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中国取得新突破,有望推出可存储数百 TB 的光盘

资讯 0 249 2024-02-27 08:47:10
导读:中国的新技术正在卷土重来,但技术在一段时间内应该不会投入商业使用。

根据央视新闻等综合报道,中国开发出一项新技术,有望实现可存储 200 TB 数据的光盘。

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如果该产品商业化,它可以复兴光学介质,并作为当前硬盘或磁带的替代品,实现经济高效的长期存储。

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据作者上海理工大学(USST)和上海光学精密机械研究所(SIOM)的研究人员表示,他们已经证明,通过使用数百层光存储可以达到PB级,同时还声明已经突破了光学衍射屏障限制了记录特征的紧密程度。

在《自然》杂志上发表的一篇题为“具有拍比特容量的 3D 纳米级光盘存储器”的文章中,中国研究人员详细介绍了他们如何开发一种新型光存储介质,并称之为染料掺杂光致抗蚀剂 (DDPR),具有聚集诱导发射发光体 (AIE-DDPR) 。

当用作记录层时,据称在面密度(每单位面积的存储量)方面,显著优于其他光学系统和硬盘驱动器。具体来说,研究人员声称它是基于金纳米棒多层光盘的125倍,是当今最先进硬盘的24倍(基于2022年的数据)。

其所提议的这种介质的记录和检索过程各需要两束激光。对于光学写入,515 nm 飞秒高斯激光束和环形 639 nm 连续波激光束聚焦在记录区域。

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在技术上,第一束光束引发聚合,第二束光束使聚合失活,从而产生研究人员所说的“亚衍射体积尺寸”的记录点。读取时,使用 480 nm 脉冲激光和 592 nm 连续波激光。

研究人员介绍,带有 AIE-DDPR 薄膜的空白光盘可以使用与传统 DVD 的标准工作流程兼容的工艺来制造,其中包括旋涂和空白光盘成型工艺。

在测试过程中,研究人员声称 AIE-DDPR 薄膜非常透明,以至于他们能够在此类磁盘上写入和读取多达 100 层,相邻层之间的距离仅为 1 微米 (1 μm)。

用于此操作的数据实际上是写入交替层的 USST 和 SIOM 标识,团队表示,读取时偶数层和奇数层都有清晰的交替图案,没有串扰,并且更深层的图案分辨率发现与上层的情况相当。

由于光盘有 100 层,加上最小光斑尺寸为 54 nm,横向磁道间距为 70 nm,研究人员估计,这应该可以在 DVD 大小的光盘区域内实现 1.6 Petabit (200 TB) 的容量。

研究人员也警告说,虽然这大大增加了存储的面密度,但商业可行性上还需要提高写入速度和能源效率。这可以通过使用比当前系统中使用的飞秒激光束,具有更高的重复率和更灵敏的光致抗蚀剂来实现。

这意味着纳米级光存储系统距离驱动器和介质的商业可用性还有一段距离,但研究人员确定,此类产品应该比当前最先进的光盘库和硬盘驱动器阵列成本更低,可以满足AI时代的海量数据存储需求。

研发人员还声称,闪存和磁盘驱动器的能源负担也很高,导致运营成本高,并且使用寿命短,而光学介质可以安全地存储数据数十年不会丢失。

但有消息指出,用于存档目标,该技术可能并不比普通的老式磁带技术有太大的领先优势。2023年,IBM 推出了配备 50 TB 盒式磁带的TS1170 磁带机,通过 3:1 压缩,能够存储高达 150 TB 的数据。


编辑:万能的大雄

参考:

https://www.theregister.com/2024/02/23/optical_disc_breakthrough

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