`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Голографическая память: перспектива – 1 TB

0 
 

Недавно компания Hitachi Maxell совместно с InPhase Technologies сообщила, что первая система хранения данных, использующая голографическую запись информации, появится в сентябре 2006 г. Это заставило нас вернуться к данной теме, которую мы уже подымали год назад, и посмотреть, какие же успехи достигнуты и что нас ожидает в ближайшем будущем.

Итак, по информации от Hitachi Maxell, первыми на рынке появятся устройства, способные записывать и считывать информацию с диска размером 5,25 дюйма со скоростью 120 Mbps и имеющие емкость 300 GB. Со временем компания обещает довести последний показатель до 1,6 TВ.

Тут стоит отметить, что на сегодняшний день в данном сегменте уже образовались две мощные группы компаний: с одной стороны, это альянс InPhase, Hitachi Maxell и Bayer MaterialScience (и, по некоторым данным, Imation), а с другой – CMC Magnetics, Fuji Photo Film, Nippon Paint, Optware, Pulstec Industrial и Toagosei, сформировавшие весной нынешнего года консорциум Holographic Versatile Disc (HVD) Alliance. Последний будет заниматься продвижением голографических носителей формата HVD, которые предположительно смогут вмещать до 1 TB данных. Помимо этих компаний, активные исследования в данной области ведут такие гранды, как Sony, Samsung и Philips.

Голографическая память перспектива – 1 TB
Хидеоши Хоримаи, основатель Optware и изобретатель коллинеарной голографии

Однако, пожалуй, наибольшего прогресса достигла InPhase, которая первой объявила о разработке опытного образца и наиболее близко подошла к реализации данной технологии в массовых устройствах хранения данных.

О голографической памяти говорят уже лет 40, но только в последние годы здесь наметился серьезный прогресс. На самом деле эта идея зародилась еще в начале 60-х, когда ее предложил в одной из своих работ Питер ван Хеерден (Pieter J. van Heerden) из компании Polaroid. Но долгое время из-за отсутствия необходимых материалов и лазерных источников она не могла быть реализована. Даже Билл Уилсон (Bill Wilson), нынешний директор по научной части InPhase, как он сам признается, долгое время на заре своей научной карьеры считал ее неосуществимой. В 1987 г. после получения докторской степени по физической химии в Стэнфордском университете он пришел в Bell Labs, чтобы заняться голографическими устройствами хранения информации, полагая, что его изыскания будут носить сугубо научную, но не производственную направленность.

Однако в 90-х, когда были обнаружены физические пределы использования технологий магнитной записи, к этой области стали проявлять высокий интерес. Причем первой тревогу забила IBM, которая сама внесла огромный вклад в разработки технологий записи на жестких дисках. Таким образом, внимание многих исследователей, и в том числе в Bell Labs, сосредоточилось на голографических технологиях, тем более к тому моменту начали появляться необходимые оптические компоненты достаточно малых размеров.

Голографическая память перспектива – 1 TB
Устройство голографической записи и диск InPhase

Создать необходимый материал для устройств голографической памяти было очень сложно. Однако в 1994 г. в Bell Labs разработали двухкомпонентный светочувствительный полимер – одна из его составляющих формирует матрицу, где растворен второй ингредиент, обладающий необходимыми свойствами. При записи информации последний под воздействием света полимеризуется, из-за чего возникает градиент концентрации неполимеризованного компонента, и начинается его диффузия. Результатом всего этого процесса является образование структуры с переменным коэффициентом отражения, изменения которого как раз и несут в себе записанные данные. Но удовлетворительный состав удалось разработать только четыре года спустя. К тому времени стало очевидно, что определенный прогресс наблюдается и в области других необходимых компонентов. В качестве источников излучения вполне подходили красные и синие компактные лазеры, применяемые в DVD-приводах, к тому моменту они уже становились массовыми. А КМОП-матрицы, устанавливаемые в цифровых фотокамерах, вполне годились для использования в качестве детекторов чтения информации. В 1998 г. в стенах Bell Labs был создан и продемонстрирован работающий прототип голографического устройства, который в реальном времени записывал и считывал данные (в качестве таковых использовался MP3-файл). Конечно же, это была громоздкая конструкция, но именно она позволяла воочию убедиться, что идея из сугубо научной плоскости может перейти в практическую.

