دستاورد بزرگ محققان؛ تولید دیسک نوری نانومقیاس سه‌بعدی که ظرفیت پتابیتی دارد

مدل‌های زبان بزرگ هوش مصنوعی (LLM) بدون شک در صدر لیست فناوری‌های برتر 2023 قرار دارند. سرویس ChatGPT نیز به‌عنوان یک پیشرو در این زمینه شناخته می‌شود. هوش مصنوعی این موفقیت را مدیون داده‌های بزرگ است. با‌این‌حال، هوش مصنوعی همزمان فرصت‌ها و چالش‌های جدیدی را برای توسعه داده‌های بزرگ ارائه کرده است. یکی از این فرصت‌ها در زمینه ذخیره‌سازی اطلاعات در ظرفیت‌های پتابیتی اتفاق افتاده است.

به گزارش Phys، ذخیره‌سازی داده‌های بزرگ در دنیای دیجیتالی امروز بسیار مهم است. با‌این‌حال، دستگاه‌های ذخیره‌سازی رایج مانند هارد دیسک‌ها و دستگاه‌های فلش نیمه‌هادی با محدودیت‌هایی از نظر هزینه، مقاومت و طول عمر روبه‌رو هستند.

دستگاه‌های ذخیره‌ساز نوری یک راه‌حل مناسب برای ذخیره اطلاعات با هزینه کارآمد و بلندمدت‌اند. با‌این‌حال، دستگاه‌های ذخیره‌ساز نوری با محدودیت‌های اساسی در شکست نور مواجه هستند. این محدودیت فیزیکی نه‌تنها مانع توسعه دستگاه‌های نوشتاری لیزری می‌شود، بلکه بر تکنولوژی میکروسکوپی و ذخیره‌سازی نوری نیز تأثیر می‌گذارد.

ازبین‌بردن محدودیت شکست نور، به‌عنوان 125 مسئله علمی مهم فیزیک در سال 2021 اعلام شد. همچنین این موضوع یکی از هفت اختراع فناوری پیش‌بینی‌شده توسط مجله Nature برای سال 2024 و بعد از آن است.

حالا یک تیم چندرشته‌ای به‌رهبری دکتر «من گو» در دانشگاه علوم و فناوری شانگهای (USST) و مؤسسه اپتیک و مکانیک شانگهای (SIOM) چین، با موفقیت از این چالش عبور کردند. آن‌ها به‌تازگی پژوهش‌های جدید خود را با عنوان «حافظه‌ی دیسک نانومقیاس سه‌بعدی با ظرفیت پتابیت» در مجله Nature منتشر کرده‌اند.

ذخیره‌سازی داده‌ها در مقیاس پتابیت

برای اولین‌بار، این محققان نشان دادند با گسترش معماری ضبط در صفحه به سه بُعد با صدها لایه، ظرفیت ذخیره‌سازی داده‌های نوری می‌تواند به سطح پتابیت (Pb) برسد؛ به‌طوری که این فناوری محدودیت شکست نور در نقاط ضبط‌شده را می‌شکند.

بنابراین ظرفیت ذخیره‌سازی در اندازه‌ای معادل یک دیسک DVD می‌تواند به سطح پتابیت برسد؛ معادل حداقل 10,000 دیسک بلوری و 100 هارد دیسک با ظرفیت بالا.

این فناوری نوین حافظه که با دیسک نوری مقیاس نانوی سه‌بعدی با ظرفیت پتابیت کار می‌کند، یک یک فناوری انقلابی است. مجموعه داده‌های GPT که شامل 5.8 میلیارد صفحه وب فهرست‌شده و حدود 56Pb متن اختصاصی است، به‌طور معمول نیازمند یک فضای بسیار بزرگ برای ذخیره‌سازی هارد دیسک‌ها است.

حافظه دیسک نوری نانومقیاس سه‌بعدی می‌تواند این فضا را به اندازه یک رایانه رومیزی کوچک کند و هزینه‌ها را به طور قابل‌توجهی کاهش دهد. علاوه‌براین، مصرف انرژی حافظه دیسک نوری نانومقیاس چندین برابر کمتر از روش‌های قدیمی دیگر است و عمر مفید آن می‌تواند به 50 تا 100 سال برسد.