Matalinong Mga Medium ng Imbakan – Paano Makakatulong ang mga Kristal sa Sangkatauhan

Pagbabago ng Imbakan ng Datos

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.

Sa ngayon, nagre-record at humahawak tayo ng mas maraming datos kaysa dati. Ngunit sa kabila nito, ang mga medium ng imbakan natin ay nagiging mas marupok. Halimbawa, alam na natin ang disk rot, o CD rot, na kung saan nasisira ang reflective layer ng compact disc (CD). Malamang na karamihan sa mga imbakan na ito, kasama ang mga arkibo ng museo, ay hindi na mababasa matapos lamang ng ilang dekada. Ang parehong problema ay nakakaapekto rin sa iba pang optical storage tulad ng DVD at Blu-ray.

Pinagmulan: Digital Scrapbooking Storage

Gayundin, ang mga hard drive ay maaaring maging napaka-sensitibo sa mga electromagnetic wave, kaya’t ang karamihan ng datos sa mundo ay maaaring mabura ng isang sapat na malakas na solar storm o EMP.

Kaya sa pangkalahatan, kung ikukumpara sa mga manuskrito na nakasulat sa vellum, papyrus, o luwad, ang modernong kaalaman ay magtatagal lamang ng ilang dekada o isang siglo, o isang kalamidad lamang ang makakapagwasak nito nang lubusan.

Sa kabutihang palad, nagsusuri ang mga mananaliksik ng mga teknolohiya para sa mas matibay na imbakan ng datos. At nakakatuwang isipin, maaaring magmukhang halos katulad ng kristal na nakikita natin sa mga alien ship sa mga palabas ng siyensiyang pantasya.

Pinagmulan: RPF

Pagkatibay ng mga Kristal

Most materials degrade in time, whether it be advanced engraving on silicon wafers or paper/animal skins. However, mineral crystal is one type of structure that stays remarkably stable for millennia, if not millions of years.

Karamihan sa mga materyales ay nabubulok sa paglipas ng panahon, maging ito man ay advanced engraving sa silicon wafers o papel/balat ng hayop. Gayunpaman, ang mineral na kristal ay isang uri ng estruktura na nananatiling napakastable sa loob ng libu-libong taon, kung hindi man milyon-milyong taon.

Itong katangiang ito ay dahil ang mga kristal ay napaka-rigido at organisado sa antas ng atom. Ibig sabihin, upang masira ito, kailangan mong sirain ito sa antas ng atom imbes na sirain lamang ang mga bond sa pagitan ng malalaking hibla o ang electromagnetic charge ng isang silicon atom.

Pinagmulan: Britannica

Ginagawa nitong napakatibay ang mga kristal laban sa pinsala mula sa init, mikroorganismo, o elektromagnetismo.

Itong mga katangiang ito ang nag-udyok kay Pr. Peter Kazansky sa University of Southampton na bumuo ng kristal na imbakan ng datos. Kamakailan lamang nila nairehistro ang kabuuan ng datos ng human genome sa isang ganitong kristal.

Pinagmulan: University of Southampton

At sa pangmatagalan, maaaring maging paraan ito upang iimbak ang kabuuang kaalaman ng sangkatauhan nang halos magpakailanman.

“Ang visual na susi na inukit sa kristal ay nagbibigay sa nakakita ng kaalaman kung anong datos ang nakalagay sa loob at kung paano ito magagamit.

Sa itaas ng masiksik na mga eroplano ng datos na nakapaloob, ipinapakita ng susi ang mga unibersal na elemento (hydrogen, oxygen, carbon, at nitrogen); ang apat na base ng molekulang DNA (adenine, cytosine, guanine, at thymine) kasama ang kanilang molekular na estruktura; ang kanilang pagkakalagay sa dobleng helix na estruktura ng DNA; at kung paano nagkakahanay ang mga gene sa isang kromosoma, na maaaring ilagay sa isang selula.

5D Kristal

The way they did it is by leveraging the 3D nature of crystals. They record the data in the crystal using ultra-fast lasers to precisely inscribe data into nano-structured voids within silica crystal – with feature sizes as small as 20 nanometres.

Ang paraan nila ay gamit ang 3D na katangian ng mga kristal. Ini-record nila ang datos sa kristal gamit ang ultra-fast lasers upang eksaktong iukit ang datos sa mga nano-structured voids sa loob ng silica crystal – na may sukat na kasing liit ng 20 nanometro.

Pinagmulan: ZME Science

Ito ay kabaligtaran sa karamihan ng kasalukuyang ginagamit na pagre-record ng datos, na kadalasan ay nagre-record sa 2D na plano, tulad ng papel, magnetic tape, o silicon wafer.

