時時頭條
  • 娛樂
  • 體育
  • 財經
  • 科技
  • 旅遊
  • 軍事
  • 育兒
  • 時尚
  • 遊戲
  • 歷史
  1. 首頁
  2. 科技

這張不起眼的透明光碟 儲存量相當於100個商用硬碟 至少能儲存40年!

2024-02-22 10:46:09

圖說:上海光機所研究員阮昊展示Pb量級光碟 新民晚報記者 陶磊 攝

  提起光碟這個名詞,你是不是要反應片刻?

  當光碟機逐漸消失,光碟也和日常生活工作漸行漸遠。可對大儲存量的資料中心來說,光碟卻是不容忽視的重要儲存手段。

  中國科學院上海光學精密機械研究所與上海理工大學等科研單位合作,利用全球首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光儲存技術,造出了一張“全透明”的光碟,單盤等效容量達Pb量級(1Pb=1000Tb),相當於100個商用硬碟。

  相關成果於北京時間今天凌晨在國際頂級學術期刊《自然》(Nature)上發表。

  好用 也“難用”

  曾幾何時,在不同的平臺上,光碟都所向披靡,引領了一場場變革。光碟原理也不難懂,盤上有一圈一圈非常細的紋路,背面壓上能反光的材質,用平整和小凹坑代表0和1,就能夠儲存大量資料了。

  人類正處於資料爆炸的時代,全球資料量呈指數級激增。由此也帶來了資料的儲存難題——大容量資料的儲存也需要大能耗。統計顯示,以2022年為例,我國資料中心總耗電量約2700億千瓦時,超過2座三峽水電站的年發電量。尤其令人頭疼的是,每隔3到10年還需要定期進行資料遷移,這樣就存在資料被篡改或丟失的風險,且儲存壽命短。

  光儲存技術,綠色節能、安全可靠、還“長壽”,很適合長期低成本儲存海量資料。然而,受到光學衍射極限的限制,傳統商用光碟容量基本不超過500GB。“光碟上儲存的是一個個資訊點,兩點太近就容易互相干擾,無法進一步提高儲存容量。”中國科學院上海光機所空天鐳射技術與系統部博士後、論文第一作者趙苗解釋。

  大資料時代,突破衍射極限、縮小資訊點尺寸、提高單盤儲存量長久以來都是光儲存領域的不懈追求。

  破極限 找材料

  光學衍射極限,在2005年和2021年,兩度登上《科學》雜誌釋出的全球最前沿的125個科學問題,足見難如登天。

  諾貝爾獎得主斯特凡·W·赫爾在20世紀90年代提出了受激輻射損耗顯微技術,隨後在顯微成像領域證明了光學衍射極限能夠被打破。2013年,顧敏院士團隊利用雙光束的原理實現了9奈米鐳射直寫技術,在鐳射直寫領域實現超分辨。然而,一直缺乏可行的材料能做到雙光束儲存:能超分辨寫、超分辨讀、三維儲存及長期儲存。

圖說:奈米光子儲存示意圖 採訪物件供圖(下同)

  研究團隊“兩條腿走路”,一邊突破衍射極限限制,一邊尋求合適的材料。“揭榜掛帥”下,多支科研團隊紛紛投入,共同探尋突破。

  “我們在國際上首創光束調控聚集誘導發光超分辨光儲存技術,可調控聚集誘導發光效應和區域,將資訊記錄點縮小到奈米級別,同時實現超分辨讀出,在光儲存領域突破衍射極限。”上海光機所空天鐳射技術與系統部研究員、論文共同通訊作者之一的阮昊研究員介紹。

  在材料選擇上,“大浪淘沙”後,AIE染料摻雜有機樹脂進入了團隊的視野。新材料的表現令人欣喜,在鐳射的調控下能夠使熒光增強五六十倍,而且“寫過留痕”——鐳射寫入的地方發生紅移,產生非常高的信噪比。

  團隊介紹,該光碟實現了點尺寸為54奈米,道間距為70奈米的超分辨資料儲存,並完成了100層的多層記錄,單盤等效容量約1.6 Pb。經老化加速測試,光碟介質壽命大於40年。研究人員在光碟各層分別寫入上海光機所和上海理工大學的標識,從第1層和第100層都可以讀出,展示了材料極高的三維效能。

圖說:100層記錄和二進位制編碼譯碼復原結果

  “光碟的原始誤位元速率為0.33%,經過糾錯技術後,單盤的誤位元速率基本接近零。”阮昊補充道,“在鍍保護層等操作後,光碟壽命有望達到百年。”

  產業化 向前走

  據悉,這項突破是國際上首次實現Pb量級的超大容量光儲存,對於我國在資訊儲存領域突破關鍵核心技術、實現數字經濟的可持續發展具有重大意義。

  國際同行評價說,該研究成果可能會帶來資料中心檔案資料儲存的突破,解決大容量和節能的儲存技術難題。另一位論文審稿人指出:“這是一種具有突破性創新的Pb級光儲存技術……顯示出巨大的實用和商業潛力。”

