Znajdź zawartość

Specjaliści z General Electric Global Research zaprezentowali 500-gigabajtowy dysk holograficzny, na którym można zapisywać dane z taką prędkością, z jaką zapisuje się obecnie na płycie Blu-ray. To bardzo ważny krok w kierunku komercjalizacji pamięci holograficznych. Prototyp wspomnianego dysku, którego rozmiary odpowiadają wielkości płyty DVD, zaprezentowano w kwietniu 2009 roku. Przed ostatnie dwa lata nasze badania skupiały się na udoskonaleniu materiałów tak, by możliwe było osiągnięcie większych prędkości zapisu oraz innych usprawnieniach, które umożliwią rynkowy debiut technologii mikroholograficznej GE - mówią przedstawiciele GE. Zapowiedzieli też, że przyszłe napędy holograficzne będą kompatybilne wstecz z obecnymi pamięciami optycznymi, dzięki czemu możliwe będzie odczytywanie płyt CD, DVD czy Blu-ray. Pamięci holograficzne wykorzystują niemal całą strukturę nośnika. Dane zapisywane są w postaci trójwymiarowej macierzy, znajdują się na kontrolowanych głębokościach w nośniku. Dzięki temu możliwe jest znaczne lepsze wykorzystanie jego pojemności, co przekłada się na możliwość przechowywania olbrzymiej ilości danych na jednej płycie. Komercjalizacja technologii holograficznych nośników pamięci zależy - obok kosztów - od dwóch zasadniczych czynników. Pierwszy z nich to zdolność do odbijania światła przez materiał, z którego zbudowano nośnik. To ona decyduje o ilości danych, którą można zapisać. Drugi czynnik to czułość materiału na światło. Im jest ona większa, tym większe prędkości zapisu/odczytu można uzyskać. Pamięci holograficzne trafią początkowo tam, gdzie potrzebne jest szybkie zapisywanie olbrzymiej ilości danych, a zatem skorzystają z nich np. studia filmowe czy przemysł medyczny. Z czasem jednak powinny zagościć w naszych domach. Obecnie GE pracuje nad dyskiem holograficznym o pojemności 1 terabajta.

Miniaturyzacja komputerów i komputeryzacja kolejnych urządzeń codziennego użytku wywiera silną presję na nowe technologie przechowywania danych. Twarde dyski są już zbyt wolne, zbyt duże i zbyt prądożerne. Urządzenia zasilane bateriami wołają o coś lżejszego, mniejszego i bardziej oszczędnego. Na tym polu jednak wciąż istnieje tylko jedna alternatywa dla HDD - dość drogie pamięci flash. Wszystkie inne pomysły, jak pamięci magnetodydamiczne, nie wyszły poza sferę projektów. I właśnie pojawił się jeszcze jeden potencjalny konkurent - ciekłe kryształy. Ciekłe kryształy przeszły niesamowitą technologiczną ewolucję. Jeszcze całkiem niedawno kojarzyły się z wyświetlaczami w kalkulatorach o nędznej jakości. Stopniowo zyskały wyższą rozdzielczość, kolor i szybkość reakcji. Rozwinęły się na tyle, że wyparły niemal całkowicie, wydawałoby się nieśmiertelną, technologię kineskopową. Poza wyświetlaczami jednak ten zdumiewający stan skupienia materii nie zrobił dotąd kariery. Ciekłe kryształy to stan pośredni między płynnym a krystalicznym stanem skupienia. W takim stanie, zwanym mezofazą, substancja potrafi płynąć, mimo zachowania wewnętrznej krystalicznej struktury. Próby ich wykorzystania do zapisywania danych były już w przeszłości podejmowane, ale bez powodzenia. Problemem nie do pokonania była stabilność takich jednostek pamięciowych. Nie ma co się dziwić, ustawianie cząsteczek odbywa się zwykle w dość toporny sposób, przy pomocy napięcia, chemicznie lub nawet mechanicznie, przez pocieranie. Przełom osiągnęli inżynierowie z Tokijskiego Instytutu Technologicznego pod kierunkiem Hideo Takezoe. Bazując na kryształach podobnych do tych stosowanych powszechnie w wyświetlaczach, potrafią oni zmieniać fazę poszczególnych pręcików - molekuł przy pomocy lasera lub pola elektrycznego. Laserem można w ten sposób - w przeciwieństwie do na przykład płyt CD/DVD, gdzie dane zapisywane są tylko na powierzchni - zapisywać dane w całej objętości. Jest to nic innego, jak dawno oczekiwane pamięci holograficzne. Uzyskana technologia pozwala uzyskać bistabilny stan kryształków, niepotrzebne jest zatem zasilanie dla podtrzymania zawartości. Pierwsze próby z prototypowym egzemplarzem pamięci dowiodły, że działa on, jak założono: pozwala na zapis, odczyt, kasowanie i ponowny zapis. Od pierwszych prób naukowych do zastosowań produkcyjnych musi minąć sporo czasu - jeśli oczywiście technologia okaże się konkurencyjna. Z doświadczenia jednak wiadomo, że postęp w tej dziedzinie jest bardzo szybki, a Japończycy potrafią pracować wyjątkowo efektywnie.

