未來(lái)1PB的數(shù)據(jù)僅需一張光碟就能存儲(chǔ)

以后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)無(wú)論個(gè)人用戶(hù)，抑或不同規(guī)模的企業(yè)政府機(jī)關(guān)等，都可更加輕松地進(jìn)行。來(lái)自斯威本科技大學(xué)(Swinburne University of Technology)的研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Min Gu教授最新開(kāi)發(fā)出了一種全新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，可將1PB(1024TB)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一張僅DVD大小的聚合物碟片上。

大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在當(dāng)今世界已經(jīng)顯得尤為必要，而且我們?nèi)祟?lèi)自步入數(shù)字時(shí)代以來(lái)，目前僅是存儲(chǔ)在Web上的內(nèi)容預(yù)計(jì)就有大概1ZB(zettabyte，1萬(wàn)億GB)，美國(guó)一年的電話(huà)記錄就需要0.3ZB的存儲(chǔ)空間進(jìn)行存儲(chǔ)。

要保護(hù)全世界的數(shù)據(jù)資料免遭損失和意外丟失也是件很麻煩的事情。放棄本地概念，轉(zhuǎn)投云存儲(chǔ)也不要認(rèn)為有多么的安全，尤其是當(dāng)黑客如果襲擊了你所使用的云服務(wù)器，那么數(shù)據(jù)存儲(chǔ)遭受的損失恐怕就更大了。對(duì)于現(xiàn)有的本地存儲(chǔ)，如果我們要將1ZB的數(shù)據(jù)存在藍(lán)光光盤(pán)上，然后將這些光盤(pán)堆疊到一起，那么這一摞光盤(pán)的高度就能達(dá)到24km。或許傳統(tǒng)硬盤(pán)能堆疊的空間更小一些，但成本又是難以估量的。

那么數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問(wèn)題究竟該怎么解決呢?來(lái)自斯威本科技大學(xué)和澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)的學(xué)者們似乎正在研究更為巧妙的解決方案。他們最新的研究可讓1PB的數(shù)據(jù)存放到僅DVD大小的碟片上，也就是說(shuō)1ZB的數(shù)據(jù)僅需1000張這樣的碟片就能存儲(chǔ)，雖說(shuō)1000張碟片聽(tīng)起來(lái)有些多，但堆放1米的高度還是要比藍(lán)光光碟的24km好出不少。

此團(tuán)隊(duì)在2013年6月29日刊出的《自然通訊(Nature Communications)》雜志的文章中描述了如何將在塑料層上光學(xué)紀(jì)錄的斑點(diǎn)寬度從藍(lán)光的130nm減小到9nm，相當(dāng)于單個(gè)光波長(zhǎng)的1%。為什么藍(lán)光技術(shù)無(wú)法做到這一點(diǎn)?光學(xué)物理學(xué)家，同時(shí)也是卡爾蔡司的創(chuàng)始人之一Ernst Abbe先前就發(fā)現(xiàn)了光的一種基本特性。19世紀(jì)末，他的鏡片實(shí)驗(yàn)證明光有其固有波長(zhǎng)，無(wú)法集中到小于其波長(zhǎng)1/3的點(diǎn)內(nèi)(Airy disk，艾里斑)。藍(lán)光技術(shù)使用440nm波長(zhǎng)的藍(lán)色激光讀取光碟，所以藍(lán)光斑點(diǎn)寬度局限在130nm。

澳大利亞的學(xué)者則開(kāi)發(fā)出了一種新型的有機(jī)聚合催化劑，可對(duì)光產(chǎn)生2種不同的反映，從而回避了Abbe所發(fā)現(xiàn)的限制。800nm的激光可令這種催化劑分裂為聚合活性物，當(dāng)數(shù)量充足的時(shí)候，就能促使單體聚合。不過(guò)，375nm的激光用于這種催化劑時(shí)，就會(huì)釋放阻聚劑，阻止單體聚合。

要將比艾里斑更小的斑點(diǎn)寬度寫(xiě)入到感光光刻膠材料上，首先要將800nm波長(zhǎng)激光束導(dǎo)至未聚合存儲(chǔ)介質(zhì)中。這些光會(huì)在光強(qiáng)度足夠釋放聚合活性物的位置令光刻膠聚合。為釋放足夠的活性物，光強(qiáng)度必須高于某個(gè)值，聚合物點(diǎn)尺寸就可變得更小。

同時(shí)將375nm的光導(dǎo)至相同的焦點(diǎn)，這樣一來(lái)活性物和抑制劑就會(huì)令艾里斑達(dá)成基本平衡。此時(shí)，沒(méi)有聚合物形成。然后就是將375nm的激光轉(zhuǎn)成環(huán)狀模式。

先前我們就談到，800nm的光本身就能將點(diǎn)聚合至大約100nm的直徑。再加上環(huán)狀375nm外圈的抑制部分，外圈的光刻膠部分則不會(huì)發(fā)生聚合。這能夠讓聚合物點(diǎn)最終縮減至9nm的尺寸。

加上近期發(fā)展迅猛的3D打印技術(shù)，澳洲的這批研究人員還另外證明了他們的新型光聚合技術(shù)能夠制造小型的3D物體。很顯然這種新型的存儲(chǔ)技術(shù)離正式商用還有一段距離，目前仍有許多問(wèn)題需要解決。但至少，未來(lái)我們能看到未來(lái)大容量存儲(chǔ)碟片的出現(xiàn)。