Memorizzare in un oggetto grande come un DVD i dati di 1000 blu-ray. Scoperta tecnologica di un team cinese

Immagina un disco delle dimensioni di un DVD in grado di immagazzinare più di 10.000 volte i dati di un Blu-ray Disc, un’impresa che potrebbe portare a un grande risparmio di spazio di archiviazione e di energia in un’epoca di big data e intelligenza artificiale.

Un team di ricerca cinese ha dichiarato di aver sviluppato una tecnologia che consente di memorizzare un’enorme quantità di dati – pari a circa 5,8 miliardi di pagine web indicizzate – in un dispositivo delle dimensioni di un computer desktop. “Questa tecnologia consente di ottenere un’archiviazione a livello di exabit impilando dischi su scala nanometrica in array, il che è essenziale nei grandi centri dati con spazio limitato”, ha scritto il team in un articolo pubblicato giovedì sulla rivista peer-reviewed Nature.

Gli scienziati provengono dall’Università di Shanghai per la Scienza e la Tecnologia, dall’Università di Pechino, dall’Istituto di Ottica e Meccanica Fine di Shanghai e dal Laboratorio  di Fotochimica, entrambi sotto l’Accademia Cinese delle Scienze.

In termini di unità di archiviazione dati, 1.024 gigabyte equivalgono a 1 terabyte, 1.024 terabyte formano 1 petabit e 1.024 petabyte formano 1 exabit.

Secondo il fornitore di informazioni di mercato International Data Corporation, il volume globale di dati dovrebbe raggiungere i 175 zettabyte entro il 2025. Uno zettabyte corrisponde a 1.000 miliardi di gigabyte.

L’archiviazione ottica dei dati (ODS) è un metodo di archiviazione basato sulla luce comunemente utilizzato nei DVD. È efficiente dal punto di vista dei costi e durevole, ma la sua capacità è limitata perché di solito memorizza i dati in un singolo strato.

Nel nuovo studio, il team cinese ha dichiarato di aver creato un’architettura tridimensionale per memorizzare i dati su centinaia di strati invece che su uno solo, con il risultato che la capacità di archiviazione ottica dei dati ha raggiunto per la prima volta il livello di petabit.

Gli strati del disco erano distanti appena 1 micrometro l’uno dall’altro, consentendo di mantenere lo stesso spessore di un normale DVD. Gli scienziati hanno scritto e letto i dati utilizzando dei raggi laser.
“L’ODS ha una capacità fino a 1,6 [petabit] per un’area di disco delle dimensioni di un DVD grazie alla registrazione di 100 strati su entrambi i lati del nostro disco singolo ultrasottile”, hanno dichiarato i ricercatori, aggiungendo che può memorizzare 24 volte i dati degli hard disk più avanzati di oggi. “Sarà quindi possibile costruire un centro dati di livello exabit all’interno di una stanza invece che in uno spazio grande come uno stadio, impilando insieme 1.000 dischi in scala nanometrica di livello petabit… con il risultato di un gran numero di centri dati exabit economicamente vantaggiosi”.

Gli attuali data center richiedono grandi quantità di energia per funzionare, mentre i dispositivi interni generano un calore immenso che richiede ancora più energia per il raffreddamento. In Cina, l’Amministrazione Nazionale dell’Energia ha dichiarato che il consumo totale di elettricità da parte dei data center del paese sarà di 270 miliardi di kilowattora nel 2022, quasi il triplo dell’energia generata nello stesso anno dalle centrali idroelettriche delle Tre Gole, il più grande impianto di produzione di energia elettrica del mondo. Il consumo ammonta a circa il 3% del consumo totale di elettricità della Cina.

Il team ha dichiarato che la nuova tecnologia potrebbe ridurre al minimo la necessità di migrazione dei dati, un processo complicato che i data center devono eseguire ogni 3-10 anni, mettendo i dati a rischio di manomissione o perdita.

Uno degli autori corrispondenti, Wen Jing, professore dell’Università di Shanghai per la Scienza e la Tecnologia, ha affermato che la nuova tecnologia fornirà un’archiviazione dei dati più efficiente dal punto di vista energetico.

“L’energia sarà necessaria solo quando i dati vengono scritti o letti dal disco, ma non quando vengono memorizzati, grazie alle proprietà intrinseche dell’ODS”, ha detto Wen. I dischi sono anche molto stabili e non richiedono particolari requisiti di archiviazione”. Si prevede che il nuovo disco durerà dai 50 ai 100 anni, a differenza di un hard disk che richiede lo spostamento dei dati su un nuovo dispositivo ogni 5-10 anni.

Ricoordiamo che i dati scritti sui DVD non sono eterni, ma sono soggetti comunque a deperimento Il nuovo sistema studiato dal team cinese, essendo in grado di memorizzare una quantità enormemente maggiore di dati, viene comunque a srendere più semplice la memorizzazione e il trasferimenti.