... Да! Как это не грустно звучит, но традиционные методы хранения информации, по всей видимости, уже отживают свое. Уже сейчас есть многообещающие разработки, которые вполне могут заменить широко используемые сейчас магнитные и стандартные оптические носители. Речь идет о системах, основанных на использовании лазерных голограмм.
Впервые о возможности хранения данных в виде голограмм заговорили еще в 1963 году, когда Питер ван Хеерден, ученый, работающий в исследовательской лаборатории компании Polaroid, первым в мире предложил метод «объемного консервирования» информации.
С точки зрения теории все выглядело прекрасно: использование дополнительного, третьего, измерения обещало необычайное наращивание возможностей для носителей информации – и не только их объемов, но и скорости запоминания/считывания данных. С практической же стороны дело – увы! – выглядело не столь безоблачно: за последующие четыре десятилетия специалистам так и не удалось создать подобную установку, себестоимость производства которой позволила бы вывести «голографические» компакт-диски на рынок.
Принцип голографической записи данных состоит в фиксировании разницы между двумя лазерными лучами. Один из них – несущий - не содержит информации, а второй «заряжается» необходимыми сведениями при прохождении сквозь жидко-кристаллическую панель, так называемый пространственный модулятор света. При последующем наложении этих двух лучей в области их интерференции светочувствительные молекулы воздуха (или иного вещества) образуют устойчивую голограмму, которую можно в любой момент «прочитать» при помощи лазера, параметры которого эквивалентны несущему излучению. Таким же образом можно с высокой степенью точности копировать данные, «зашифрованные» в голограмме.
Наиболее же соблазнительная особенность голографической записи информации состоит в том, что в одном и том же малом пространстве, наполненном светочувствительным материалом, можно методом наложения сосредоточить огромные массивы данных. Единственное обязательное требование при этом – несущие лучи для каждой из голограмм, которые «утрамбовываются» таким образом, должны падать под различными углами или иметь различные длины волн. Согласно предварительным теоретическим расчетам, используя голографические технологии можно сосредоточить терабайт (1000 гигабайт) данных на носителе размером с обычный компакт-диск! И это притом, что в современные DVD «влезает» не более 20 гигабайт.
К тому же голографическая техника существенно повышает скорость обработки информации – скорость ее передачи может достичь миллиарда бит в секунду – по крайней мере, в 60(!) раз быстрее, чем в сегодняшнем DVD. Замечательные показатели, почти фантастические, не правда ли? И тем не менее, основной проблемой до последнего времени оставался поиск материала, на котором осуществлялась бы запись голограмм – некой светочувствительной субстанции, достаточно стабильной, чтобы хранить инфо-голограммы достаточно долго, и в то же время не слишком дорогой – чтобы вся затея оказалась приемлемой с коммерческой точки зрения.
И вот недавно исследовательская группа компании IBM, специализирующаяся на изучении вопросов голографической записи, объявила о создании нескольких испытательных платформ из различных светочувствительных материалов. По предварительным сообщениям, в лаборатории IBM в г. Сан-Хосе (Калифорния) американским ученым удалось добиться плотности сохранения данных до 390 бит на квадратный микрон (миллионная доля метра), в то время как аналогичный показатель для обычных DVD не превышает 5 бит на кв. микрон.
Кроме неорганических химических соединений (ниобата лития и других), специалисты предполагают использовать для реализации голографических технологий и светочувствительные полимеры, которые будут наноситься на поверхность обычного компакт-диска. Согласно предварительным расчетам, для надежного хранения голограмм достаточно нанесения специального полимерного покрытия толщиной несколько сотен микрон – но этого результата еще предстоит добиться технологически, сохранив при этом приемлемую стоимость производства, иначе новые «голографические» DVD вряд ли станут пользоваться массовым спросом.
К тому же предлагаемые полимеры, которые превосходят ниобат лития по уровню чувствительности, обладают и существенным недостатком: со временем в них происходят химические изменения, так что в процессе эксплуатации они могут менять свои свойства. Результатом будет искажение воспроизводимых голограмм и частичная или полная потеря записанной на них информации.
Для того чтобы избежать этого негативного эффекта, некоторые компании, например американская Aprilis, проводят эксперименты по использованию в качестве голографического покрытия силикона с добавлением эпоксидных смол. Этот материал, по мнению разработчиков из Aprilis, сочетает чувствительность полимеров с большей устойчивостью и к тому же не меняет своего объема при записи голограмм. Благодаря применению эпо-силикона компания надеется уже в 2005 году создать голографический носитель информации с объемом памяти в 200 гигабайт и скоростью передачи данных до 75 мегабайт в секунду.
Еще один выход предлагает компания InPhase Technologies, специалисты которой рекомендуют использовать в качестве записывающего покрытия для дисков материал, в котором химические процессы, «отвечающие» за прочность, отделены от тех, которые обеспечивают ему светочувствительность. Используя этот т.н. принцип «двойной химии», компания уже создала голографический диск-прототип размером с обычный CD емкостью около 100 гигабайт.
Не отстают от американцев и англичане. Компания Polight Technologies из Кембриджа собирается покрывать свои новые диски стеклообразным веществом под названием двойной холонид, причем первую партию голографических носителей информации, емкостью 500 гигабайт каждый, англичане планируют выпустить на рынок уже в 2004-м году.
Декларируемые различными компаниями планы выглядели бы весьма обнадеживающими для потребителей, если бы не одно «но»: большинство из предлагаемых голографических дисков можно будет использовать только для хранения архивных данных – имеемые технологии пока не позволяют производить частичные изменения однажды записанной голограммы. Это препятствует и применению голографических носителей информации в качестве основы для создания принципиально новых жестких дисков персональных компьютеров, которые в этом случае получили бы дополнительные объемы памяти и существенно увеличили бы свое быстродействие.
Тем не менее, даже такое относительно ограниченное использование голограмм для хранения обширных массивов данных будет способствовать значительному прорыву в области информационных технологий – особенно в современных условиях, когда именно поиск нужной информации занимает основную часть времени, существенно ограничивая эффективность цикла управления. Здесь-то и должны прийти на помощь информационно-озабоченному и ограниченному во времени человечеству голографические хранилища информации…
17.07.2004 13:23