Створено диск, здатний забезпечити збереження записаних на нього даних протягом мільйона років

У 1956 році компанія IBM випустила перший комп'ютер, здатний зберігати дані на магнітному жорсткому диску. В системі IBM 305 RAMAC використовувалося п'ятдесят 24- дюймових дисків , сумарна ємність яких становила 5 мегабайт , що було вельми значним об'ємом на той момент часу . Сьогодні ж зовсім неважко придбати диски , здатні зберігати 1 терабайт даних на одній 3.5 -дюймової пластині . Але , незважаючи на таке збільшення показника щільності запису інформації та ефективності використання енергії , одна характеристика магнітних дисків залишилася незмінною - дані , записані на такі диски , можуть зберігатися максимум протягом десятиліття.

Настільки короткий термін життя даних піднімає одну цікаву проблему. Яким чином ми можемо зберегти найбільш важливі дані людської цивілізації для того , щоб ними змогли користуватися наші далекі нащадки?

Іншими словами , яка технологія може забезпечити достовірне зберігання даних протягом строку в один мільйон років або більше ?

Одним з варіантів відповіді на попереднє запитання є результати роботи Жероана де Бреши ( Jeroen de Vries ) і групи його колег з університету Твенте ( University of Twente ) в Нідерландах. Ці дослідники розробили і виготовили дослідні зразки дисків , які здатні зберігати дані протягом вищезазначених проміжків часу.

Для перевірки розробленої ними технології були використані тести прискореного старіння , які підтвердили , що виготовлені диски можуть забезпечити збереження даних протягом більше одного мільйона років.

Створюючи « довгограючий » диск , дослідники керувалися деякими теоріями , що описують процеси старіння. Звичайно , неможливо провести експеримент з старіння в режимі реального часу , особливо коли періоди часу обчислюються мільйонами років , але є способи штучно прискорити процеси старіння.

Використана дослідниками ідея полягає в тому , що дані повинні зберігатися в середовищі якого-небудь матеріалу, що знаходиться в самому низькому енергетичному стані , і кожні одиниці даних повинні бути відокремлені один від одного і від навколишнього середовища досить сильними енергетичними бар'єрами . Через це , для зміни стану записаної одиниці інформації спочатку доведеться затратити чимала кількість енергії на подолання енергетичного бар'єру .

Ймовірність подолання вищевказаного енергетичного бар'єру визначається законом Арреніуса ( Arrhenius law ) , який пов'язує ймовірність подолання енергетичного бар'єра з температурою , значенням постійної Больцмана і деякими іншими фізичними факторами . Цей закон також бере до уваги процеси коливання атомів , що дозволяє розрахувати частоту випадків подолання енергетичного бар'єра . Проведені дослідниками обчислення показали , що для того , щоб забезпечити збереження даних протягом мільйона років потрібно енергетичний бар'єр від 63 до 70 KBT , що без праці реалізується за допомогою існуючих на сьогоднішній день технологій.

Для підтвердження своїх теоретичних викладок дослідники створили диск , який має достатньо просту конструкцію , дані зберігаються у вигляді образів ліній , зображених на тонкому металевому диску , покритому захисним шаром. Матеріалом для диску став вольфрам , вибраний за його високої механічної міцності , низького коефіцієнта теплового розширення і температури плавлення , яка становить 3422 градуси за шкалою Цельсія. В якості захисного шару виступає покриття з нітриду кремнію ( Si3N4 ) , матеріалу , який володіє високою механічною міцністю і низьким коефіцієнтом теплового розширення. Використовуючи звичайні методи виробничої літографії , дослідники записали дані на поверхню диска , закодувавши їх у формі QR - кодів і упорядкувавши ці коди у вигляді концентричних ліній , шириною 100 нанометрів.

Відповідно до закону Арреніуса , диск , здатний зберігати дані протягом мільйона років , повинен був протриматися 1 годину при температурі 445 градусів за шкалою Кельвіна . Досвідчені диски без утруднень пройшли цей тест. Більше того , диски пережили без втрати інформації підйом до температури в 848 градусів Кельвіна , але подальше підвищення температури призвело до втрати істотної кількості інформації.

Звичайно , у достовірності проведених тестів є деяка частка сумнівів. Адже теорія прискореного старіння застосовна тільки лише при певному наборі умов і вона , жодним чином не може врахувати різних непередбачених обставин . Важко собі уявити , як вольфрамові диски зможуть пережити катастрофу від падіння метеорита , адже такий диск буде безнадійно зіпсований навіть при температурі , що виникає при звичайному пожежі . Але Жероан де Бреши впевнений , що він з колегами , використовуючи отриманий досвід , зможе незабаром зробити більш надійні системи довготривалого зберігання інформації , які дозволять в рамках програм , подібних програмі Last Pictures або Rosetta Project , зберегти дані людської цивілізації для наших далеких нащадків.

Джерело (і ) :

1 . Technology Review