5D光數據存儲

5D光數據存儲（5D optical data storage），也稱超人記憶晶片（Superman memory crystal）或超人記憶晶體，是一種納米結構玻璃，使用飛秒級雷射寫入過程，可用來永久存儲數據。該記憶晶片可將多達360 T的數據超長期存儲。晶片設計概念已在2013年經過實驗驗證。日立和微軟已研發出光數據存儲相關技術。

基本介紹

• 中文名：5D光數據存儲
• 外文名：5D optical data storage
• 用途：永久存儲數據 

設計

這個概念是在非光敏的透明材料（如熔融石英）中批量光學存儲數據，它以其高化學穩定性和抗性而聞名。1996年首次提出並演示了將數據使用飛秒雷射寫入其中。該存儲介質由熔融石英組成，其空間尺寸、強度、偏振和波長被用來調製數據。通過引入嵌入材料中的膠體金或納米銀粒子，它們的等離體子特性可以被利用。

使用最佳化參數測試了多達18層，光脈衝能量為0.2微焦（5.6×10 kWh），持續時間為600飛秒，重複率為500 kHz。假設有一個百分百高效的雷射器，對於最大0.5Mbits的數據存儲來說，這就是一瓦時（3.6 kJ）的能量消耗。對於1000 Mbits的存儲，加起來就是兩千瓦時（7.2 MJ）。使用加速老化測量法測試耐久性表明，在室溫30℃（86°F）下，納米光柵的衰減時間為3×10年。在189°C（372°F）的高溫下，推斷出的衰減時間與宇宙年齡（13.8×10年）相當。通過用1.4 NA的數值孔徑物鏡和250-350納米的波長記錄數據，容量可以達到360 TB。

該格式有一種新的數據存儲方法，被稱為“5維”。這更多是出於營利目的，因為該設備有3個物理維度，且沒有其它更高維度的奇異屬性。其數據存儲的分形/全息性也是純三維的。據南安普頓大學稱：

"The 5-dimensional discs [have] tiny patterns printed on 3 layers within the discs. Depending on the angle they are viewed from, these patterns can look completely different. This may sound like science fiction, but it's basically a really fancy optical illusion. In this case, the 5 dimensions inside of the discs are the size and orientation in relation to the 3-dimensional position of the nanostructures. The concept of being 5-dimensional means that one disc has several different images depending on the angle that one views it from, and the magnification of the microscope used to view it. Basically, each disc has multiple layers of micro and macro level images."

它可以通過光學顯微鏡和偏振器的組合讀取。

該技術在2010年首展於由日本京都大學的平尾和之實驗室。由英國南安普頓大學光電研究中心的彼得-卡贊斯基研究小組開發。

套用

自2018年以來，該技術已被拱門任務基金會投入生產並使用。它的第一張和第二張光碟被送給了埃隆·馬斯克，一張光碟在其個人圖書館中，另一張被放在了他在太空中的特斯拉Roadster上。

微軟的子公司GitHub計畫使用這種技術來歸檔所有公共Git存儲庫。微軟將這項技術稱為Project Silica。