Microsoft Project HSD – pamięć holograficzna do przechowywania danych w chmurze

Microsoft, rozwijając projekt HSD dowodzi, że wkrótce pamięć holograficzna posłuży do przechowywania danych w chmurze.

Hologramy

Ludzie zazwyczaj kojarzą hologramy z mieniącymi się nadrukami na banknotach, kartach kredytowych i innych zabezpieczeniach różnorakich dokumentów. Hologramy też kojarzą nam się od lat ze scenami z filmów SF.

Wynalazcą technologii był węgierski fizyk Dennis Gabor, który uzyskał hologramy podczas prób udoskonalenia mikroskopu elektronowego w latach czterdziestych XX wieku. Naukowiec ten za swoje dokonania został uhonorowany nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki w 1971 roku. Holografia odgrywa obecnie kluczową rolę w pracach zmierzających do stworzenia nowych sposobów przechowywania danych.

W ostatnich latach hologramy wykorzystywano między innymi podczas wywiadów z osobami, które nie mogły z różnych przyczyn pojawić się w studio telewizyjnym. Pojawiały się też na koncertach, symulując artystów, którzy zmarli.

Hologramy stosowane są obecnie w specjalnych wyświetlaczach, dzięki którym twórcy obiektów 3D mogą „zobaczyć”, jak ich produkt wygląda pod różnymi kątami. Taki produkt zaprezentowało niedawno Sony.

Niegdyś hologramy tworzyły projektory rzutujące obrazy na „ekran” wykonany z mgły.

Obecnie stosuje się laserowe projektory oraz specjalne materiały dyfrakcyjne, które odpowiednio rozpraszają wiązki, aby można było uzyskać obraz przedstawiający obiekt przy zachowaniu głębi i aspekty paralaksy oryginalnego obrazu.

Zapotrzebowanie na pamięć masową

Obecnie zapotrzebowanie na pamięć masową rośnie wykładniczo. Ludzie tworzą coraz więcej treści, a głównym medium jest wideo wysokiej rozdzielczości. Przechowywanie takiej ilości danych wymaga tworzenia coraz pojemniejszych i szybszych nośników pamięci.

Przypomnijmy sobie, że 35 lat temu gry mieściły się na kasetach magnetofonowych i wkrótce później na dyskietkach o pojemności 360 kB, 720 kB, 1,44 MB, by później gwałtownie migrować do płyt CD o „zawrotnej” pojemności 650 MB. Potem nadeszła era płyt DVD i Blu-ray. Obecnie mamy „wszechpojemną” chmurę.

Pamięć holograficzna – projekt HSD

Laboratoria badawcze Microsoft AI w Cambridge nawiązały współpracę z kolegami z giganta pamięci masowej w chmurze Azure, aby stworzyć rozwiązania pamięci masowej wykorzystujące holografię.

Na wirtualnej konferencji Microsoft Ignite 2020 ogłoszono powstanie projektu HSD (Holographic Storage Device). Jest to kontynuacja prac rozpoczętych w ramach Project Silica w 2017 r. Wtedy Microsoft twierdził, że tradycyjne metody przechowywania w chmurze nie wystarczają do tego, aby nadążyć za szybko rosnącym zapotrzebowaniem na pamięć masową.

„Zapotrzebowanie na długoterminowe przechowywanie danych w chmurze osiąga bezprecedensowy poziom i nadal rośnie do zetabajtów” – powiedział przedstawiciel Microsoft. „Istniejące technologie pamięci masowej nie zapewniają opłacalnego rozwiązania do długoterminowego przechowywania danych. Praca w takiej skali w chmurze wymaga gruntownego ponownego przemyślenia sposobu, w jaki budujemy systemy pamięci masowej na dużą skalę, a także podstawowych technologii pamięci masowej, które ją tworzą.”

Microsoft stwierdził także, że obecne technologie pamięci masowej nie ewoluują w dostatecznym tempie i że nie gwarantują niezawodności oraz wydajności z powodu stosowania mechanicznych i magnetycznych, a także elektronicznych nośników. Dlatego kolejnym etapem rozwoju pamięci mają stać się hologramy.

Holografia umożliwia ogromną poprawę pojemności pamięci, ponieważ po raz pierwszy nośnik pamięci nie będzie ograniczony do dwóch powierzchni dysku, czy obwodów elektronicznych pamięci flash, ale będzie wykorzystywał wielkość/pojemność fizyczną używanego nośnika.

Pamięć holograficzna wykorzystuje kryształ do optycznego zapisu i odczytu danych. Wykorzystując całą objętość kryształu, można przechowywać ogromną liczbę zestawów danych. Wymazywanie można łatwo wykonać za pomocą światła UV. Naukowcy twierdzą, że jest to znacznie wydajniejsze i bardziej odporne na usterki niż nośniki flash i klasyczne dyski twarde.

„Hologram zajmuje niewielką objętość wewnątrz kryształu, który nazywmy strefą, a wiele stron może być zapisanych w tej samej fizycznej objętości lub w strefie.” – powiedział Microsoft.

Sztuczna inteligencja pozwoliła uzyskać dużo lepsze wyniki nawet przy użyciu prostszych i tańszych elementów optycznych. Rozdzielczość jest na tyle wysoka, że obecnie uzyskano dwukrotnie wyższą pojemność przy takiej samej objętości kryształu.

Prace nad udoskonalaniem procesu ciągle trwają i naukowcy są zgodni co do tego, że pojemność, a także szybkość zapisu i odczytu danych wkrótce znacznie się poprawi.

Źródło: Microsoft