תקליטורים בנפח פטה-בייט עשויים להפוך למציאות

פיתוח חדשני של צוות מדענים מאוניברסיטת סווינבורן עשוי לאפשר את יצירתן של מדיות אופטיות בנפח בלתי יאומן - גדול בשלושה סדרי גודל מן הכוננים הקשיחים המודרניים

תקליטורים, בין אם בתקן CD, DVD, או אפילו בלוריי החדשים יחסית, הם מדיה שאיבדה מזוהרה כבר כמה שנים.

אנשים מעדיפים כרטיסי זיכרון המתחברים ליציאת ה-USB של המחשב ומאפשרים נפחים המגיעים ל-128 ג'יגהבייט ויותר כאופציה נישאת נוחה יותר ופחות פגיעה לשריטות, מכות ונפילות.
אך המדיה המסתובבת שבה השתמשנו שנים לא מועטות מסרבת להעלם בשקט אל תוך האפילה.

כאשר מסתכלים על העלות וקלות הייצור לעומת זיכרונות מצב מוצק (Flash, עליהם מבוססים כונני ה-USB שהוזכרו קודם), אפשר להבין למה.
עם זאת, הנפח המוגבל ממשיך להיות בעוכרי התקליטור. 

שתי קרניים טובות מאחת!

עם סרטי 4K הצפויים להגיע בשנים הקרובות לשוק הצרכני, גם תקני דחיסה טובים יותר (דוגמת H.265 שהוזכר בכתבה אחרת) לא יספיקו כדי להכיל את כמות המידע המפלצתית שאנשים ימשיכו לדרוש.

• תקליטורי CD הישנים והטובים מכילים עד כ-700 מגהבייט מידע (הסטנדרטיים, לא אלה שחורגים מהסטנדרט)
• תקליטורי DVD, מכילים בגרסה כפולת השכבה - עד 8.5 ג'יגהבייט מידע
• תקליטורי בלוריי - עד 120 ג'יגהבייט (בהנחה שימצו את מלוא הפוטנציאל של ארבע שכבות)

אך אפילו 120 ג'יגהבייט מידע לא ממש ידגדגו לפורמט 4K, הידוע גם בשם Ultra-HD.

בקצב מידע המגיע ל-600 מגהבייט לשנייה של וידאו בלתי דחוס, גם באמצעות דחיסה בפורמטים חדשים, הנפח שיידרש לסרט ממוצע בן שעתיים יעמוד על לפחות 2.5 טרהבייט!

צריך לזכור כי תקני דחיסה אלה מאבדים מידע. גם אם לוקחים בחשבון את כמות הפרטים העצומה בתמונה בפורמט החדש, ככל שמאבדים יותר פרטים, הסכנה עולה לתמונה פגומה (Artifacts) בצורה אקספוננציאלית.

לכן, אם תימצא הדרך להכניס את הסרטים החדשים האלה על דיסקים שניתן לייצר, להטביע, או לצרוב בצורה פשוטה יחסית ובנפחים עצומים, לא תידרש דחיסה משמעותית כלל, והסרט ייראה במלוא הדרו.

וכאן נכנס המחקר של הצוות מהמרכז למיקרו-פוטונים באוניברסיטת סווינבורן (Swinburne University's Center for Micro-Photonics) אשר הצליח למצוא דרך להקטין את הגומה הנצרבת על תקליטורים באופן משמעותי עד כדי הכלת פטהבייט של מידע על תקליטור בודד.

באמצעות שימוש בשתי קרני לייזר, כאשר אחת משמשת לכתיבה, והשנייה למניעת כתיבה, הצליחו החוקרים לווסת את גודל המוקד בצורה שלא התאפשרה בעבר - למוקד של 9 נאנומטר בלבד (1/10000 מעובי שערת אדם). בנוסף לכך, החוקרים מתכוונים להשתמש בטכנולוגיה לכתיבה לנפח (תלת מימד) כדי להגדיל את נפח המידע האפשרי.

קצת פרופורציות לכמה באמת זה פטהבייט

המשמעות היא עצומה. מעבר להכפלת תכולת המידע על תקליטור פי עשרת אלפים, ניתן להשתמש בטכניקה כדי לייצר מכשירים סופר-קומפטיים (או סופר-דקים), כמו גם לקדם את תעשיית הנאנו בצעדי ענק.

החוקרים רואים בטכנולוגיה פתח למכשירים ניידים וזולים בעלי נפח אחסון עצום, כמו גם לפלטפורמה אידיאלית לחוות מידע גדולות.

אך יש לא מעט מכשולים בדרך, ואחד מהם שלא הוזכר במחקר, קשור למהירות הקריאה/כתיבה של מדיה תיאורטית שכזו, ומורכבות מנגנוני תיקון התקלות שיידרשו בנפחים דמיוניים כאלה.

כדי לקרוא מדיה כזו במהירות סבירה, צריך לסובב את הדיסק במהירויות שכיום ירסקו את הדיסק לרסיסים עוד לפני שיגיעו לחצי מהמהירות הנדרשת.

דיסקים המיוצרים כיום עבור נגני DVD סטנדרטיים מיוצרים ברמת דיוק לא רעה, אבל אפילו פגם קטן ביותר יגרום לדיסק להתחיל לרעוד במהירויות גבוהות ולאבד את היציבות שלו.

בנוסף לכך, סינון ותיקון שגיאות (סימון איזור פגום וכתיבה לאיזור אחר) יזדקקו למנגנונים חזקים יותר מאלה הקיימים כיום כדי להגיע ליעילות גבוהה מספיק שתאפשר עבודה סדירה עם מדיות כאלה.

יכול להיות שבמדיה שאינה מסתובבת (קוביות זיכרון למשל), עם דרך חדשה לקריאת המידע, הרעיון יוכל להתממש בצורה בטוחה יותר.

אם מעניין אתכם לקרוא עוד על הפיתוח, ניתן לקרוא את המחקר שפורסם במגזין Nature כאן.

האם אתם מאמינים שנראה מוצר כזה בשוק, או שאולי זכרון מצב-מוצק ימשיך לשלוט ולהתחזק? שתפו אותנו בדעתכם!