Ổ đĩa siêu nhỏ lưu trữ dữ liệu trong 13 tỷ năm

Một nguyên mẫu đĩa bộ nhớ 5D. Ảnh: Peter Kazansky/The Register.

Trong kỷ nguyên số, chúng ta đang đối mặt với một nghịch lý: lượng dữ liệu tạo ra ngày càng lớn, nhưng các thiết bị lưu trữ lại có tuổi thọ quá ngắn. Băng từ hay ổ cứng truyền thống thường chỉ trụ được từ 5 đến vài chục năm.

Trước thách thức đó, SPhotonix - một công ty startup từ Đại học Southampton (Anh) vừa công bố chuẩn bị đưa công nghệ lưu trữ thủy tinh 5D ra khỏi phòng thí nghiệm để ứng dụng thực tế tại các trung tâm dữ liệu trong 2 năm tới.

Điểm gây kinh ngạc nhất của công nghệ này chính là độ bền. Một chiếc đĩa thủy tinh nhỏ gọn 5 inch có thể lưu trữ tới 360 TB (tương đương 360.000 GB) dữ liệu. Đặc biệt, trong điều kiện nhiệt độ 190 độ C, dữ liệu có thể tồn tại bền vững suốt 13,8 tỷ năm - con số tương đương với tuổi của vũ trụ.

Kỷ lục này đã được Tổ chức Kỷ lục Thế giới Guinness công nhận là "thiết bị lưu trữ kỹ thuật số bền bỉ nhất" vào năm 2014. Bí mật nằm ở chất liệu thạch anh nóng chảy - loại vật liệu cực kỳ ổn định, không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm hay từ trường như các phương thức truyền thống.

Khác với đĩa CD hay DVD thông thường chỉ lưu dữ liệu trên bề mặt phẳng, công nghệ của SPhotonix sử dụng các xung laser cực nhanh (femtosecond) để khắc các điểm ảnh 3D siêu nhỏ vào bên trong khối thủy tinh.

Công nghệ này được kỳ vọng sẽ giải quyết nhu cầu lưu trữ dữ liệu khổng lồ của nhân loại. Ảnh: Tech Vision.

Dữ liệu được mã hóa dựa trên 5 chiều không gian: ngoài ba tọa độ (x, y, z), các nhà khoa học còn tận dụng chiều hướng và cường độ của ánh sáng qua các điểm khắc. Cách tiếp cận này cho phép mỗi điểm ảnh chứa được 8 bit dữ liệu thay vì chỉ 1 bit như truyền thống, tạo nên mật độ lưu trữ khổng lồ trên một diện tích cực nhỏ.

Thị trường lưu trữ dữ liệu quang học đang chứng kiến một cuộc đua đầy kịch tính giữa những "gã khổng lồ" công nghệ và các startup tiềm năng.

Trong khi SPhotonix tập trung vào các giải pháp đám mây có khả năng mở rộng linh hoạt nhằm thay thế hoàn toàn ổ cứng vật lý bằng các tấm thủy tinh mật độ cao, thì Microsoft cũng không hề kém cạnh với Dự án Silica.

Gã khổng lồ phần mềm này cũng khai thác chất liệu thủy tinh và đã đạt được những bước tiến quan trọng trong việc tối ưu hóa khả năng tích hợp phần cứng. Cùng lúc đó, đại diện đến từ Đức là Cerabyte lại chọn một lối đi riêng biệt khi sử dụng chất liệu gốm, đặt ra mục tiêu đầy tham vọng là thiết kế ổ cứng đạt mức dung lượng 100 PB (100.000.000 GB) vào năm 2030.

CEO của SPhotonix nhận định, trong khi các đối thủ chọn mô hình dịch vụ khép kín, SPhotonix sẽ tập trung vào việc cấp phép công nghệ và tích hợp đĩa thủy tinh vào cấu trúc sẵn có của các trung tâm dữ liệu toàn cầu.

Khoảng 60-80% dữ liệu toàn cầu hiện nay là "dữ liệu lạnh" - những hồ sơ lưu trữ rất hiếm khi được truy cập nhưng không thể xóa bỏ, như hồ sơ y tế, giao dịch tài chính hay nghiên cứu khoa học.

Công nghệ thủy tinh 5D giúp doanh nghiệp loại bỏ ba gánh nặng chi phí lớn: không cần sao chép dữ liệu sang thiết bị mới sau mỗi 10 năm, không cần duy trì hệ thống điều hòa nhiệt độ khắt khe cho băng từ, và gần như không tiêu tốn điện năng để duy trì tính vẹn toàn của dữ liệu.

Mặc dù tốc độ ghi hiện tại (4 MB/s) vẫn còn thấp hơn băng từ, SPhotonix tự tin sẽ nâng tốc độ lên 500 MB/s trong vài năm tới. Khi chi phí thiết bị đọc/ghi giảm xuống, đĩa thủy tinh 5D được kỳ vọng sẽ trở thành tiêu chuẩn mới, giúp nhân loại lưu giữ di sản số một cách vĩnh cửu.

Việt Anh