暴增至10倍!全球领先的它,来自光谷
张静宇和学生察看一张刻满数据的玻璃硬盘
近日,在武汉光电国家研究中心信息存储系统教育部重点实验室,一块巴掌大小的圆形玻璃被张静宇研究员送进了一个半密封设备中,在几束飞秒激光的照射下,吱吱声过后,玻璃被涂上一层浅灰色的印迹。一张可储存10TB的信息在玻璃介质上的玻璃光盘便诞生了。
它的存储容量目前是普通光盘的10倍,理论容量最高360TB,而且几乎可以永久保存。该项技术获得2024年全国颠覆性技术创新大赛最高奖——卓越奖。
让一块玻璃记忆能力惊人
便宜、高效还几乎可永久保存
讲述人:武汉光电国家研究中心研究员 张静宇
玻璃存储的存储能力好比写字一样,字便是记忆节点,要想写更多的字,必须把纸张表面积做得大大的,字(节点)小小的,容量才能更大。
存储是信息产业的基础。过去电脑或者手机的内存都是128MB,现在动辄1TB,因为数据大规模产生而不能原地保存,很多企业还建设了大型数据中心解决数据保存问题,如阿里云、华为云等,这些数据中心大多采用的是机械硬盘、磁带库存储,成本虽低,但能耗惊人。全球数据中心的能耗占到全球发电量的2%以上。
如何提高存储的效能?我们发现玻璃介质存储容量很大,可以实现三维堆积,相比于蓝光光盘,后者的介质只有一层,占介质体积的千分之一,利用率不高;而玻璃介质既是支撑件又是存储介质,存储区域的体积占到总体积的20%,数据层数可以做到400层,表面积足够大。另外,玻璃耐高热、耐紫外线、耐电磁辐射,玻璃介质存储可以实现长期保存。
一块普通的玻璃如何让它有记忆的功能呢?首先要在玻璃中产生结构,引起玻璃的化学性质变化,而完成这个任务的便是飞秒激光,类似于光刻,过去家用光刻机只能刻一层,而我们能刻400层。制作成的玻璃存储介质从表面看只增加了一层浅灰色,而在显微镜下玻璃表面呈现出的是三维立体结构。如何把结构又快又好写进玻璃里,工艺是关键。
该技术我们称之为“巨量信息低成本超长寿命玻璃多维存储技术”,目前华科大在该项技术上全球领先,国内也是独有的。相比于几年前,玻璃存储介质读写速度较过去快了3个数量级,单位体积的存储容量也提升了2个数量级,成本则下降了1个数量级。现在1GB的介质成本需要约1元,而玻璃存储介质1TB也才几十元,只有其他存储介质十分之一的成本。
目前,制造玻璃介质存储的设备已生产出原型样机,今年将推出产品样机,产品也将很快走向市场。

