Million-års datalagringsdisk afsløret

Tilbage i 1956 introducerede IBM verdens første kommercielle computer, der var i stand til at lagre data på et magnetisk diskdrev. IBM 305 RAMAC brugte halvtreds 24-tommer diske til at gemme op til 5 MB, en imponerende bedrift dengang. I dag er det dog ikke svært at finde harddiske, der kan gemme 1 TB data på en enkelt 3,5-tommers disk.

Men på trods af denne enorme stigning i lagertæthed og en tilsvarende imponerende forbedring af strømeffektiviteten, er én ting ikke ændret. Den levetid, som data kan lagres på magnetiske diske, er stadig omkring et årti.

Det rejser et interessant problem. Hvordan skal vi bevare information om vores civilisation på en tidsskala, der varer længere end den? Med andre ord, hvilken teknologi kan pålideligt lagre information i 1 million år eller mere?

I dag får vi et svar takket være Jeroen de Vries' arbejde ved University of Twente i Holland og et par venner. Disse fyre har designet og bygget en disk, der er i stand til at gemme data over denne tidsskala. Og de har udført accelererede ældningstest, som viser, at den burde kunne lagre data i 1 million år og muligvis længere.

Disse fyre starter med en teori om aldring. Det er klart, at det er upraktisk at udføre et aldringseksperiment i realtid, især når de involverede perioder måles i millioner af år. Men der er en måde at fremskynde aldringsprocessen.

Dette er baseret på ideen om, at data skal lagres i et energiminimum, der er adskilt fra andre minima af en energibarriere. Så at korrupte data ved at konvertere et 0 til et 1, for eksempel, kræver nok energi til at overvinde denne barriere.

Sandsynligheden for, at systemet vil springe på denne måde, er styret af en idé kendt som Arrhenius-loven. Dette relaterer sandsynligheden for at springe barrieren til faktorer som dens temperatur, Boltzmann-konstanten og hvor ofte et spring kan forsøges, hvilket er relateret til niveauet af atomare vibrationer.

Nogle enkle beregninger afslører, at for at holde en million år er den nødvendige energibarriere 63 KBT eller 70 KBT for at holde en milliard år. Disse værdier ligger godt inden for rækkevidden af ​​nutidens teknologi, siger de Vries og co.

Og for at bevise pointen går de videre og bygger en disk, der er i stand til at gemme information i denne periode. Disken er enkel i udformningen. Dataene lagres i mønsteret af linjer ætset ind i en tynd metalskive og derefter dækket med et beskyttende lag.

Det pågældende metal er wolfram, som de valgte på grund af dets høje smeltetemperatur (3.422 grader C) og lave termiske udvidelseskoefficient. Det beskyttende lag er siliciumnitrid (Si3N4) valgt på grund af dets høje modstandsdygtighed over for brud og dets lave termiske udvidelseskoefficient.

Disse fyre lavede deres disk ved hjælp af standardmønsterteknikker og lagrede data i form af QR-koder med linjer på 100 nm brede. De opvarmede derefter diskene ved forskellige temperaturer for at se, hvordan data klarede sig.

Resultaterne er imponerende. Ifølge Arrhenius lov skal en disk, der er i stand til at overleve en million år, overleve 1 time ved 445 Kelvin, en test som de nye diske bestod med lethed. Faktisk overlevede de temperaturer op til 848 Kelvin, omend med betydelige mængder af informationstab.

Det kan sammenlignes med Rosetta-projektet, et forslag fra Long Now Foundation om at skabe arkivmateriale, der er i stand til at gemme information i perioder på over 10.000 år.

Det nye arbejde antyder, at vi burde være i stand til at bevare en betydelig mængde information til fremtidige civilisationer, måske endda fremmede.

Der er selvfølgelig forbehold. Teorien bag accelereret aldring gælder kun under meget specifikke omstændigheder og siger intet om overlevelsesevne i andre tilfælde. Det er svært at forestille sig, at den nye disk for eksempel overlever et meteorangreb. Det ville faktisk være usandsynligt at overleve de temperaturer, der kan opstå ved en almindelig husbrand.

Men de Vries og co er sikre på, at de kan lave endnu mere robuste datalagringssystemer. Deres arbejde er et interessant skridt hen imod at bevare vores data til fremtidige civilisationer.

Ref: arxiv.org/abs/1310.2961 : Mod Gigayear-opbevaring ved hjælp af et siliciumnitrid-/wolframbaseret medium

skjule