手機視頻(pín)、照片拍多了内存不夠了，企業面對海量數據要建設大(dà)量機房用來存儲……近年來，雖然依托存儲技術的發展，電(diàn)腦和手機的存儲容量持續增長，但全球數據的總量也在飛速增長，預計到2025年，全球數據總量将由2018年的33 ZB增加到175 ZB（ZB即“澤字節”，1 ZB等于10億TB，即太字節），人們期待着存儲技術能獲得新的突破。
近日，上海理工(gōng)大(dà)學和中(zhōng)科院上海光學精密機械研究所的科研團隊利用光存儲技術提出了綠色、長壽命、大(dà)數據存儲解決方案，研究成果以“Pb容量三維納米光子存儲”(A 3D nanoscale optical disk memory with petabit capacity)爲題，發表在《自然》（Nature）正刊上。科研人員(yuán)利用雙光束技術突破光學衍射極限的限制，首次證實可以在三維空間實現多至百層的、超分(fēn)辨尺寸下(xià)的信息點的寫入和讀出，單張盤容量可以高達Pb級，相當于至少一(yī)萬張藍(lán)光光盤的容量，數據存儲能力對比現有技術或提升百倍。
Pb級光盤制備及讀寫方式示意圖
上海理工(gōng)大(dà)學光子芯片研究院院長、張江實驗室光計算所所長顧敏院士，上海理工(gōng)大(dà)學文靜教授，上海光學精密機械研究所阮昊研究員(yuán)爲本論文的通訊作者。中(zhōng)科院上海光機所趙苗博士後和文靜教授爲并列第一(yī)作者。
據顧敏院士介紹，該Pb級海量三維納米光子存儲技術是劃時代的技術。以深度學習模型GPT爲例，其背後的數據集，如總索引網頁數量多達58億，整個互聯網的文本大(dà)小(xiǎo)約爲56Pb，如果還是用1TB容量的移動硬盤去(qù)存儲這些數據，平鋪開(kāi)來相當于一(yī)個标準田徑場的面積。而此次科研團隊開(kāi)發的三維納米光子存儲可以将存儲空間節省至一(yī)台電(diàn)腦大(dà)小(xiǎo)，極大(dà)地降低了經濟成本。
此外(wài)，爲了維持數據庫嚴苛的運行環境，如恒溫恒濕、防磁防塵，需要産生(shēng)巨大(dà)的能耗。以2022年爲例，我(wǒ)國數據中(zhōng)心總耗電(diàn)量約2700億千瓦時，超過2座三峽水電(diàn)站的年發電(diàn)量。尤其令人頭疼的是，每隔3到10年還需要定期進行數據遷移，這樣就存在數據被篡改或丢失的風險，且存儲壽命短。此次科研團隊開(kāi)發的光子存儲技術可以把耗能降低幾個數量級，壽命可達50到100年。
這一(yī)颠覆性成果的提出源于團隊突破了光學衍射極限的限制——像激光直寫機、光學顯微技術、光存儲技術，無一(yī)不被光學衍射極限所限制。顧敏介紹，次發表在《自然》雜(zá)志(zhì)上納米光子存儲技術的提出，不僅在光存儲領域成功突破了光學衍射極限這一(yī)物(wù)理學難題，未來還将有助于我(wǒ)國在航空航天、生(shēng)物(wù)醫學、衛星通信等領域取得新的進展。
轉載自網易科技頻(pín)道
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