В 2000 г. Билл Уилсон и его коллеги Кевин Кертис (Kevin Curtis) и Лиза Дар (Lisa Dhar) решили основать предприятие и обратились к Нельсону Диазу (Nelson Diaz), личности весьма известной в индустрии. На тот момент он входил в руководство компании StorageTek, а до этого проработал более 20 лет в Digital Equipment Corporation. Почти полгода ушло на то, чтобы убедить Диаза в жизнеспособности проекта, и в результате он стал исполнительным директором образованной компании InPhase. Новичок еще успел получить 15 млн долл. инвестиций до того, как начались тяжелые времена и интернет-бум резко пошел на убыль.

Спустя почти пять лет компания имела на руках уже практически готовый к массовому производству прототип. И хотя диск InPhase очень похож на DVD, разве что его диаметр больше на сантиметр и на пару миллиметров толщина, однако имеются принципиальные различия. И не только в том, что этот диск может хранить в сотни, а то и в тысячи раз больше данных. При их считывании, в отличие от DVD, он остается неподвижен – голографическая картина формируется посредством пространственных световых модуляторов, проще говоря, с помощью микрозеркал и ферроэлектрических модуляторов (тут нет ничего нового и уникального – подобные системы уже давно используются в проекционных телевизорах).

Справка

Вкратце напомним, как в голографических устройствах хранения данных производится запись информации. Имеется два луча – опорный и предметный. В области, где они пересекаются, формируется интерференционная картинка, содержащая записываемые данные, фиксирующаяся в светочувствительном материале. Если затем его осветить лучом, совпадающим по характеристикам с опорным, то на выходе получим реконструированный предметный луч, который и считывается детектором.

Как уже говорилось в начале статьи, Hitachi Maxell заявила, что осенью следующего года на рынке появятся голографические устройства емкостью 300 GB. В первую очередь они позиционируются как решения для центров хранения данных, где сегодня весьма велика доля ленточных накопителей. Кстати, голографическая память в данном случае не только компактнее, с меньшим временем доступа, но, что не менее важно, устройства данного типа могут дольше хранить информацию. Так, если для ленточных накопителей этот срок составляет около 10 лет, то для новой разработки InPhase и Hitachi Maxell производители дают гарантию в 50 лет.

Уже в 2007 г. InPhase с партнерами предполагает анонсировать продукт для потребительского сектора. Тут основное преимущество в миниатюрности – нынешний DVD с фильмом можно будет разместить на носитель размером с почтовую марку. И в этом сегменте голографическая память – прямой конкурент флэш-памяти, которая, видимо, к тому моменту станет массовой и достигнет объема 5 GB. Но, как утверждают представители InPhase, их продукт имеет два неоспоримых преимущества даже перед флэш-памятью – скорость доступа к данным значительно выше, и к тому же проще решается проблема авторских прав, поскольку в отличие от сегодняшнего DVD создание копии требует серьезных усилий и дорогостоящего оборудования.

InPhase Technologies сегодня уже продемонстрировала возможность записи 140 GВ на своем диске диаметром 120 мм, японской Optware удалось записать 100 GВ, а Sony, которая также ведет разработки в этой области, показала диск 80 GВ. Хотя основатель и главный технический директор Optware Хидеоши Хоримаи (Hideyoshi Horimai) ранее говорил о том, что возможно выпускать диски диаметром 120 мм и емкостью до 4 ТВ, до сих пор таких устройств нет даже в прототипах.