Pamięci holograficzne umożliwiają przechowywanie olbrzymich ilości danych, jednak technologia ta jest obecnie tak droga, iż na zakup odpowiednich urządzeń i nośników decydują się nieliczne firmy. Przełomowe prace specjalistów z General Electric dają nadzieję, że techniki holograficzne, umożliwiające na przechowywanie 500 gigabajtów danych na pojedynczej płycie, trafią do naszych domów. GE skupiło się na pracy nad pamięciami mikroholograficznymi, w których wykorzystuje się mniejsze i prostsze hologramy. Tracimy w ten sposób na pojemności nośnika, jednak zyskujemy na cenie. Przez ostatnich kilka lat specjaliści z GE szukali materiału i technologii, które spowodują, że mikrohologramy będą odbijały wystarczającą ilość światła, by je wykryć i odczytać przechowywane dane. Ostatnio dokonano przełomu, dzięki któremu aż 200-krotnie zwiększono refleksyjność mikrohologramów. Dzięki temu współczesne odtwarzacze Blu-ray są w stanie odczytać zapisane informacje. Na razie GE zdradza jedynie, że ułożenie danych mikroholograficznych jest podobne do ich orientacji w tradycyjnych urządzeniach optycznych, a więc czytnik mikrohologramów poradzi sobie też z CD, DVD i Blu-ray. Obecnie trudno wyrażać opinie o rynkowych szansach wynalazku GE. Firma ma zamiar zaprezentować go w przyszłym miesiącu podczas konferencji nt. nośników optycznych. Samo przedsiębiorstwo optymistycznie patrzy w przyszłość. Pamięci mikroholograficzne mogłyby zadebiutować już w 2011 lub 2012 roku. Mają być też dość tanie. Już w chwili rynkowego debiutu koszt 1 gigabajta byłby niższy niż 10 centów i spadłby w przyszłości. Dla porównania warto przypomnieć, że gdy debiutował Blu-ray koszt 1 gigabajta wynosił niemal 1 USD, a obecnie jest o połowę niższy.

