100-слойный оптический диск размером с DVD способен вместить 1.6 петабит (или 200 терабайт) данных

Пока пользователи массово переключаются на различные онлайн-сервисы, а дата-центры пробуют всевозможные новые методы хранения данных, оптические диски продолжают развиваться. Недавно опубликованные результаты исследований показывают, что производители в принципе могут запустить серийный выпуск дисков типа DVD, по емкости эквивалентных сотням или даже тысячам дисков Blu-ray. Ученые продемонстрировали петабитный оптический диск, потенциально являющийся более эффективным носителем данных.

Исследователи из Шанхайского научно-технологического университета (University of Shanghai for Science and Technology) разработали оптический диск емкостью свыше 1 петабита данных, что в пересчете на более привычные единицы означает более 100 терабайт. Хотя эта технология предлагается в первую очередь дата-центрам, она может быть распространена и на пользовательский сегмент, после преодоления ряда препятствий.

Ученым удалось значительно повысить емкость оптического диска за счет применения 3D-планарной архитектуры записи. Эта технология использует однородную фоторезистивную пленку высокой прозрачности, покрытую флуоресцентной краской с эффектом агрегационно-индуцированной эмиссии (AIE) и возбуждаемую фемтосекундным лазером.

Это позволяет уместить сотни слоев записи в одном микроне и получить диск такой же толщины, как DVD или Blu-ray. Самые продвинутые диски Blu-ray поддерживают максимум четыре слоя и вмещают около 100 гигабайт данных. Для сравнения, как заявляют ученые, новый формат диска при двусторонней записи поддерживает 100 слоев и вмещает в общей сложности 1.6 петабит, или около 200 терабайт.

Использование массивов петабитных дисков в перспективе позволяет в разы уменьшить производственные площади, занимаемые современными экзабитными дата-центрами. Такое уплотнение серверов также будет сопровождаться снижением тепловыделения и энергопотребления. Кроме того, использование супер-ёмких оптических дисков упрощает физическую транспортировку данных и сокращает транспортные расходы. Еще одно потенциальное преимущество – долговечность: ученые определяют ресурс петабитного диска в 50-100 лет.

Но, хотя новый формат носителей в принципе совместим с существующими технологиями оптической записи, ученые пока не разработали для него достаточно быстрый и дешевый дисковод. Если таковой появится, то один новый оптический диск сможет заменить несколько десятков жестких дисков, 2000 игровых дисков PlayStation 5 или столько же дисков 4K Blu-ray.

Помимо медийного использования, ученые также рассматривают возможность создания на базе петабитных дисков семейных или персональных дата-центров: вместо того, чтобы хранить важные данные на нескольких устройствах или облачных серверах, пользователи смогут записать их на один оптический диск.

Разрабатываются также и другие инновационные носители данных. В 2021 году ученые из Саутгемптонского университета (University of Southampton) предложили технологию "пятимерной" (5D) записи данных на стеклянный диск. Эта технология потенциально позволяет записать с помощью энергетически эффективного лазера до 500 ТБ на диск со стандартными размерами DVD, но для ее практического использования необходимо повысить скорости чтения и записи.