ساخت دیسک نوری سه بعدی در مقیاس نانو با ظرفیتی در حد پتابیت

تولید دیسک نوری سه بعدی نانومقیاس که ظرفیت پتابیتی دارد

بدون شک، مدل‌های زبانی هوش مصنوعی با حجم بالا (LLM) در راس فهرست بهترین فناوری‌های سال ۲۰۲۳ جای گرفته‌اند. در این میان، ChatGPT به‌عنوان پیشتازی در این حوزه معرفی شده است. پیشرفت‌های به‌دست‌آمده در این زمینه، به‌طور قابل توجهی مدیون بهره‌گیری از حجم عظیمی از داده‌هاست. هوش مصنوعی، ضمن بهره‌برداری از این داده‌ها، چشم‌اندازهای نوین و چالش‌هایی را در پیش‌روی توسعه دیتابیگ قرار داده است. در این میان، یکی از این فرصت‌ها، توانایی ذخیره‌سازی اطلاعات در مقیاس پتابایتی است.

بر اساس گزارشی از Phys، اهمیت ذخیره‌سازی داده‌های حجیم در عصر دیجیتالی کنونی، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. با این وجود، وسایل ذخیره‌سازی متداول مثل هارد درایوها و حافظه‌های فلش نیمه‌هادی با چالش‌هایی از جمله محدودیت‌های مربوط به هزینه، دوام و عمر مفید روبرو هستند.

راه‌حل‌های ذخیره‌سازی نوری به‌عنوان گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و ماندگار برای ذخیره‌سازی اطلاعات شناخته می‌شوند. با این حال، این تکنولوژی‌ها نیز با چالش‌های اساسی در زمینه تفرق نور مواجه هستند. این محدودیت‌های فیزیکی نه تنها پیشرفت در تکنولوژی‌های نوشتاری با استفاده از لیزر را محدود می‌کنند، بلکه بر فناوری‌های میکروسکوپی و ذخیره‌سازی نوری نیز تاثیرگذار هستند.

رفع محدودیت تفرق نور در سال ۲۰۲۱ به عنوان یکی از ۱۲۵ چالش برجسته علمی در حوزه فیزیک مطرح شد. از سوی دیگر، مجله Nature این مسئله را به عنوان یکی از هفت ابتکارات فناورانه مورد انتظار برای سال ۲۰۲۴ و فراتر از آن پیش‌بینی کرده است.

یک گروه تحقیقاتی چند تخصصی به سرپرستی دکتر «من گو» در دانشگاه علوم و فناوری شانگهای (USST) و مؤسسه اپتیک و مکانیک شانگهای (SIOM) در چین، با موفقیت از پس این چالش برآمده‌اند. آنها اخیراً یافته‌های نوین خود را با عنوان «حافظه دیسک نانو سه‌بعدی با ظرفیت پتابیتی» در مجله Nature منتشر کرده‌اند.

مطالب مرتبط: سرعت اینترنت ماهواره ای روی گوشی‌های عادی به ۱۷ مگابیت‌برثانیه

بهره‌برداری از ظرفیت ذخیره‌سازی پتابیتی

این دانشمندان برای نخستین بار ثابت کردند که با توسعه ساختار ضبط داده‌ها از دو بعدی به سه بعدی و افزودن صدها لایه، می‌توان ظرفیت ذخیره‌سازی نوری را به مقیاس پتابیت افزایش داد. این ابتکار، محدودیت‌های پیشین مربوط به تفرق نور در نقاط ضبط شده را از میان برداشته است.

در نتیجه، ظرفیت ذخیره‌سازی معادل با ابعاد یک دیسک DVD ممکن است به مرحله‌ای برسد که تا سطح پتابایت افزایش یابد، که این میزان معادل با ظرفیت دست‌کم ۱۰,۰۰۰ دیسک Blu-ray و ۱۰۰ هارد درایو با ظرفیت بالا است.

این تکنولوژی پیشرفته ذخیره‌سازی، که از دیسک‌های نوری نانومقیاس سه بعدی با ظرفیت پتابایت بهره می‌برد، نوآوری برانگیز است. دیتابیس‌های عظیم GPT شامل ۵٫۸ میلیارد صفحه وب ایندکس شده و حدود ۵۶Pb متن اختصاصی، به فضایی وسیع برای ذخیره‌سازی بر روی هارد درایو نیاز دارند.

این نسل جدید از حافظه دیسک نوری نانومقیاس سه بعدی می‌تواند فضای مورد نیاز برای ذخیره‌سازی را به اندازه یک کامپیوتر دسکتاپ کوچک کاهش دهد و هزینه‌ها را به شکل چشمگیری پایین آورد. به علاوه، میزان مصرف انرژی این نوع حافظه به مراتب کمتر از روش‌های سنتی است و عمر مفید آن می‌تواند به دوره‌ای بین ۵۰ تا ۱۰۰ سال برسد.

آینده دیسک سه بعدی نانو مقیاس

آینده حافظه دیسک سه‌بعدی نانومقیاس بسیار روشن به نظر می‌رسد، با توانایی انقلابی‌سازی در ذخیره‌سازی داده‌ها به‌واسطه افزایش چشمگیر ظرفیت و کاهش هزینه‌ها. این فناوری، که قادر است داده‌ها را در مقیاس پتابیت در فضایی به اندازه یک دیسک DVD ذخیره کند، نه تنها می‌تواند زمینه‌های جدیدی را برای تحقیقات علمی و تجاری باز کند، بلکه بر کاربردهای عملی مانند آرشیو دیجیتال، مراکز داده و اینترنت اشیاء نیز تأثیر می‌گذارد. با کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر، این تکنولوژی نویدبخش تحولات بزرگ در صنعت ذخیره‌سازی اطلاعات است و انتظار می‌رود که با پیشرفت‌های بیشتر، این نوآوری‌ها به زودی جایگاه خود را در بازار جهانی تثبیت کنند، و در نتیجه، دسترسی به انبوهی از داده‌ها را ساده‌تر، سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر از همیشه فراهم آورند.