Media Penyimpanan Cerdas – Bagaimana Kristal Dapat Menyelamatkan Umat Manusia

Penyimpanan Data yang Berkembang

Recording data was crucial to civilization’s founding. In fact, the invention of written records defined the separation between the prehistorical and historical periods. From early cuneiform clay tablets and papyrus scrolls to medieval books and the printing press, improvements in writing methods and technology have been transformative to human societies.

Hari ini, kita mencatat dan menangani lebih banyak data daripada sebelumnya. Namun secara paradoks, media penyimpanan kita menjadi semakin rapuh. Misalnya, kini kita menyadari adanya disk rot, atau CD rot, yaitu degradasi lapisan reflektif pada compact disc (CD). Kemungkinan besar sebagian besar perangkat penyimpanan ini, termasuk arsip museum, akan tidak dapat dibaca setelah beberapa dekade saja. Masalah yang sama memengaruhi metode penyimpanan optik lainnya seperti DVD dan Blu-ray.

Sumber: Digital Scrapbooking Storage

Demikian pula, hard drive dapat sangat sensitif terhadap gelombang elektromagnetik, sehingga sebagian besar data dunia dapat terhapus oleh badai matahari atau EMP yang cukup kuat.

Jadi secara keseluruhan, dibandingkan dengan naskah yang ditulis pada vellum, papirus, atau tanah liat, pengetahuan modern hanya akan bertahan beberapa dekade atau satu abad, atau berada satu bencana jauhnya dari kehancuran total.

Untungnya, peneliti sedang mengeksplorasi teknologi untuk penyimpanan data yang jauh lebih tahan lama. Dan secara menggelikan, teknologi ini mungkin sangat mirip dengan jenis kristal yang kita lihat di kapal alien dalam acara fiksi ilmiah.

Sumber: RPF

Ketahanan Kristal

Sebagian besar material mengalami degradasi seiring waktu, baik itu ukiran canggih pada wafer silikon maupun kertas/kulit hewan. Namun, kristal mineral adalah salah satu jenis struktur yang tetap luar biasa stabil selama milenium, bahkan jutaan tahun.

Hal ini karena kristal sangat terorganisir dan terstruktur secara kaku pada tingkat atom. Ini berarti untuk mulai merusaknya, Anda harus memecahnya pada tingkat atom, bukan sekadar mengurangi ikatan antar serat besar atau muatan elektromagnetik atom silikon.

Sumber: Britannica

Ini membuat kristal sangat tahan terhadap kerusakan akibat panas, mikroorganisme, atau elektromagnetisme.

Properti inilah yang membuat Prof. Peter Kazansky di University of Southampton mengembangkan penyimpanan data kristal. Baru-baru ini mereka mendaftarkan seluruh data genom manusia dalam satu kristal seperti itu.

Sumber: University of Southampton

Dan dalam jangka panjang, ini mungkin menjadi cara untuk menyimpan total pengetahuan manusia selama hampir keabadian.

“Kunci visual yang terukir pada kristal memberi penemu pengetahuan tentang data apa yang disimpan di dalamnya dan bagaimana data tersebut dapat digunakan.

Di atas bidang data padat yang tersimpan di dalamnya, kunci menunjukkan unsur universal (hidrogen, oksigen, karbon, dan nitrogen); empat basa molekul DNA (adenin, sitosin, guanin, dan timin) beserta struktur molekulnya; penempatannya dalam struktur heliks ganda DNA; dan bagaimana gen menempatkan diri ke dalam kromosom, yang kemudian dapat dimasukkan ke dalam sel.”

Kristal 5D

Cara mereka melakukannya adalah dengan memanfaatkan sifat 3D kristal. Mereka merekam data dalam kristal menggunakan laser ultra‑cepat untuk secara presisi menuliskan data ke dalam rongga nano‑terstruktur di dalam kristal silika – dengan ukuran fitur sekecil 20 nanometer.

Sumber: ZME Science

Hal ini bertentangan dengan sebagian besar pencatatan data yang saat ini digunakan, yang kebanyakan merekam data pada bidang 2D, baik kertas, pita magnetik, atau wafer silikon.

Sebaliknya, mereka merekam data di seluruh kedalaman kristal (3D), serta menambahkan lapisan kepadatan data lain dengan menambahkan 2 dimensi optik ke dimensi ruang 3D.

Birefringensi

Secara teori, penyimpanan data 3D “sederhana” yang menggunakan posisi spasial dari rongga nanoskoptik dalam kristal sudah cukup. Namun, hal ini memerlukan kristal yang jauh lebih besar atau membatasi volume data yang dapat disimpan per kristal.

Jadi para peneliti juga memanfaatkan fenomena yang disebut “birefringensi”. Ini berarti material mengarahkan cahaya secara berbeda tergantung pada polarisasi cahaya. Hal ini memungkinkan kita menggandakan kepadatan penyimpanan data sebesar 8 kali.

Dengan merekam data menggunakan optik fokus yang lebih ketat dan cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek, dimungkinkan mencapai densifikasi spasial (3D) serupa dengan pada disc Blu‑Ray, dengan ukuran pit kurang dari 200 nm.

