Holografikus memória - lépésről szuperparamágneses limit
Pártatlan statisztika azt mondja, hogy az elmúlt néhány évben, az emberek évente összegyűjti körülbelül 5 exabájt (1018 bytes) az információk, és az árak tovább emelkednek. Ez létrehozását igényli egyre intenzívebb, gyors és megbízható adattároló eszközök. Az egyik a sok kutatási területen módszerekkel optikai holográfia. Az előleget ezen a területen, hogy az első kereskedelmi termékek már a piacon.
Az IBM feltárni a történelem és kilátásai fejlődése tárolási (memória) szempontjából adatsuruség (1.). Nyilvánvaló, hogy csak az egyik módja, hogy felszámolja szuperparamágneses küszöböt - nem használt, nem mágneses rögzítés módszerekkel. A legígéretesebb és fejlesztették ezeket a holográfia.
Holografikus memória fejlesztése, kezdve a munka Pieter van Heerden (Pieter J. Van Heerden), alkalmazottja a cég Polaroid. Azt javasolta az elképzelést, adattárolásra három dimenzióban még 1963-ban, és ma, néhány gyártó már megkezdte a kereskedelmi termelés holografikus memória.
Az alkalmazott technológia lehetővé teszi, hogy rögzítsék, és olvassa több millió adat bit lézer villanófény. Reserve térfogatsűrűsége információk N (N
1012 bit / cm 3) által meghatározott sugárzás hullámhossza.
Több ezer holografikus oldal tárolható azonos adathordozó segítségével különböző képernyő opció multiplexelés. Meg lehet futtatni megváltoztatásával a beesési szög a lézersugár, a hullámhossz, a fázisok a referencia nyaláb térbeli változásának a belépési pont információt és referencia nyalábok a rögzítési közeg, amikor az eltolható vagy elforgatható, valamint ezek kombinációi módszerek.
Ábra. 2. Összehasonlítás Az optikai és holografikus technikák
Ábra. 3. Az elv holografikus
Ábra. 4. Az áramkör írási / olvasási adatok szerint holográfia
Előnyei holografikus memória: egy nagy sűrűségű felvételt és nagy olvasási sebesség; párhuzamos rögzítési információ (egy bit, és az egész oldalas, 2. ábra). Nagy pontosság a lejátszási oldal; alacsony zajszint alatt adatmentés; roncsolásmentes olvasás; hosszú távú tárolására - 30-50 éves vagy annál nagyobb; versenyképesek más optikai technológiák.
Az elv a holografikus ábrán látható. 3. A sugár a lézer (nem látható az ábrán) van osztva két gerenda. Egyikük használjuk referenciaként, és a többi megvilágított tárgyat (vagy áthalad egy fénymodulátor, ahol az adatok elhelyezett négyszögletes tábla), - sugárnyaláb adatokat tartalmazó. A kereszteződés egy bizonyos régióban a tér, ezek a gerendák létre interferencia minta (ábra. 3.1). Ha ezen a területen tegye az átlátszó fényérzékeny közeget (. 3.2 ábra), akkor marad az interferencia mintázat (hologram) (3.3 ábra.) - Az adatok kerülnek rögzítésre. Olvasni ahhoz, hogy kiemelje hordozó referencia nyaláb, és miután ezek kölcsönhatása megkapjuk a fény egy pontos másolatot a rögzített adatokat. Ellentétben a hagyományos fényképezés információkat tartalmaz nagy mennyiségű média. Ha ez a mennyiség oszlik, például öt részre, akkor megjelent öt azonos másolatait a rögzített adatokat. Ez a funkció nagyban javítja az adatok megbízhatóságát tárolására. holografikus írási / olvasási berendezés vázlata, ábrán mutatjuk be. 4.
holografikus memória technológia korlátai a hagyományos optikai rögzítési alkalmazásával háromdimenziós adatok helyett kétdimenziós írni és olvasni lézersugár egy síkban. Ez azt jelenti, hogy elméletileg, adatok rögzítésére egy holografikus memória használható a teljes összeget a kristály, bár vannak gyakorlati korlátai. Azonban még a korlátozások dimenziós média - jelentős előnyt jelent a holografikus memória technológia. A képességek elegendőek hátrahagyni DVD és Blu-ray. Az adatátviteli sebesség elérheti az 1 Gbps vagy több. Ez sokkal gyorsabb, mint bármely más optikai technológiák, mint a CD, DVD, HD-DVD és Blu-ray, ahol a maximális átviteli sebesség nem haladja meg a 11 Mbps.
Elméletileg, a hologram képes tárolni 1 bit a mennyiség, amely egyenlő a kocka a lézer hullámhosszát. Például, a vörös lézersugarat keveréke neon és hélium 632,8 nm, és a tökéletes holografikus memória lehet tárolni 4 Gb per köbméter milliméter. Tény, hogy az adathordozó sűrűsége sokkal alacsonyabb, úgyhogy még legalább négy ok: szükség van a hibák kijavítását, a hibák és optikai rendszerek korlátozások, gazdasági (a növekedés a tárolási sűrűség a költségek egyre aránytalanul gyorsabb) és a fizikai korlátok (a végesség a lézer hullámhosszának, az atomi távolság felvétel és kristály tökéletlenségek optikai rendszerek).
