Các nhà khoa học tại Đại học Southampton (Anh) cho biết họ đã tạo ra một hình thức lưu trữ dữ liệu mới, giúp mã hóa thông tin vào cấu trúc nano nhỏ xíu chứa trong thủy tinh. Nó được gọi là “đĩa 5 chiều”, có thể lưu trữ khoảng 360 terabyte dữ liệu, với tuổi thọ ước tính lên đến 13,8 tỷ năm trong điều kiện nhiệt độ tới 190°C. 13,8 tỷ năm nghĩa là bằng với tuổi của vũ trụ, đồng thời gấp 3 lần tuổi của Trái Đất. Công nghệ mới này từng được giới thiệu vào năm 2013, tuy nhiên mãi cho đến bây giờ mới được hoàn thiện và hướng đến mục tiêu thương mại.
“Chúng tôi có thể mã hóa bất cứ thứ gì”, Aabid Patel - sinh viên theo học ĐH Southampton, người cũng tham gia vào nghiên cứu nhấn mạnh. “Chúng tôi không giới hạn bất cứ điều gì, chỉ cần cung cấp cho chúng tôi các tập tin và chúng tôi có thể ghi nó vào một chiếc đĩa”. Nhằm chứng minh hiệu quả của sản phẩm, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư Peter Kazansky đã tạo ra các bản sao của King James Bible (kinh thánh), Isaac Newton Opticks (văn bản nền tảng cho việc nghiên cứu về ánh sáng và ống kính), và Tuyên ngôn của Liên Hiệp Quốc về Nhân quyền.
Để hiểu lý do tại sao những chiếc đĩa cực nhỏ này có thể lưu trữ rất nhiều thông tin trong một thời gian dài như vậy, chũng ta hãy thử so sánh chúng với một chiếc đĩa CD thông thường. Dữ liệu được đọc từ đĩa CD bằng cách chiếu tia laser vào một đường nhỏ với những ‘hố’ (pit) trong đó. Bất cứ khi nào laser chiếu vào ‘hố’, nó sẽ phản xạ trở lại và ghi nhận là 1; còn khi không có ‘hố’, nó ghi nhận là 0. Dù đó chỉ là 2 “chiều” của thông tin, đĩa CD có thể lưu trữ bất cứ thứ gì: nhạc, sách, hình ảnh, video hoặc phần mềm. Thế nhưng vì rãnh nhỏ gập ghềnh nói trên nằm bền trên bề mặt của đĩa, khiến nó rất dễ bị tổn thương. Sau thời gian sử dụng, chúng có thể bị mòn đi hoặc trầy xước do tác động vật lý, cộng với việc tiếp xúc với oxy, nhiệt độ và độ ẩm.
Trong khi đó, đĩa 5D lưu trữ thông tin bên trong thiết kế, bằng cách sử dụng cấu trúc vật lý nhỏ xíu được gọi là “nanogratings”. Cũng có những đường gập ghềnh như trên đĩa CD, cùng với cách đọc dữ liệu tương tự, nhưng thay vì thực hiện điều đó chỉ trong hai “chiều”, ánh sáng phản xạ mã hóa nó ra thành 5 chiều - và đó cũng là ý nghĩa của tên chiếc đĩa thế hệ mới. Những thay đổi về ánh sáng có thể được đọc để thu nhặt từng phần thông tin, trong khi cường độ ánh sáng khúc xạ và vị trí của nó nằm trong không gian trên các trục x, y, z. Thêm chiều đồng nghĩa với lý do tại sao đĩa 5D có thể lưu trữ dữ liệu nhiều hơn so với đĩa quang học thông thường. Một đĩa Blu-ray có thể chứa đến 128GB dữ liệu, trong khi một chiếc đĩa 5D cùng kích thước có khả năng lưu trữ gấp gần 3.000 lần: 360 terabyte.
Nói về độ bền, sở dĩ đĩa 5D có tuổi thọ cao đến như vậy vì kính là một loại vật liệu bền và cần rất nhiều nhiệt mới có thể nung nóng. Theo các nhà khoa học, sản phẩm của họ vẫn được đảm bảo an toàn ở nhiệt độ tối đa lên đến 1.000°C.
Đĩa thủy tinh 5 chiều được cho là hội đủ tiềm năng để sử dụng cho việc lưu trữ ở các bảo tàng và phòng trưng bày, tuy nhiên các nhà khoa học tham gia nghiên cứu cũng tin rằng công nghệ mới sẽ được thương mại hóa trong một tương lai không xa. Mặc dù loại laser đắt tiền cần thiết để chế tạo ra loại đĩa mới sẽ không rời khỏi phạm vi phòng thí nghiệm trong thời gian tới, chúng có thể sẽ được đọc một cách tương đối dễ dàng. “Ý tưởng và quá trình phát triển hiện đã sẵn sàng”, Patel nói. “Ai biết được điều gì sẽ xảy ra trong hàng ngàn năm tới, không ai có thể dự đoán được. Nhưng những gì chúng ta có thể đảm bảo là chúng ta có khả năng lưu trữ các nền văn hóa, ngôn ngữ và bản chất của loài người trong một mảnh kính đơn giản. Tất cả vì nền văn minh tương lai, hoặc bất cứ điều gì khác”.
