你要把它全数存下来的话,现在存储介质又不够。
现在的存储方式就是磁盘、磁带库等,就是畴前影碟机磁带转轴的那种方式,其本钱很低,大要就是每 GB 可以做到几分钱。但这类存储的最大的题目就是磁带用久了会黏连,所以其数据每隔一两年要倒带一次,否则磁带发生黏连。此外磁带是次第读,不能像光盘大要硬盘是随机读取、随机寻址,只能重新至尾次第读取。
实在数据中心很大一部分的本钱是来自这类装备存储硬件的保护用度,另有就是这些装备的冷却、空调制冷,由于这些装备城市发热。
像 Facebook 另有索尼率先想到用光盘存储冷数据,数据放在那边,不必要耗电,而且可以保存 20 年以上。他们以为用蓝光光碟来取代磁盘库有很大的上风。所以他们为代表的大数据企业在积极鞭策低能耗大数据存储这件事变。
DeepTech:国内这方面研讨是怎样的?
李向平:之前国内有两个国家光盘中心,别离是清华大学金国藩院士和中科院上海光机所干福熹院士牵头。不本国内光存储技术起步较晚,在 DVD 和蓝光技术中不停受制于人。随着光存储消耗级市场的萎缩,后背做的人就少了。现在,国内另有很多处置全息光存储的课题组,包含福建师范大学谭小地教授的全息光盘技术,尽管全息光盘读写速度快,可是其存储容量还是有限。现在重要合作的光存储技术,一个是微软和南安普顿大学互助开辟的五维存储这个,此外就是我们和国内某企业互助开辟的七维(7D)存储技术。
我们的多维存储技术和英国南安普顿大学的技术道理有类似的地方,都是用光的维度,差此外地方是我们用的材料不同。我们采取了先辈的纳米材料技术,来实现与光的多维度的响应和复用存储,具有更快的速度和更高的容量。
微软用玻璃的好处是材料相对很简单,但他们有个最大的题目,就是技术道理决议它存储速度不够快,由于它要多个脉冲写入数据,所以在每个点搁浅的时候要很长。我们用的方式恰恰治理了他们的写入速度的题目,可以做到单个脉冲的记录,所以比微软的技术要快 1 到 2 个数目级!而且,我们可以实现对 7 个维度的复用存储,存储容量比微软的技术也要高 2 到 3 个数目级。
李向平简介

微软玻璃硬盘问世:单片75G像素级存储,千年质保期|专访  热点新闻


李向平,1979 年诞生,暨南大学光子技术研讨院研讨员,博士生导师。2002 年本科结业于南开大学物理学院利用光学专业,2005 年在南开大学今世光学研讨所获得硕士学位。2009 年获得澳大利亚斯威本科技大学博士学位。2009 至 2015 年在斯威本科技大学微光子中心就职博士后、高级研讨员。重要处置等离激元、超分辨、激光加工及光存储方面研讨


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