На чем мы будем хранить информацию в будущем

По состоянию на 2020 год, одна только компания Google обрабатывает свыше 3,5 млрд поисковых запросов, а YouTube транслирует почти 4,5 миллиона видеороликов. Ежедневно пользователи интернета и социальных сетей генерируют все больше контента и по самому оптимистичному прогнозу, через 5 лет мы достигнем отметки в 463 эксабайта новой информации в день —  пишет «Mail.ru Hi-Tech». Только представьте, почти 5 миллиардов ГБ в сутки и это с учетом того, что более половины населения Земли не имеют доступа в интернет!

На деле проблемы с хранением данных наблюдаются уже сейчас — современные дата-центры занимают огромные площади, потребляют невиданное количество электроэнергии. Согласно подсчетам, на долю дата-центров приходится чуть больше 1% потребляемого электричества в мире, а человечество расходует свыше 20 000 млрд кВтч. 

Нужен выход, какой? Правильно, следует плотнее упаковывать информацию, причем не в ущерб надежности, производительности и энергопотреблению. Несколько предложений от ученых уже есть и их разработки не фантастика, а наше ближайшее будущее.

Где хранить информацию — в облаке или дома на HDD

Фото: mac.etima.com

Учёные, новые разработки, совсем скоро… Вызывает скепсис, понимаем. Ведь если что-то новое и станут внедрять, то рядовому пользователю доступ к высоким технологиям откроется нескоро. Это действительно так — в первую очередь хайтек, если мы говорим о хранении данных, коснется тех самых дата-центров, облачного хранилища. 

Данные в облаке — это модно, молодежно, но недостатков у такого подхода масса:

  • Никто не гарантирует, что данные в облаке не украдут. И как мы знаем, все что попало в интернет, там навсегда и остается.
  • Получить информацию из облачного хранилища невозможно без подключения к интернету.
  • Ежемесячная плата — хочешь хранить, люби и денежки платить.
  • Наконец, если облако потеряет ваши данные в случае серьезного сбоя, то что-то восстановить вряд ли удастся.

Это все к тому, что мы еще долго будем пользоваться всеми типами твердотельных накопителей дома. Еще десятки лет никакое облачное хранилище полностью не заменит домашний жесткий диск, а потому все те новые технологии, которые скоро начнут внедрять в дата-центрах, не останутся достоянием лишь IT-корпораций. Нам тоже достанется, а значит следует узнать, к чему готовиться.

Второе пришествие магнитных лент

Мы же говорили о хайтеке… Именно, магнитные ленты нового поколения будут изготавливать из эпсилон-оксида железа. Это позволит не только хранить на бобинах будущего существенно больше информации, но и повысить надежность хранения данных. 

Ученые уверены в своей разработке на все 100%, поскольку успели сравнить ее с современными HDD- и SSD-накопителями. Результаты тестирования показали, что магнитные ленты нового поколения действительно отличаются большей плотностью записи, более высокой надежностью и потребляют меньше энергии. 

Основная цель подобного накопителя — длительное хранение данных. То есть магнитные ленты могут создать конкуренцию нынешним HDD и SSD в обозримом будущем. Кстати, сейчас «живее всех живых» даже древние магнитные ленты — на них хранят огромные массивы информации во многих странах мира, включая РФ. 

Фото: Depositphotos

Как это работает 

Записывается информация на новый тип магнитных лент при помощи сфокусированных миллиметровых волн в пределах частот от 30 до 300 Гц. В качестве записывающего устройства используется специальная головка с генератором волн, в результате чего биты данных фиксируются на ленте. Ученые утверждают, что подобный способ записи позволит хранить информацию настолько долго, насколько это возможно, поскольку эпсилон-оксид железа весьма устойчив к внешним паразитным магнитным полям. 

Самое примечательное, что специалисты смогли решить т.н. «трилемму магнитной записи» — уменьшение размера магнитных частиц для увеличения плотности записи. Ведь чем меньше частица, тем она нестабильнее и выше риск потери данных. Именно в процессе решения трилеммы ученые и придумали прорывной материал — эпсилон-оксид железа.

Когда ждать

Как обычно, никаких точных дат. По мнению специалистов, их разработка найдет широкое применение за пределами лаборатории в ближайшие 5–10 лет. Что интересно, примерно через 6 лет производители традиционных носителей обещают выпустить 50–терабайтные HDD для дата-центров. Не потеряют ли актуальность к тому времени магнитные ленты нового поколения?

ДНК в качестве носителя высокой емкости

Теперь окунемся в совсем уж фантастику. По примерным подсчетам, интернет сегодня хранит до 700 миллиардов гигабайт информации. В один грамм ДНК можно закодировать порядка 0,5 млрд ГБ данных (в теории). Все знания человечества уместить в 1,4 кг макромолекул — понимаете, насколько это эпично?

Но молекула ДНК очень хрупкая, скажут одни и будут правы. Хотя при правильных условиях хранения ей ничего не грозит — вспомните только фрагменты геномов, сохранившихся в окаменелостях, коим десятки тысяч лет. Никакой из современных носителей ничем подобным похвастать не может. Оптимизма добавляет тот факт, что Microsoft совместно со специалистами Вашингтонского университета уже смогли создать прототип устройства хранения информации на базе ДНК. Тормозит процесс внедрения ДНК в качестве накопителя сложность записи и последующего чтения данных, но эти проблемы постепенно решаются созданием систем по типу DORIS или MIST. Сроки появления ДНК-накопителей вообще никак не обозначаются — ждем в обозримом будущем.

Фото: Depositphotos

Кварцевое стекло

Постоянную структуру кварцевого стекла можно легко трансформировать лазером, то есть закодировать, а затем считать информацию с использованием нейросетей. Преимуществом такого метода хранения данных является компактность, отсутствие необходимости контроля температуры и регулярного обслуживания. Очевидно, что кварцевое стекло выступит в качестве реального носителя информации и будет использовано в коммерческих целях намного раньше, чем ДНК.

Фото: Microsoft

Автор: Павел Колесников