  “隨著人工智慧迅速發展,資料增加的速度超乎想象。大資料面臨儲存容量、能耗和壽命的挑戰,全球科學家的工作也圍繞這些熱點展開。”論文另一位共同通訊作者,上海理工大學光子晶片研究院院長、張江實驗室光計算所所長顧敏院士預計,這項技術將在未來改進讀寫速度等問題,實現工程化應用,將為大資料中心提供海量冷資料儲存方案。“如果進一步實現與企業的合作,這項技術的應用速度還將提前。”

  當然,超大容量光儲存的整合化和產業化程序之路還很崎嶇,光碟的讀寫速度、新型光碟機的工程化等都需要一一解決。“相較於常見的固態硬碟,光碟的儲存條件更加寬鬆,穩定性也更強。”阮昊稱,未來團隊將拓展其在光顯微成像、光顯示、光資訊處理等領域的交叉應用,產出更多更優秀的創新成果。

  上海理工大學光子晶片研究院院長、張江實驗室光計算所所長顧敏院士,上海理工大學文靜教授,中國科學院上海光學精密機械研究所阮昊研究員為通訊作者。上海光機所博士後趙苗和上海理工大學文靜教授為並列第一作者。研究工作得到了上海市科委重大專案、國家重點研發計劃等專案的支援。