Được biết đây không phải là lần đầu tiên ý tưởng về việc lưu trữ dữ liệu bằng kính như thế này được đưa ra. Năm 2012, Hitachi cho biết họ đang làm việc để cho ra đời phương thức lưu trữ dựa trên kính, với khả năng chịu nhiệt, nước và có tuổi thọ lên đến 100 triệu năm. Gần đây nhất là vào năm 2014, các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan và Đại học New York (Mỹ) đã nảy ra ý tưởng về loại “ổ cứng lỏng”, hoạt động dựa trên các hạt nano nằm lơ lửng trong chất lỏng.
“Chúng tôi có thể mã hóa bất cứ thứ gì”, Aabid Patel - sinh viên theo học ĐH Southampton, người cũng tham gia vào nghiên cứu nhấn mạnh. “Chúng tôi không giới hạn bất cứ điều gì, chỉ cần cung cấp cho chúng tôi các tập tin và chúng tôi có thể ghi nó vào một chiếc đĩa”. Nhằm chứng minh hiệu quả của sản phẩm, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư Peter Kazansky đã tạo ra các bản sao của King James Bible (kinh thánh), Isaac Newton Opticks (văn bản nền tảng cho việc nghiên cứu về ánh sáng và ống kính), và Tuyên ngôn của Liên Hiệp Quốc về Nhân quyền.
Để hiểu lý do tại sao những chiếc đĩa cực nhỏ này có thể lưu trữ rất nhiều thông tin trong một thời gian dài như vậy, chũng ta hãy thử so sánh chúng với một chiếc đĩa CD thông thường. Dữ liệu được đọc từ đĩa CD bằng cách chiếu tia laser vào một đường nhỏ với những ‘hố’ (pit) trong đó. Bất cứ khi nào laser chiếu vào ‘hố’, nó sẽ phản xạ trở lại và ghi nhận là 1; còn khi không có ‘hố’, nó ghi nhận là 0. Dù đó chỉ là 2 “chiều” của thông tin, đĩa CD có thể lưu trữ bất cứ thứ gì: nhạc, sách, hình ảnh, video hoặc phần mềm. Thế nhưng vì rãnh nhỏ gập ghềnh nói trên nằm bền trên bề mặt của đĩa, khiến nó rất dễ bị tổn thương. Sau thời gian sử dụng, chúng có thể bị mòn đi hoặc trầy xước do tác động vật lý, cộng với việc tiếp xúc với oxy, nhiệt độ và độ ẩm.
Trong khi đó, đĩa 5D lưu trữ thông tin bên trong thiết kế, bằng cách sử dụng cấu trúc vật lý nhỏ xíu được gọi là “nanogratings”. Cũng có những đường gập ghềnh như trên đĩa CD, cùng với cách đọc dữ liệu tương tự, nhưng thay vì thực hiện điều đó chỉ trong hai “chiều”, ánh sáng phản xạ mã hóa nó ra thành 5 chiều - và đó cũng là ý nghĩa của tên chiếc đĩa thế hệ mới. Những thay đổi về ánh sáng có thể được đọc để thu nhặt từng phần thông tin, trong khi cường độ ánh sáng khúc xạ và vị trí của nó nằm trong không gian trên các trục x, y, z. Thêm chiều đồng nghĩa với lý do tại sao đĩa 5D có thể lưu trữ dữ liệu nhiều hơn so với đĩa quang học thông thường. Một đĩa Blu-ray có thể chứa đến 128GB dữ liệu, trong khi một chiếc đĩa 5D cùng kích thước có khả năng lưu trữ gấp gần 3.000 lần: 360 terabyte.
Nói về độ bền, sở dĩ đĩa 5D có tuổi thọ cao đến như vậy vì kính là một loại vật liệu bền và cần rất nhiều nhiệt mới có thể nung nóng. Theo các nhà khoa học, sản phẩm của họ vẫn được đảm bảo an toàn ở nhiệt độ tối đa lên đến 1.000°C.
Đĩa thủy tinh 5 chiều được cho là hội đủ tiềm năng để sử dụng cho việc lưu trữ ở các bảo tàng và phòng trưng bày, tuy nhiên các nhà khoa học tham gia nghiên cứu cũng tin rằng công nghệ mới sẽ được thương mại hóa trong một tương lai không xa. Mặc dù loại laser đắt tiền cần thiết để chế tạo ra loại đĩa mới sẽ không rời khỏi phạm vi phòng thí nghiệm trong thời gian tới, chúng có thể sẽ được đọc một cách tương đối dễ dàng. “Ý tưởng và quá trình phát triển hiện đã sẵn sàng”, Patel nói. “Ai biết được điều gì sẽ xảy ra trong hàng ngàn năm tới, không ai có thể dự đoán được. Nhưng những gì chúng ta có thể đảm bảo là chúng ta có khả năng lưu trữ các nền văn hóa, ngôn ngữ và bản chất của loài người trong một mảnh kính đơn giản. Tất cả vì nền văn minh tương lai, hoặc bất cứ điều gì khác”.
Được biết đây không phải là lần đầu tiên ý tưởng về việc lưu trữ dữ liệu bằng kính như thế này được đưa ra. Năm 2012, Hitachi cho biết họ đang làm việc để cho ra đời phương thức lưu trữ dựa trên kính, với khả năng chịu nhiệt, nước và có tuổi thọ lên đến 100 triệu năm. Gần đây nhất là vào năm 2014, các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan và Đại học New York (Mỹ) đã nảy ra ý tưởng về loại “ổ cứng lỏng”, hoạt động dựa trên các hạt nano nằm lơ lửng trong chất lỏng.
Nguồn: Đại học Southampton, Theverge
