23 januari 2007
De ontwikkelingen op opslaggebied gaan in een razend tempo door. We hebben daarover alle verschillende keren bericht. Twee spectaculaire berichten hebben de afgelopen dagen voor aardig wat opschudding gezorgd. Fujitsu beweert dat het de capaciteit van harddisks met een factor vijf kan vergroten via de 'patterned media'-technologie. Daardoor is (theoretisch) een verhonderdvoudiging mogelijk. Wanneer de technologie op de markt komt is nog onbekend. Onderzoekers van de University of Rochester hebben een optische doorbraak gerealiseerd, die het hen mogelijk maakt 'to encode an entire image's worth of data into a photon, slow the image down for storage, and then retrieve the image intact'. Hoewel het oorspronkelijke beeld nog niet meer dan enkele honderden pixels bevat, kan met deze nieuwe techniek potentieel een gigantische hoeveelheid gegevens worden opgeslagen. 'The image, a 'UR' (for the University of Rochester), was made using a single pulse of light and we can fit as many as a hundred of these pulses at once into a tiny, four-inch cell', zegt John Howell, een assistent professor voor natuurkunde en de leider van het onderzoeksteam. Zoveel gegevens opslaan op zo'n kleine oppervlakte en het vervolgens met vorm, structuur en inhoud weergeven, opent de deur voor 'optical buffering', informatie opslaan als licht.
Het nadeel van de huidige harde schijven is dat de magnetische laag, waarop gegevens worden opgeslagen, één geheel is. Daardoor oefent het gebied waarin een databit wordt opgeslagen invloed uit op andere databit-gebieden. Als de afstand tussen twee bits te klein wordt, treedt overlapping op wat tot gegevensverlies leidt. Dit wordt de superparamagnetische limiet genoemd. Met perpendiculaire opslag worden bits dichter opeen geplaatst, maar blijft de superparamagnetische limiet voorkomen. De nu door Fujitsu geïntroduceerde techniek van de 'patterned media' heeft fysiek gescheiden eenheden waarop gegevens worden opgeslagen, waardoor de limiet geen rol meer speelt. Dit maakt een radicale vergroting van de maximale opslagcapaciteit mogelijk. Het huidige opslagrecord is in handen van Seagate, dat ruim vierhonderd gigabit op een vierkante inch kwijt kan. Dit is ruim tweemaal zoveel als de dichtheid van commercieel verkrijgbare harde schijven. Wetenschappers denken dat de limiet van perpendiculaire opslag ongeveer een terabit per vierkante inch is; met 'patterned media' zou een informatiedichtheid van maar liefst 20 tot 40 terabit op dezelfde oppervlakte kunnen worden behaald. Fujitsu kan deze technologie nu gebruiken voor 1Tb per vierkante inch, wat neerkomt op harde schijven van een terabyte of vijf. Op schijven met een diameter van 1,8" kan met deze informatiedichtheid een halve terabyte (500 GB) opslag worden geboden. Hoewel marktintroductie nog absoluut niet aan de orde is, lijkt het erop dat Bill Gates gelijk krijgt: hij verkondigde de stelling dat blu-ray en hd-dvd dankzij hardeschijfopslag geen opvolgers zullen kennen. Het opslaan van data in een photon is een andere spectaculaire doorbraak. 'It sort of sounds impossible, but instead of storing just ones and zeros, we're storing an entire image', zeht Howell. Het nieuws werd gepubliceerd in de online versie van Physical Review Letters. 'It's analogous to the difference between snapping a picture with a single pixel and doing it with a camera–this is like a 6-megapixel camera. You can have a tremendous amount of information in a pulse of light, but normally if you try to buffer it, you can lose much of that information', zegt Ryan Camacho, een student van Howell en lead author van het artikel. 'We're showing it's possible to pull out an enormous amount of information with an extremely high signal-to-noise ratio even with very low light levels'. 'Optical buffering' is een hot item op dit moment, vooral omdat geprobeerd wordt de snelheid van computers te verhogen met gebruik van licht. Dit loopt echter vaak vast omdat voor de opslag nog electronische signalen moeten worden gebruikt. Howell's groep maakte gebruik van een volledig nieuwe benadering waardoor alle eigenslappen van de lichtstraal worden behouden. De 'buffered pulse' is in essentie een perfect origineel, er zijn geen afwijkingen, geen vervagingen en de fase en sterkte van het originele signaal worden alle bewaard. Om het beeld te maken, scheen Howell alleen licht door de afbeelding op papier heen. Dat licht werd zozeer verzwakt dat alleen een enkele photon door het papier heen ging. Doordat het als een golf over het papier heen ging, droeg de photon de gehele afbeelding met zich mee, 'then entered a four-inch cell of cesium gas at a warm 100 degrees Celsius, where it was slowed and compressed, allowing many pulses to fit inside the small tube at the same time'. 'The parallel amount of information John has sent all at once in an image is enormous in comparison to what anyone else has done before', zegt Alan Willner, hoogleraar aan de University of Southern California een voorzitter van de IEEE Lasers and Optical Society. 'To do that and be able to maintain the integrity of the signal–it's a wonderful achievement'.