Dikombinasikan dengan dimensi keempat dan kelima yang disediakan oleh birefringensi, yang memungkinkan satu pit menyimpan delapan bit (satu byte) informasi dibandingkan satu bit, maka dimungkinkan mencapai kapasitas yang belum pernah terjadi sebelumnya yaitu ratusan terabyte dalam satu disc berdiameter 12 cm.

5D Memory Crystal

Ketahanan Ekstrem

Tidak hanya ini akan memiliki kepadatan penyimpanan data seperti Blu‑ray, tetapi juga jauh lebih tahan lama. Kristal yang digunakan setara dengan kuarsa cair, salah satu material paling tahan kimia dan termal di Bumi.

Ia dapat menahan ekstrem suhu tinggi dan rendah, beku, api, serta suhu hingga 1000 °C. Kristal juga dapat menahan gaya benturan langsung hingga 10 ton per cm² dan tidak berubah meskipun terpapar radiasi kosmik dalam waktu lama. Demikian pula tidak terpengaruh oleh arus listrik yang intens.

Aplikasi

Arsip Permanen

Meskipun sangat tahan lama, sistem penyimpanan data semacam itu tidak dapat ditulis ulang. Jadi kita tidak boleh mengharapkan teknologi ini menjadi bagian dari komputer kita dalam waktu dekat.

Kemungkinan juga tidak secepat atau semudah membaca disk optik, sehingga menjadi media yang kurang cocok untuk data yang sering kita konsultasikan.

Namun, ini adalah format penyimpanan yang sempurna untuk arsip yang ingin kita pertahankan tidak berubah selama periode yang sangat panjang. Jadi ini bisa menjadi sistem yang bagus untuk menyimpan banyak jenis informasi yang tidak berubah seiring waktu dan cukup penting untuk layak diupayakan:

• Catatan historis dan arkeologis.
• Sastra, musik, dan seni secara umum.
• Pengetahuan ilmiah, mulai dari sejarah ilmu hingga basis data tentang matematika, kimia, fisika, biologi yang dikenal, dll.
• Data keuangan, dengan penyimpanan semacam ini mungkin bahkan lebih tahan lama daripada jaringan blockchain terdesentralisasi.
• Program cadangan dan data inti lainnya dari sistem TI.

Asuransi Bencana

Data genom manusia yang baru-baru ini direkam pada kristal 5D akan disimpan dalam arsip Memory Of Mankind. Ini adalah kapsul waktu khusus di dalam gua garam yang terpendam 2 km di Hallstatt, Austria.

Geologi gunung akan memungkinkan arsip MOM menutup dirinya sepenuhnya melalui fenomena alami: garam “mengalir” dengan kecepatan 2 cm/tahun ke dalam setiap ruang kosong. Ini akan melindungi arsip dari ancaman terbesar; manusia itu sendiri.

Tujuannya adalah mengarsipkan memori manusia, mulai dari kesaksian dan cerita yang dikumpulkan individu hingga dokumentasi teknologi, serta misalnya lokasi repositori limbah nuklir atau beracun.

Sebelumnya, Memory Of Mankind mengandalkan keramik berteknologi tinggi untuk menyimpan teks dan gambar secara permanen dengan tujuan dapat dibaca dalam 1 juta tahun. Ini juga akan berisi alat dekripsi yang sangat luas untuk menjelaskan bahasa kita.

Sebuah tablet Mikrofilm Keramik (20×20 cm) dapat memuat hingga 5 juta karakter, yang setara dengan 5×400 halaman buku. Sebuah buku pada Mikrofilm Keramik memerlukan 1/200 volume dibandingkan versi cetak.

Data Genetik Spesies yang Punah

Beberapa data juga tidak dapat dipulihkan ketika hilang. Hal ini berlaku tidak hanya bagi pencapaian manusia tetapi juga bagi dunia alami.

Sebagai contoh, data genetik spesies yang punah atau terancam punah dapat (seharusnya) diarsipkan dengan cara yang begitu tahan lama.

Mengingat pembuatan bakteri sintetis oleh tim Dr. Craig Venter pada tahun 2010, dan upaya saat ini untuk menghidupkan kembali mammoth, tidaklah berlebihan membayangkan dalam beberapa dekade atau abad akan ada upaya untuk menciptakan kembali spesies yang punah tersebut dari nol.

Eksplorasi Luar Angkasa Dalam

Prof. Kazansky dan timnya terinspirasi dari plakat pesawat luar angkasa Pioneer yang diluncurkan NASA dengan tujuan melampaui batas-batas Tata Surya.

Sumber: Space.com

Kristal 5D dapat digunakan secara serupa untuk mentransfer informasi melintasi bintang-bintang, dengan kehilangan data minimal hingga tidak ada. Hal ini sebenarnya sudah pernah dilakukan, meskipun lebih sebagai gimmick pemasaran, yaitu kristal 5D yang berisi trilogi klasik fiksi ilmiah Foundation karya Asimov berada di atas Tesla Roadster yang dikirim ke luar angkasa pada tahun 2018.