Ábra. 5. Fotopolimer információt tárol -megvilágítás lézersugárral
Az egyik fő problémák terén a holografikus tároló - létrehozása megfelelő anyagok a felvétel. Holografikus média meg kell felelnie a szigorú kritériumoknak, beleértve a nagy dinamikatartomány, a nagy fényérzékenység, mérettartás, fényáteresztő, roncsolásmentes kiolvasás, hő és nedvesség ellenállás, és az alacsony ár. A fejlesztők találtak sok anyagok fazovraschayuschie anyagok, fotorefraktív kristályok, mint LiNbO3, szerves polimerek, folyékony kristályok, polimerek a szerkezeti felületének, és még az egzotikus környezetben, például bakteriorodopszin zselatin mátrixok. A legolcsóbb az iparban - fotopo. Amikor megvilágított polarizált fénnyel polimer része annak molekula orientált és tartósan fenntartani ilyen állapotban (ábra. 5).
Ábra. 6. kiviteli alakjai a holografikus memória alkalmazások: holografikus tárolóeszközök
A lehetséges alkalmazások holografikus memória eszközök ábrán látható. 6.
Munka létrehozása holografikus memória kezdődött több mint 40 évvel ezelőtt, és ma, a vállalatok száma, mint az NTT és Optware Japánban, InPhase technológia az Egyesült Államokban már befejezte a fejlesztését holografikus lemezek (Holografikus Versatile Disc - HVD), térképek (Holografikus Versatile Card - HVC) és végül elkezd eladni az első kereskedelmi eszközök. Vegyünk néhány holografikus eszköz lépett be a piacra.
Ábra. 7. Holografikus Card Info-MICA (felső), olvasókészülék (középen), és az arány (alsó)
NTT cég bizonyította nagy kapacitású tároló prototípust, amely alapján a többrétegű vékonyréteg-technológiával holográfia, és egy készüléket adatok (ábra. 7). A kapacitás a média (száz rétegek) akkora, mint egy postai bélyeg - 1 Gb. A memóriakártya nevezték az Info-MICA (Információs és többrétegű nyomott kártya), mint a többrétegű szerkezet hasonló a szerkezete a sziklák csillám. Felvételi információ a következő. Első digitális adatokat újra kódolva a kétdimenziós képeket, amelyeket aztán alakítjuk hologram technológia alkalmazásával CGH (számítógép által generált hologram), és végül a hologram formájában rögzítik, speciális struktúrák a hordozó réteg. A rétegek hullámvezetők. Ha a lézersugár középpontjában a homlokoldalán a hullámvezető réteg, elkezd terjedni a rajta szétszórt struktúrák révén rögzített. A szórt fény létrehoz egy kétdimenziós kép síkjával párhuzamos hullámvezető réteg. Fogságába esnek CCD-érzékelők és dekódolható az eredeti digitális adatokat.
Előnyei az új információ-MICA technológia nagy sűrűségű felvételt, a kis méret a hajtás, alacsony fogyasztás, a lehetőséget az alacsony költségű tömegtermelésben járművek, nehéz az illetéktelen másolás tőlük adatokat, és a könnyű újrahasznosítás.
Az NTT véljük, hogy az Info-MICA miatt olcsó és kis méretű lehet helyettesíteni más meghajtóba. És tekintik őket, mint helyettesíti a papír, mint az adathordozót. Ezek a térképek hasznos lesz a tömeg eloszlása játékok, zenék, filmek és elektronikus kiadványok, mint a klónozás kalózok nehéz. Feltételezett és sok más alkalmazás az új technológia.
Az első kártyaolvasó (költségszámítás néhány száz dollárt), és támogatja a 1 Gb ($ 1-2) már a piacon. A cég tervei - a kibocsátás Info-MICA ROM kapacitása 10 Gb és fejlesztése felvevőeszközök és újraírható.
InPhase Technology
Ábra. 8. rendszere optika holografikus adattároló / olvasási adatokat cég InPhase Technology
Ábra. 9. A holografikus adattároló HDS-300R cég InPhase Technology
Reakcióvázlat holografikus InPhase cég eszköz ábrán látható. 8. Amint látható, ott alkalmazzák a klasszikus rendszer két kollineáris gerendák.
Az első meghajtó típusa Gobelin HDS-300R (9.) Fel van szerelve egy beépített rádiófrekvenciás azonosító (RFID) használ lemezek 300 és GB-egyszerre írást a professzionális archiválásra. Azt SCSI-felület egy átviteli sebessége 20 Mbps, az átlagos elérési idő 250 ms. Lézer Hullámhossz - 407 nm, a lapszám - 1,4 Mb, a hibalehetőség nem haladja meg a 10-15. MTBF -. 100 000 h hordozó szolgál a lemez a 130 mm-es, elhelyezve a patron mérete 5,25 × 6 × 0,25”, a felvétel tárolási időszak - akár három évig, archiválás - több mint 50 éve.
Ábra. 10. ábra kollineáris holografikus író / olvasó (csak olvasás közé csapágy gerendák)
Míg más rendszereknél két különböző gerenda - és a referenciaadat-ben Optware kollineáris gerendák (. 10. ábra), ami nagyban leegyszerűsíti a tervezési olvasó / író rendszer, növeli a megbízhatóságot, és csökkenti a költségeket.
«Sony szakértők és más vezető japán működő vállalatok az elektronika területén, alaposan tanulmányozza a jellemzőit holografikus technológia, amely felváltja a HD DVD-lemezek és Blu-ray - mondta Optware a marketing és üzletfejlesztési Yasuhide Kageyama. - A Sony most már készen kell kezdeni tárolórendszerek holnapután, és azt kell megjegyezni, hogy a kollineáris döntés váltott ki nagy érdeklődést. "
Közben és Optware és InPhase már kiadta a saját eszközök a kereskedelmi piacon. Az ára meghajtók körülbelül 12 000-15 000 dollár egy holografikus lemez -. $ 120-150. Levéltári források garantált 50 éve.
Így a várakozás hosszú.