  新民晚報記者 郜陽 易蓉

熱門資訊
  • AMD RDNA 4 顯示卡即將登場,RX 8000 系列有望明年 1 月釋出 | 2024-11-27 14:58:27
  • 疑似榮耀平板V9入網 主打輕薄和AI 配天璣8350晶片 | 2024-11-27 15:08:09
  • 【IT之家評測室】陸地大疆?螢石 TAMO 看護攝像機體驗 | 2024-11-27 15:15:52
  • 蘋果公佈2024年度最佳App入圍名單:45款入圍App及遊戲 | 2024-11-27 15:44:29
  • Valve 新一代 VR 控制器“Roy”模型曝光,採用無環設計 | 2024-11-27 15:44:33
  • 介面比微軟漂亮!訊息稱華為明年上半年釋出鴻蒙PC:打生態鏈閉環 | 2024-11-27 15:50:06
  • 華為旗艦鴻蒙平板將於12月12日開售 PC級專業生產力 | 2024-11-27 15:57:01
  • 5499 元,小米米家空調巨省電 Pro 立式 3 匹(超一級能效)釋出 | 2024-11-27 15:57:03
  • LG UltraGear OLED 45GX950A 顯示器曝光:5120 x 2160 解析度 | 2024-11-27 15:57:05
  • REDMI預熱Buds6 Pro電競版耳機 首發無線麥功能 | 2024-11-27 16:11:09
  • REDMI Watch5 eSIM版即將釋出 支援網路和藍芽雙模式對講 | 2024-11-27 16:11:11
  • OneGx 2 掌上游戲本結構確認:虛擬鍵盤 + 可拆卸實體鍵盤組合 | 2024-11-27 16:13:21
  • 一圖看懂華為M.2固態硬碟:疾速7400MB/s 壽命顯著領先同行 | 2024-11-27 16:20:36
  • 華為Mate 70系列業界首發衛星尋呼功能 持續領跑終端衛星通訊領域 | 2024-11-27 16:29:27
  • 風向突變,這些大品牌表示“不再抵制”馬斯克的X平臺 | 2024-11-27 16:40:51
  • 英偉達被曝將在華推出閹割版5090顯示卡 | 2024-11-27 16:41:27
  • 膝上型電腦極速大屏化:16英寸+已成第一大尺寸 | 2024-11-27 16:49:23
  • SpaceX 獲准繼續發射星艦,環保組織訴訟被駁回 | 2024-11-27 16:57:42
  • DJI Mic Mini:輕盈登場,解鎖音訊創作無限想象 | 2024-11-27 16:58:25
  • 國風水墨設計!七彩虹全新iGame影系列記憶體圖賞 | 2024-11-27 17:21:26
  • SK海力士正在NAND快閃記憶體領域獲得技術優勢 覬覦三星的主導地位 | 2024-11-27 17:21:27
  • Intel二代銳炫B580核心、視訊記憶體位寬“縮水”!效能卻更好 | 2024-11-27 17:21:29
  • 螢石DL60FVX Pro AI三攝全自動人臉影片鎖體驗 | 2024-11-27 17:22:27
  • 日本新一代固體火箭發動機再次試車,再次爆炸 | 2024-11-27 17:24:46
  • 神舟十九號:兩個首次挑戰,此前空間站被撞擊,乘組將出艙加防護 | 2024-11-27 17:31:42
  • 映泰兩款英特爾 Z890 主機板上架,分別定價 1499、1699 元 | 2024-11-27 17:50:55
  • 科學計量學鼻祖普賴斯,他預測錯了… | 2024-11-27 17:54:13
  • 加快推進《科學技術進步法》落地生根 | 2024-11-27 17:58:51
  • 從航拍飛行器到“五角大樓甄選”,大疆是怎麼被玩壞的? | 2024-11-27 18:46:08
  • 高通驍龍X筆記本銷量72萬臺:全球份額僅0.8% | 2024-11-27 18:59:41
最近發布
突發!TVB知名女星毫無預警宣佈與未婚夫分手,結束長達八年情 面對被黑,蘭姐強勢迴歸。小菲狀態好轉,發宣告。更多內幕揭曉! 中國男籃決戰日本隊,首發五人曝光,廣東隊大贏家,徐傑第一後衛 孫穎莎奪女單冠軍!採訪謙遜立足拼,劉國樑給中國選手頒獎笑開花 分析 馬威交易取消後的影響:湖人還有什麼選擇?只能等休賽期? 火箭vs猛龍前瞻:範弗裡特有望復出戰舊主,火箭欲終結六連敗 梅西轟動宏都拉斯!當地媒體:這是世紀體育盛事! 登記開啟!金中、29中、13中等校動了! 開年暴擊!南京又一家機構跑路了? TechInsights:AI PC未能提振筆記本市場 2024年僅增長5% 睡覺時突然腿抽筋,就是缺鈣?錯!還有這4個原因,別輕易忽視了 泡泡瑪特又贏麻了!此前被調侃是“境內最大的博彩公司” 再也不用扎手指!5億糖尿病患者有福了 傳《尼爾:機械紀元》續作、新《古墓麗影》今年公佈 有工作經驗的畫素畫師如何寫簡歷? 離譜!Xun被搶3條龍,JDG仍然獲勝!Peyz力挽狂瀾,WBG痛失好局 將耗死在國際空間站?59歲美滯留女宇航員求救:喪失重要身體機能 華為FreeClip耳機玫瑰金開售 開放式聆聽設計 CBA俱樂部杯-山西淘汰北控晉級4強 原帥18分 小紅書上移民的中產:曾經北京七套房, 羨慕海外一張床, 如今卻...... 不可抗力停課2天以上退一半保教費,佛山幼兒園收費新規釋出 紅棉襯醉美,2020番順醉美青餅評測 華為FreeClip耳夾耳機玫瑰金配色開售:1299元 64歲寧波老闆,跨界無數次,給員工發8億,即將擁有第三家IPO? 卡友資訊股東持股情況變動 廣州“城市合夥人”:城市與人才的雙向奔赴 有人說孫穎莎粉絲是飯圈文化的時候 卻有些人用真金白銀愛孫穎莎! 男生剪“短髮”髮型乾淨利落,試試這3款,剪完帥氣提升顏值! 7個臀部訓練最佳動作,打造迷人的蜜桃臀! 偉大的4-2!林詩棟奪冠:新科世界第1誕生、超越王楚欽,狂攬3冠 新疆完美了!新小外強於皮特森+黑根斯,承認補強大外良性競爭! 林詩棟奪男單冠軍!採訪大談不容易太謙遜,單獨拍照露出笑容! 國乒最新戰報!林詩棟第2局11-8,衝3冠王,梁靖崑救2局點仍輸球 替補奇兵!快船大將5記3分助隊贏球 哈登好幫手 爆冷!北控男籃吊打奪冠大熱門球隊,外援決定比賽的走向 官宣離任,胡明軒宣佈重要決定,廣東宏遠遺憾,杜鋒祝福 又一個賈德松!崔康熙看人很準,魯媒:卡約又要錯過中國聯賽了 劉國樑憔悴!黑眼圈很重,擋住蒯曼被提醒,孫穎莎王楚欽被裁判整 林詩棟逆轉梁靖崑奪冠,成就三冠王,綜合實力更加突出 CBA最新外援註冊資訊,遼籃4人,新疆補充新援,廣東男籃放棄萊斯 大滿貫收官獎金排名:林詩棟三冠60萬第1,孫穎莎第2王曼昱10萬第9 臺灣律師分析大S遺產劃分,S媽要錢得看汪小菲臉色,打臉光頭安排 臺媒曝大S家人鬆手,讓出撫養權給汪小菲,希望馬筱梅善待孩子 二線白酒暴雷,狼真的來了! 搭上比亞迪,自動駕駛獨角獸,利潤大增170%! 炸裂!外資吹響“加倉中國”集結號背後:科技格局重塑與資產重估 這波夢幻西遊副本積分兌換真是血虧,四賜福的山賊值得買嗎? 《星戰亡命之徒》高階美工又回到CDPR 開發《巫師4》 《哪吒2》登陸北美,首映禮現好萊塢!有觀眾哭花眼妝:特效超預期,買票靠搶 曝張蘭被封年損失近4億,麻六記絕地自救太壯觀,員工曬張蘭近況

©2024 時時頭條 版權所有

隱私政策 | 服務條款 | 聯繫我們