導讀

近日，澳大利亞南澳大學、阿德萊德大學與新南威爾士大學合作演示了一種采用光線存儲數(shù)據(jù)的新型節(jié)能方案，該方案有望應用于下一代數(shù)據(jù)存儲設備。

背景

隨著社交媒體、云計算以及智能手機的廣泛應用，人類對于數(shù)據(jù)的使用量正以爆炸式的速度急劇增長，然而現(xiàn)有的存儲技術(shù)正在面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，例如傳統(tǒng)的硬盤驅(qū)動器和固態(tài)存儲器都正在迅速逼近其存儲性能的極限。

在如今的信息“大爆炸”時代，新型存儲技術(shù)需要滿足的數(shù)據(jù)存儲量達到了太字節(jié)（TB），甚至拍字節(jié)（PB）的規(guī)模。這樣的數(shù)據(jù)存儲量是什么樣的概念？1PB = 1024TB，1TB = 1024GB，目前來說一般的個人筆記本電腦，內(nèi)存容量約為2GB，而硬盤容量約為500GB。

創(chuàng)新

為了順應時代發(fā)展需要，數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域的技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，其中一項非常有前景的技術(shù)就是：光學數(shù)據(jù)存儲。

近日，澳大利亞南澳大學、阿德萊德大學與新南威爾士大學合作演示了一種采用光線存儲數(shù)據(jù)的新型節(jié)能方案。他們的研究成果發(fā)表在開源期刊《Optics Express》上。他們的研究顯示，采用激光編碼數(shù)據(jù)的納米尺寸的微型鹽晶體，有望成為下一代數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的選項。

（圖片來源：Elizaveta Klantsataya）

技術(shù)

該項目負責人、南澳大學研究員及阿德萊德大學光子學與高級傳感研究所（IPAS）客座研究員 Nick Riesen 博士與阿德萊德大學博士生 Xuanzhao Pan 開發(fā)出一種基于納米晶體發(fā)光特性的技術(shù)，它能在代表數(shù)據(jù)信息開關(guān)的模式之間高效地切換。研究人員采用激光改變電子狀態(tài)，從而改變晶體的熒光特性。

（圖片來源：參考資料【2】）

（圖片來源：參考資料【2】）

研究顯示，這些熒光納米晶體將成為傳統(tǒng)磁性（硬盤驅(qū)動器）和固態(tài)（固態(tài)硬盤）存儲技術(shù)或者藍光光盤的一種很有前景的替代品。

Riesen 博士表示：“這項用光線存儲信息的技術(shù)有意思的地方在于，可以同時存儲幾個比特，而且數(shù)據(jù)是可重寫的，這一點不同于其他大多數(shù)的光學存儲技術(shù)。”

價值

這種“多級數(shù)據(jù)存儲”（在單個晶體上存儲幾個字節(jié)）為更高的存儲密度開辟了道路。這項技術(shù)也采用了非常低功率的激光器，提高了它的能量效率，對于消費類應用來說也更實用。

新南威爾士大學教授 Hans Riesen 表示：“低能量需求也使得該系統(tǒng)非常適合集成電路上的光學數(shù)據(jù)存儲。”

隨著三維數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展，這項技術(shù)也有望提升存儲數(shù)據(jù)量。

阿德萊德大學教授 Heike Ebendorff-Heidepriem 表示：“我們認為，采用我們在IPAS所具備的玻璃加工能力，這一數(shù)據(jù)存儲平臺有望拓展至三維技術(shù)，將納米晶體嵌入到玻璃或者聚合物中。新材料的跨學科研究開發(fā)，對實際應用會產(chǎn)生深遠的影響。”

Riesen 表示：“三維光學存儲有望在小型數(shù)據(jù)立方體上實現(xiàn)拍字節(jié)級別的數(shù)據(jù)存儲。客觀地來看，人們普遍認為，人類大腦可以存儲2.5拍字節(jié)。對于突破數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的瓶頸而言，這項新技術(shù)有望成為切實可行的解決方案。”

關(guān)鍵字

存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)、光學

參考資料

【1】https://www.unisa.edu.au/Media-Centre/Releases/2018/Using-light-for-next-generation-data-storage/#.W0WOWdIzaUk

【2】Nicolas Riesen, Xuanzhao Pan, Kate Badek, Yinlan Ruan, Tanya M. Monro, Jiangbo Zhao, Heike Ebendorff-Heidepriem, Hans Riesen. Towards rewritable multilevel optical data storage in single nanocrystals. Optics Express, 2018; 26 (9): 12266 DOI: 10.1364/OE.26.012266