Beberapa pemikir imajinatif bahkan mempertimbangkan bahwa ini dapat menjadi cara bagi umat manusia untuk menjelajahi bintang-bintang tanpa metode perjalanan cepat. Sebuah kapal dapat dikirim dengan data dan mesin yang diperlukan untuk menciptakan embrio manusia “dari nol”, dan melahirkan kolonis baru di bintang-bintang yang sangat jauh.

Berinvestasi dalam Penyimpanan Data

Kristal 5D saat ini masih merupakan teknologi yang sangat baru, juga dikembangkan oleh perusahaan swasta 5D Memory Crystal / SPhotonics, yang dipisahkan dari University of Southampton. Namun, perusahaan lain sedang mengeksplorasi cara membuat teknologi penyimpanan data jauh lebih tahan lama dibandingkan metode kita saat ini.

Anda dapat berinvestasi di perusahaan penyimpanan data melalui banyak broker, dan di sini, di securities.io, Anda dapat menemukan rekomendasi kami untuk broker terbaik di Amerika Serikat, Kanada, Australia, Inggris, serta banyak negara lainnya.

Jika Anda tidak tertarik hanya pada perusahaan penyimpanan data, Anda juga dapat melihat ETF teknologi seperti ProShares Nanotechnology ETF (TINY), Global X Cloud Computing ETF (CLOU), atau Defiance Quantum ETF (QTUM) yang akan memberikan paparan yang lebih terdiversifikasi untuk memanfaatkan pentingnya data dan TI dalam ekonomi modern.

Perusahaan Penyimpanan Data

1. Twist Biosciences

Perusahaan ini mengkhususkan diri dalam sintesis DNA, memanfaatkan metode miniaturisasi dari industri semikonduktor, menghemat waktu dan biaya bagi peneliti.

Selain itu, perusahaan ini sedang mengerjakan pembuatan penyimpanan data berbasis DNA yang dapat digunakan untuk melindungi data secara independen dari sistem elektronik. Jadi mungkin teknologi penyimpanan data canggih dapat menggunakan DNA itu sendiri, selain kristal.

Miniaturisasi ini memungkinkan kami mengurangi volume reaksi sebesar faktor 1.000.000 sekaligus meningkatkan throughput sebesar faktor 1.000, memungkinkan sintesis 9.600 gen pada satu chip silikon secara penuh.

Sumber: Twist Biosciences

Pada Januari 2023, perusahaan mulai mengirim produk dari instalasi manufaktur kedua yang baru diluncurkan. Pabrik baru tersebut diharapkan menggandakan kapasitas produksi Twist.

Dengan kemampuan sintesis DNA dan RNA yang canggih, Twist dapat dengan cepat menjadi produsen aptamer utama jika pasar produk anti-pembekuan tumbuh.

Sebagai produsen “netral” yang fokus menyediakan urutan asam nukleat terbaik dengan harga terbaik, perusahaan ini dapat menjadi mitra manufaktur pilihan bagi perusahaan farmasi mana pun yang ingin mengkomersialkan asam nukleat berguna, seperti penyimpanan data atau aptamer anti-pembekuan.

2. Pure Storage

Sangat mungkin suatu hari kita mengandalkan penyimpanan DNA atau kristal 5D untuk melindungi data penting. Namun sampai saat itu, kemungkinan kebutuhan kita akan penyimpanan data tambahan akan tetap melalui solusi berbasis silikon yang biasa.

Pure Storage adalah pemimpin di pasar “Storage-as-a-Service” (STaaS). Perusahaan ini tumbuh cepat (18% tahun ke tahun) dengan lebih dari 12.500 pelanggan global (naik dari lebih 9.000 pada 2022), termasuk Meta, Comcast, Domino’s Pizza, dan NASA.

Sumber: Pure Storage

Pure Storage juga mendukung banyak proyek AI dari SiriusXM, AutoNation, Health Genome Center 2030, Crater Labs, dll.

Keunggulan utama perusahaan ini didasarkan pada teknologi FlashArray dan FlashBlade, yang mengungguli hard drive dengan menyimpan data pada drive memori flash.

Sistemnya mengonsumsi daya dan ruang 2-5 kali lebih sedikit dibandingkan sistem hard drive yang ada dan 10 kali lebih andal.

Sumber: Pure Storage

Karena 1-2% konsumsi energi global berasal dari pusat data, mengurangi konsumsi energi terkait penyimpanan sebesar 80% dapat memberikan dampak besar.

Pure Storage awalnya sebagian besar merupakan produsen perangkat keras tetapi secara perlahan berkembang menjadi penyedia layanan cloud dengan penawaran turnkey lengkap.

Pure Storage kemungkinan akan mendapat manfaat dalam beberapa tahun mendatang dari meningkatnya AI yang dipadukan dengan kebutuhan mengurangi konsumsi energi industri TI, seperti yang diilustrasikan misalnya dengan kesepakatan terbaru Microsoft untuk menyalakan kembali pembangkit listrik tenaga nuklir Three Mile Island.