Голографическая память перспектива – 1 TB
Принцип работы коллинеарной голографической записи

В плане емкости устройств дальше всех продвинулась компания InPhase, что же касается процесса стандартизации, то здесь стоит отметить Optware, которая уже предложила свой метод голографической записи в организацию Ecma International, занимающуюся стандартизацией в области информационных и телекоммуникационных технологий.

Свой метод записи Optware назвала «поляризованной коллинеарной голографией». В нем предметный луч расщепляется чуть ли не на миллион отдельных очень узких лучей. Опорный луч направляется соосно предметным, поэтому в названии и фигурирует слово «коллинеарная». Каждое «пятнышко» записи может хранить данные, передаваемые каждым из миллиона предметных лучей, и это объясняет крайне высокие плотности записи и объемы хранимой информации.

Изобретателем коллинеарной голографии является основатель Optware Хидеоши Хоримаи, который до этого в течение 13 лет занимался разработкой технологий записи на оптические диски в корпорации Sony и имел в этой области более 250 патентов. Наиболее известным его изобретением является метод перезаписи с помощью модуляции магнитным полем, применяемый в Mini Disc.

Небезынтересно отметить, что Optware почти три года была заказчиком InPhase, покупая ее диски для использования в своих продуктах. Нельсон Диаз назвал такое сотрудничество «кооперенцией» (составлено из слов «кооперация» и «конкуренция»).

Если говорить о скорости записи, то InPhase уже на нескольких научных форумах продемонстрировала в работе устройства, которые при записи показывают скорость 235 Mbps, а при чтении – 117 Mbps, что соответственно в 6,5 и 3,3 раза выше, чем у нынешних дисков Blu-ray.

По мнению многих наблюдателей, в ближайшее время на горизонте может появиться еще несколько игроков. Так, компания Aprilis, дочерняя структура Polaroid, которая уже сегодня специализируется на выпуске голографических средств идентификации, вполне способна использовать собственные решения в области эпоксидных полимеров, чтобы выйти на рынок со своей технологией в рассматриваемой области.

Удивительно мало сообщений от IBM, одной из первых начавшей вести разработки в области голографической памяти. В частности, еще два года назад ее исследовательский центр Almaden, расположенный в Сан-Хосе (штат Калифорния), сообщал о достижении плотности записи 390 бит на квадратный микрон (для сравнения, нынешняя технология DVD позволяет записывать до 5 бит на эту же площадь). Может быть, это затишье перед объявлением об очередном прорыве?

Впрочем, около десятка компаний, которые шумели лет пять назад и заявляли, что они перевернут все представления о средствах хранения информации, так и не продемонстрировали свои разработки в области голографической памяти. Например, фирма Polight Technologies, основанная выпускниками Кембриджа и обещавшая выпустить к 2004 г. диски емкостью 500 GB на основе материала голонида (holonide). А кто еще помнит такую компанию, как HoloStor?

Интересно отметить, что на фоне очередной волны увеличивающегося интереса к голографическим методам записи своеобразной альтернативой сегодня выступает идея многослойных дисков (до 20 слоев) с использованием отработанных технологий, таких как Blu-ray. В этом направлении активно работают Sharp и Canon, которые уже показали двухслойные прототипы, способные хранить до 50 GB данных. Это, конечно, по сути, экстенсивный подход, но он позволяет со временем достичь все того же желанного 1 TB на базе апробированных и массовых технологий.

Как видим, по-прежнему мнения в отношение будущего голографической памяти не столь однозначны, как это может показаться. Одни утверждают, что именно она станет массовой на потребительском рынке уже в ближайшие пять–десять лет, другие – что это как раз одна из тех разработок, коих было уже множество в истории и просто канувших в Лету. Остается только ждать сентября следующего года (который, видимо, станет решающим в этой области) – года выхода реального продукта, использующего голографические принципы для хранения данных.

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT