Немецкая компания Cerabyte разработала технологию хранения данных на основе керамики, которая позволит записать на один картридж 100 Пбайт, а на ленточный накопитель с керамическим напылением — 1 Эбайт. Подробности о новой технологии керамической нанопамяти компания представит ближе к концу сентября.

Источник изображений: Cerabyte

Новая технология представляет способ хранения информации на основе неорганических нанослоев с использованием керамических частиц толщиной 50–100 атомов. Данные можно будет записывать и считывать с помощью лазера или пучка частиц, структурируя информацию аналогично QR-кодам.

Cerabyte утверждает, что объёмная плотность хранения данных «в основном зависит от толщины подложки», которая может представлять собой стеклянные пластины толщиной 100–300 мкм или ленты толщиной 5 мкм с покрытием толщиной 10 нм. Информация на подобных носителях будет защищена от большинства стандартных угроз для носителей данных: пожаров, наводнений и электрических разрядов.

Технология предусматривает уменьшение размеров частиц со 100 нм до 3 нм, что примерно соответствует повышению плотности записи порядка Гбайт/см² до уровня Тбайт/см². Запись и чтение данных происходит с помощью оптической микроскопии высокого разрешения или же электронно-лучевой микроскопии (для структур ниже предела оптической дифракции). Кроме того, потребуется весьма продвинутая робототехническая составляющая.

Cerabyte утверждает, что новая технология уже в 2025–2030 гг. позволит повысить плотность хранения данных с 10 до 100 Пбайт на стойку при использовании картриджей CeraMemory, а в 2030–2035 гг. планируется появление лент CeraTape ёмкостью 1 Эбайт. Правда, задержка доступа к данным будет измеряться секундами.

Представители Cerabyte заявляют, что керамическая нанопамять обеспечивает скорость записи и чтения данных на уровне Гбайт/с, при этом за один лазерный импульс может быть записано 2 млн бит информации. По утверждению компании, запись на ленту при помощи потока частиц может достичь объёмной плотности класса Тбайт/мм³, что на порядок превышает плотность хранения всех коммерчески доступных сегодня решений для хранения данных.

Cerabyte сообщила, что носитель полностью пригоден для вторичной переработки, имеет малое энергопотребление для записи и чтения, а также длительный срок службы, что даёт новой технологии большие преимущества в области устойчивого развития. Ожидается, что структура затрат на внедрение новой технологии хранения окажется ниже совокупной стоимости текущих коммерческих технологий хранения.

Эксперты отмечают, что если объёмная плотность данных «в основном зависит от толщины подложки», то устройства Cerabyte должны будут иметь крайне сложную конструкцию для осуществления записи и чтения данных на нужной глубине и в нужном месте на носителе. Это может оказаться серьёзным препятствием для коммерческого успеха новой технологии. Ранее именно сложности подобной разработки положили конец идеям голографического хранения информации.

Стало известно, что компания Western Digital получила целый ряд патентов, которые предполагают совмещение конструкций и механизмов жёстких дисков и ленточных накопителей. Речь идёт о встраиваемых ленточных накопителях ( LTO), в которых могут размещаться компоненты жёстких дисков. Подобные накопители могут занять промежуточное место между ёмкими, но очень медленными лентами и куда более быстрыми, но не столь вместительными жёсткими дисками.

Иллюстрация из патента WD, на которой виден подвес магнитных головок по типу HDD (130). Источник изображения: WD

Источник сообщает о трёх самых важных патентах: 11393498 (узел головки с системой подвеса для встроенного накопителя на ленте), 20200258544 (ленточный встраиваемый привод) и 11081132 (ленточный встраиваемый привод с компонентами жесткого диска). Судя по описанию, речь идёт о переносе в кассеты с лентами узлов для чтения и записи, заимствованных у жёстких дисков. Фактически WD рассчитывает уйти от ленточных накопителей и библиотек на их основе, превратив каждую ленту в накопитель в формфакторе жёсткого диска.

Безусловно, это сделает дороже запись на ленте. Однако общая стоимость хранения данных на лентах будет ниже, чем на жёстких дисках в том же формфакторе. Стоимость хранения попадёт в диапазон от $4 за Тбайт на ленте до $20 за Тбайт на жёстком диске корпоративного класса. Скорость доступа к данным на ленте продолжит страдать, хотя использование флеш-памяти может сгладить эту проблему. Зато унифицированный подход позволит устанавливать встраиваемые ленточные накопители в существующие решения для масштабирования дисковых подсистем и будут очень просто решать проблему нехватки ёмкости.

Другой вопрос, как отнесутся к этой инициативе компании, которые курируют стандарт LTO? Стратегия таких компаний, главными из которых являются IBM, HPE и Quantum, предполагает наличие дорогих приводов и целых комплексов библиотек и дешёвых лент. Компании Western Digital придётся приложить значительные усилия, если она пожелает воплотить свою разработку в жизнь. Возможно, ей поможет растущий спрос на ленты, где найдётся место также для новых предложений. А если этого не случится, у WD есть «запасной аэродром» — хранение данных на ДНК, хотя это уже другая история.