用光線存儲數據的節能方案：有望應用於下一代數據存儲！

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採用光線存儲數據的新型節能方案，該方案有望應用於下一代數據存儲設備。

背景

隨著社交媒體、雲計算以及智能手機的廣泛應用，人類對於數據的使用量正以爆炸式的速度急劇增長，然而現有的存儲技術正在面臨嚴峻的挑戰，例如傳統的硬碟驅動器和固態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，新型存儲技術需要滿足的數據存儲量達到了太位元組（TB），甚至拍位元組（PB）的規模。這樣的數據存儲量是什麼樣的概念？1PB = 1024TB，1TB = 1024GB，目前來說一般的個人筆記本電腦，內存容量約為2GB，而硬碟容量約為500GB。

創新

為了順應時代發展需要，數據存儲領域的技術也在不斷創新，其中一項非常有前景的技術就是：光學數據存儲。

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採用光線存儲數據的新型節能方案。他們的研究成果發表在開源期刊《Optics Express》上。他們的研究顯示，採用激光編碼數據的納米尺寸的微型鹽晶體，有望成為下一代數據存儲技術的選項。

（圖片來源：Elizaveta Klantsataya）

技術

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感測研究所（IPAS）客座研究員 Nick Riesen 博士與阿德萊德大學博士生 Xuanzhao Pan 開發出一種基於納米晶體發光特性的技術，它能在代表數據信息開關的模式之間高效地切換。研究人員採用激光改變電子狀態，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磁性（硬碟驅動器）和固態（固態硬碟）存儲技術或者藍光光碟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有意思的地方在於，可以同時存儲幾個比特，而且數據是可重寫的，這一點不同於其他大多數的光學存儲技術。」

價值

這種「多級數據存儲」（在單個晶體上存儲幾個位元組）為更高的存儲密度開闢了道路。這項技術也採用了非常低功率的激光器，提高了它的能量效率，對於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非常適合集成電路上的光學數據存儲。」

隨著三維數據存儲技術的發展，這項技術也有望提升存儲數據量。

阿德萊德大學教授 Heike Ebendorff-Heidepriem 表示：「我們認為，採用我們在IPAS所具備的玻璃加工能力，這一數據存儲平台有望拓展至三維技術，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，對實際應用會產生深遠的影響。」

Riesen 表示：「三維光學存儲有望在小型數據立方體上實現拍位元組級別的數據存儲。客觀地來看，人們普遍認為，人類大腦可以存儲2.5拍位元組。對於突破數據存儲技術的瓶頸而言，這項新技術有望成為切實可行的解決方案。」

關鍵字

存儲技術、數據、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

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