เทคโนโลยีใหม่ “แผ่นดิสก์ 5 มิติ” เก็บข้อมูลได้มากกว่าแผ่นบลูเรย์ 10,000 เท่า

เทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลมีพัฒนาการก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ทั้งความสามารถในด้านการอ่านและเขียนข้อมูล รวมทั้งปริมาณและความหนาแน่นในการจัดเก็บข้อมูล จากแผ่นซีดีที่จัดเก็บข้อมูลได้แค่ 0.7 GB มาเป็นแผ่นดีวีดีที่จัดเก็บข้อมูลได้ 4.7 – 8.5 GB จนมาถึงแผ่นบลูเรย์ที่จัดเก็บข้อมูลได้มากถึง 50 GB ล่าสุดทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยเซาท์แฮมป์ตันในสหราชอาณาจักรเผยว่า ด้วยเทคโนโลยีการเก็บข้อมูลแบบ 5 มิติจะทำให้แผ่นดิสก์รุ่นต่อไปจัดเก็บข้อมูลได้มากกว่าแผ่นบลูเรย์ถึง 10,000 เท่า

เทคโนโลยีการเก็บข้อมูลแบบ 5 มิติหรือที่เรียกกันว่า Superman memory crystal ถูกพัฒนามานานหลายปีแล้ว โดยการใช้แสงเลเซอร์ความเร็วสูงมากชนิดเฟมโตเซคเคิลเลเซอร์ (Femtosecond Lasers) ในกระบวนการเขียนข้อมูลลงในแผ่นบรรจุข้อมูลที่ทำจากแก้วซิลิกา คลื่นแสงเลเซอร์ที่สั้นแต่ทรงพลังอย่างเหลือเชื่อนี้จะหลอมโครงสร้างเล็กๆระดับนาโนที่มีความหนาแน่นสูงในแก้วซิลิกาสร้างเป็นข้อมูลดิจิตอล โดยที่นอกจากจะใช้มิติเชิงพื้นที่ทั้ง 3 มิติในการบันทึกข้อมูลแล้ว ยังใช้คุณสมบัติด้านความเข้มกับโพลาไรซ์ของแสงในการบันทึกข้อมูลด้วย จึงเป็นการเก็บข้อมูลแบบ 5 มิติซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณการเก็บข้อมูลได้อย่างมหาศาล

เมื่อปี 2013 ทีมวิจัยสามารถพัฒนาแผ่นดิสก์แก้ว 5 มิติที่สามารถบรรจุข้อมูลได้ถึง 360 TB สำหรับแผ่นดิสก์ขนาดเท่ากับแผ่นซีดี หลังจากทีมวิจัยได้พัฒนาวิธีการเขียนด้วยเลเซอร์ที่รวดเร็วและประหยัดพลังงานมาอย่างต่อเนื่อง ล่าสุดพวกเขาประสบความสำเร็จในการจัดเก็บข้อมูลได้หนาแน่นเพิ่มขึ้นอีกมาก โดยแผ่นดิสก์ขนาดเท่ากับแผ่นซีดีสามารถจัดเก็บข้อมูลได้ถึง 500 TB หรือมากกว่าแผ่นบลูเรย์ถึง 10,000 เท่า และที่สำคัญแผ่นแก้วซิลิกามีความคงทนและทนความร้อนได้สูงมากจึงสามารถเก็บข้อมูลได้อย่างถาวรสามารถอยู่ได้นานนับพันล้านปีเลยทีเดียว

ทีมวิจัยเผยว่าพวกเขาทำสิ่งนี้สำเร็จโดยใช้ปรากฏการณ์ทางแสงที่เรียกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพ
ระยะใกล้ (Near Field Enhancement) ซึ่งช่วยให้พวกเขาสร้างโครงสร้างนาโนด้วยพัลส์แสงชนิดอ่อนแทนที่จะเขียนด้วยเฟมโตเซคเคิลเลเซอร์โดยตรง วิธีการใหม่นี้ช่วยปรับปรุงความเร็วในการเขียนข้อมูลให้อยู่ในระดับที่ใช้งานได้จริงที่ 1,000,000 ว็อกเซลต่อวินาที ซึ่งเท่ากับข้อมูล 230 kb หรือข้อความมากกว่า 100 หน้าต่อวินาที นอกจากนี้การใช้พัลส์แสงยังช่วยลดพลังงานที่จำเป็นสำหรับการเขียนอีกด้วย

ทีมวิจัยสาธิตเทคนิคนี้โดยการเขียนข้อมูลข้อความขนาด 5 GB ลงบนแผ่นแก้วซิลิกาที่มีขนาดเท่ากับแผ่นซีดีโดยมีความแม่นยำในการอ่านเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ แต่ละว็อกเซลมีข้อมูลสี่บิตและสองว็อกเซลเท่ากับหนึ่งตัวอักษร ด้วยความหนาแน่นในการเขียนจากวิธีการนี้แผ่นดิสก์จะสามารถเก็บข้อมูลได้ 500 TB และเมื่อปรับปรุงระบบการเขียนให้สามารถเขียนแบบคู่ขนานได้แล้ว นักวิจัยกล่าวว่าเป็นไปได้ที่จะเขียนข้อมูลจำนวนนี้ได้ในเวลาประมาณ 60 วัน

“บุคคลและองค์กรต่างๆกำลังสร้างชุดข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เกิดความต้องการอย่างยิ่งในการจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยความจุสูง ใช้พลังงานต่ำ และอายุการใช้งานยาวนาน” Yuhao Lei หนึ่งในทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยเซาท์แฮมป์ตันกล่าว “ในขณะที่ระบบบนคลาวด์ได้รับการออกแบบสำหรับข้อมูลชั่วคราวมากขึ้น เราเชื่อว่าการจัดเก็บข้อมูลแผ่นดิสก์แก้ว 5 มิติจะมีประโยชน์ในการจัดเก็บข้อมูลระยะยาวสำหรับหอจดหมายเหตุแห่งชาติ พิพิธภัณฑ์ ห้องสมุด องค์กรเอกชนขนาดใหญ่ หรือข้อมูล DNA ของบุคคล”

ทีมวิจัยบอกว่าพวกเขากำลังทำงานเพื่อเพิ่มความเร็วในการเขียนตามวิธีการของพวกเขาและทำให้เทคโนโลยีนี้ใช้งานได้จริงนอกห้องปฏิบัติการ แต่ยังมีสิ่งที่สำคัญไม่ยิ่งหย่อนไปกว่ากันคือพวกเขาจะต้องพัฒนาวิธีการอ่านข้อมูลให้เร็วขึ้นในระดับที่เหมาะสมกัน

 

ข้อมูลและภาพจาก newatlas, eurekalert