O pamięciach holograficznych słyszymy od lat, ale wciąż żadna tego typu technologia nie przyjęła się szeroko na rynku. Najbliżej momentu rozpoczęcia sprzedaży jest firma InPhase, która zapowiada, że jej pierwsze dyski i urządzenia będzie można kupić już w przyszłym roku. Technologia InPhase przyda się jednak, przynajmniej na początku, przede wszystkim dużym firmom zainteresowanym łatwą archiwizacją danych. Będzie też zapewne używana w obrazowaniu medycznym czy produkcji filmów. Klientów indywidualnych odstraszą koszty. Urządzenie do odczytu i zapisu danych ma bowiem zostać wyceniona na 18 000 dolarów, a dysk o pojemności 300 gigabajtów będzie kosztował 180 USD. Firma zapowiada, że w drugiej połowie 2012 roku na rynek trafią też dyski o pojemności 800 GB i 1,6 TB. Wysoka cena urządzeń InPhase nie oznacza, że przeciętny zjadacz chleba będzie musiał obejść się smakiem. Specjaliści z GE Global Research zapowiadają, że poczynili kolejne postępy w pracach nad pamięciami holograficznymi i w 2012 roku w sklepach powinny pojawić się tanie urządzenia i dyski holograficzne kompatybilne z technologiami DVD i CD. Z informacji GE wynika, że początkowo na rynku będą dostępne 300-gigabajtowe dyski, a z czasem ich pojemność przekroczy terabajt. Pozostaje więc pytanie, dlaczego InPhase będzie produkowało drogie, a GE tanie urządzenia i nośniki? Odpowiedzią są różnice w wykorzystanej technologii. InPhase chce zapisywać na dysku dane za pomocą tysięcy tzw. "stron", czyli trójwymiarowych obszarów o rozmiarach 1x0,8 milimetra. Każdy z nich będzie zawierał 1,4 miliona bitów, a na dysku zmieści się 1,7 miliona stron. Strony te mogą się ze sobą krzyżować, przecinać się, dlatego zmieści się ich tak dużo. Jednak, by dane z różnych stron nie mieszały się ze sobą, konieczne jest ustawienie ich pod różnym kątem w stosunku do powierzchni dysku. To pociąga za sobą konieczność skonstruowania skomplikowanego systemu zapisująco-odczytującego działającego pod różnym kątem. Technologia GE przypomina z kolei zapis stosowany we współczesnych nośnikach optycznych. GE zapisuje dane w hologramach o wymiarach 0,3x5 mikrometrów. Każdy hologram zawiera tylko 1 bit informacji. Hologramy są od siebie wyraźnie oddzielone, ułożone w warstwach. Obecnie GE udało się wyprodukować prototypowy dysk z 12 takimi warstwami, jednak przedstawiciele firmy mówią, że chcą ich liczbę zwiększyć nawet do 100. Zaletą takiej technologii jest fakt, iż przyszłe odtwarzacze nośników holograficznych będą w stanie czytać też płyty DVD czy Blu-ray. Ponadto nośniki GE będą wykonane z poliwęglanów za pomocą podobnych technik, jakimi obecnie produkuje się CD czy DVD. Firmy InPhase nie martwi konkurencja ze strony GE. Jej przedstawiciele zauważają, że oba przedsiębiorstwa kierują swoją ofertę do innych odbiorców. Nasi potencjalni klienci nie przechowują danych na DVD. Celujemy w najwyższy segment rynku - mówi Art Rancis z InPhase.

Pierwsze holograficzne pamięci masowe trafiły do klientów. Firma InPhase poinformowała, że pierwsze 300-gigabajtowe dyski holograficzne otrzymały już Turner Broadcasting, Lockheed Martin oraz Urząd Geologiczny Stanów Zjednoczonych. Trwałość nośników oceniono na 50 lat. Jednocześnie z płytami dostarczono nagrywarki Tapestry HDS-300R. Jedno tego typu urządzenie kosztuje 18 000 dolarów. W niedalekiej przyszłości InPhase będzie też oferowało nośniki o pojemności 1,6 terabajta (1600 gigabajtów). Tapestry HDS-300R nie będą jednak z nimi kompatybilne i instytucja, chętna do skorzystania z nośników 1,6 TB będzie musiała kupić nowy napęd. W tej chwili nagrywarka zapisuje danych na płytach jednokrotnego nagrywania. W 2008 roku InPhase wprowadzi nośniki wielokrotnego zapisu, nie wiadomo jednak, czy Tapestry HDS-300R będzie z nimi kompatybilna.