Bài học rút ra chính
- Những cải tiến gần đây trong công nghệ lưu trữ có thể dẫn đến ổ cứng lớn hơn nhiều.
- Vật liệu graphene là một phần của cách tiếp cận mới để xây dựng ổ lưu trữ dày đặc hơn.
- DNA là một phương pháp khả thi khác để tăng dung lượng ổ cứng có tuổi thọ lâu dài.
Sẵn sàng cho các ổ cứng lớn hơn nhiều.
Vật liệu graphene có thể được sử dụng để đóng gói nhiều dữ liệu hơn trong ổ đĩa cứng so với các phương pháp hiện tại, các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge cho thấy trong một nghiên cứu gần đây. Đó là một trong một số công nghệ mới có thể giúp bạn có thể nhồi nhiều dữ liệu hơn vào ổ đĩa cứng khi nhu cầu lưu trữ ngày càng tăng.
"Các ứng dụng mới vừa tốn nhiên liệu vừa đòi hỏi bộ dữ liệu lớn", John Morris, giám đốc công nghệ của nhà sản xuất ổ cứng Seagate Technology, cho biết trong một cuộc phỏng vấn qua email. "Đó là lý do tại sao ổ cứng ngày càng rộng rãi hơn. Bất cứ thứ gì bạn gửi lên đám mây - hình ảnh, video, tài liệu cá nhân và công việc của bạn đều nằm trên ổ cứng dung lượng cao hơn và cao hơn."
Đặt nhiều hơn vào ít hơn
Ổ đĩa cứng (HDD) lần đầu tiên xuất hiện vào những năm 1950, nhưng việc sử dụng chúng làm thiết bị lưu trữ trong máy tính cá nhân chỉ bắt đầu từ giữa những năm 1980. Chúng ngày càng trở nên nhỏ hơn về kích thước và dày đặc hơn về số lượng byte được lưu trữ. Trong khi ổ cứng thể rắn phổ biến cho các thiết bị di động, ổ cứng HDD vẫn tiếp tục được sử dụng để lưu trữ các tệp trong máy tính để bàn, chủ yếu là vì chúng tương đối rẻ để sản xuất và mua.
Ổ cứng chứa hai thành phần chính: đĩa và đầu. Dữ liệu được ghi trên đĩa bằng cách sử dụng một đầu từ tính, chạy phía trên chúng khi chúng quay. Khoảng cách giữa đầu và đĩa liên tục giảm để có mật độ cao hơn.
Điều này sẽ thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của các ổ đĩa cứng mật độ cao mới.
Hiện tại, lớp phủ dựa trên carbon (COC) được sử dụng để bảo vệ đĩa cứng khỏi các hư hỏng cơ học và ăn mòn - chiếm một phần đáng kể trong khoảng cách này. Mật độ dữ liệu của ổ cứng đã tăng gấp bốn lần kể từ năm 1990 và độ dày COC đã giảm từ 12,5nm xuống còn khoảng 3nm, tương ứng với một terabyte trên mỗi inch vuông. Giờ đây, các nhà nghiên cứu nói rằng graphene, là một lớp nguyên tử đơn lẻ được sắp xếp trong một mạng lưới tổ ong hai chiều, cho phép chúng tăng mật độ.
Các nhà nghiên cứu Cambridge đã thay thế COC thương mại bằng một đến bốn lớp graphene và thử nghiệm độ ma sát, mài mòn, độ ăn mòn, độ ổn định nhiệt và khả năng tương thích của chất bôi trơn. Ngoài độ mỏng vô địch, graphene đáp ứng tất cả các đặc tính lý tưởng của lớp phủ HDD trong việc bảo vệ chống ăn mòn, ma sát thấp, chống mài mòn, độ cứng, khả năng tương thích với chất bôi trơn và độ mịn bề mặt.
Các nhà nghiên cứu khẳng địnhGraphene giúp giảm ma sát gấp hai lần và mang lại khả năng chống ăn mòn và mài mòn tốt hơn so với các giải pháp hiện đại. Một lớp graphene duy nhất giúp giảm ăn mòn 2,5 lần.
Các nhà khoa học Cambridge đã chuyển graphene lên đĩa cứng làm bằng sắt-bạch kim làm lớp ghi từ tính và thử nghiệm tính năng Ghi từ tính hỗ trợ nhiệt (HAMR). Công nghệ mới này cho phép tăng mật độ lưu trữ bằng cách làm nóng lớp ghi ở nhiệt độ cao.
Các COC hiện tại không hoạt động ở nhiệt độ cao này, nhưng graphene thì có. Các nhà nghiên cứu cho biết Graphene, kết hợp với HAMR, có thể vượt trội hơn các ổ cứng HDD hiện tại, cung cấp mật độ dữ liệu chưa từng có, cao hơn 10 terabyte mỗi inch vuông.
"Chứng minh rằng graphene có thể đóng vai trò như một lớp phủ bảo vệ cho các ổ đĩa cứng thông thường và nó có thể chịu được các điều kiện HAMR là một kết quả rất quan trọng", Anna Ott từ Trung tâm Cambridge Graphene, một trong những đồng tác giả của nghiên cứu này, cho biết trong một bản tin. "Điều này sẽ thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của các ổ đĩa cứng mật độ cao mới."
DNA để lưu trữ?
Graphene không phải là trò chơi duy nhất trong thị trấn khi nói đến những đổi mới trong lưu trữ dữ liệu. Các nhà khoa học đang khám phá khả năng DNA có thể được sử dụng để lưu trữ thông tin như phim và nhạc.
Công nghệ lưu trữ DNA đã tồn tại, nhưng nó chưa bao giờ được biến đổi thành một sản phẩm có giá trị cho người tiêu dùng. Điều đó có thể thay đổi nhờ các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, người gần đây đã phát triển phần mềm, Mã lưu trữ DNA thích ứng (ADS Codex), dịch các tệp dữ liệu từ ngôn ngữ nhị phân của các số 0 và ngôn ngữ mà máy tính hiểu thành mã sinh học hiểu được.
"Lưu trữ DNA có thể làm gián đoạn cách chúng ta nghĩ về lưu trữ lưu trữ vì dữ liệu lưu trữ quá lâu và mật độ dữ liệu quá cao", Bradley Settlemyer, một nhà nghiên cứu tại Los Alamos, cho biết trong một thông cáo báo chí. "Bạn có thể lưu trữ tất cả YouTube trong tủ lạnh của mình thay vì trong các trung tâm dữ liệu hàng trăm mẫu Anh."