Sa halip, ini-record nila ang datos sa lahat ng lalim ng kristal (3D), pati na rin nagdadagdag ng isa pang layer ng data density sa pamamagitan ng pagdagdag sa 3D spatial dimension ng 2 optical dimensions.

Birefringence

In theory, “simple” 3D data storage using the spatial position of the nanoscopic void in the crystal could be enough. However, it would require much larger crystals or limit the data volume that can be held per crystal.

Sa teorya, ang “simple” 3D na imbakan ng datos gamit ang spatial position ng nanoscopic void sa kristal ay maaaring sapat. Gayunpaman, kakailanganin nito ang mas malalaking kristal o limitahan ang dami ng datos na maaaring ilagay sa bawat kristal.

Kaya’t ginagamit din ng mga mananaliksik ang phenomenon na tinawag na “birefringence”. Ibig sabihin nito ay muling dinidirekta ng materyal ang liwanag depende sa polarization ng liwanag. Pinapayagan nito na madoble ang data storage density ng 8x.

Sa pamamagitan ng pag-record ng datos gamit ang mas mahigpit na focusing optics at mas maikling wavelength na liwanag, posible na makamit ang spatial (3D) densification na katulad ng sa mga Blu‑Ray disc, na may pit size na mas mababa sa 200 nm.

Pinagsama sa ika‑apat at ikalimang dimensyon na ibinibigay ng birefringence, na nagpapahintulot sa isang pit na mag-imbak ng walong bits (isang byte) ng impormasyon kumpara sa isa, posible na makamit ang hindi pa nagagawang kapasidad na daan‑daang terabytes sa isang 12cm-diameter na disc.

5D Memory Crystal

Extreme Durability

Not only this would be as dense of data storage as Blu-rays, but it would also be a lot more durable. The crystal used is equivalent to fused quartz, one of the most chemically and thermally durable materials on Earth.

Hindi lamang ito magiging kasing-dense ng imbakan ng datos tulad ng Blu‑ray, ngunit magiging mas matibay din. Ang kristal na ginagamit ay katumbas ng fused quartz, isa sa pinaka-chemical at thermal na matibay na materyales sa Earth.

Kayang tiisin nito ang matataas at mababang ekstremong pagyeyelo, apoy, at temperatura hanggang 1000 °C. Ang kristal ay maaari ring tiisin ang direktang puwersa ng impact na hanggang 10 tonelada bawat cm2 at hindi nagbabago kahit na matagal na na-expose sa cosmic radiation. Ganun din, hindi ito naaapektuhan ng matinding electric currents.

Applications

Permanent Archives

While ultra-durable, such a data storage system is not rewritable. So we should not expect this sort of technology to be part of our computers any time soon.

Habang napaka-tibay, ang ganitong sistema ng imbakan ng datos ay hindi maaaring i-rewrite. Kaya hindi natin dapat asahan na magiging bahagi ito ng ating mga computer sa malapit na hinaharap.

Malamang din na hindi ito kasing bilis o kadali basahin kumpara sa optical disks, kaya ito ay hindi magandang medium para sa datos na madalas nating konsultahin.

Gayunpaman, ito ay perpektong format ng imbakan para sa mga arkibo na nais nating mapanatili nang hindi nababago sa napakatagal na panahon. Kaya maaaring maging mahusay na sistema ito para sa pag-imbak ng maraming uri ng impormasyon na hindi nagbabago sa paglipas ng panahon at sapat na mahalaga upang sulit ang pagsisikap:

• Mga tala ng kasaysayan at arkeolohiya.
• Panitikan, musika, at sining sa pangkalahatan.
• Kaalamang siyentipiko, mula sa kasaysayan ng agham hanggang sa mga databank ng kilalang matematika, kimika, pisika, biyolohiya, atbp.
• Datos pinansyal, na maaaring maging mas matibay kaysa sa mga desentralisadong blockchain network.
• Mga backup program at iba pang pangunahing datos ng mga IT system.

Catastrophe Insurance

The human genome data recently recorded on the 5D crystal is going to be stored in the Memory Of Mankind archives. This is a special time capsule within a salt cave buried 2km deep in Hallstatt, Austria.

Ang heolohiya ng bundok ay magpapahintulot sa MOM archive na ganap na magsara sa pamamagitan ng isang natural na phenomenon: ang asin ay “dumadaloy” sa bilis na 2 cm/taon papunta sa anumang puwang. Ito ay magpoprotekta sa archive mula sa pinakamalaking banta; ang tao mismo.

Layunin nito ang pag-arkibo ng memorya ng tao, mula sa mga testimonya at kwento na kinolekta ng mga indibidwal hanggang sa dokumentasyon ng teknolohiya, pati na rin halimbawa ang mga lokasyon ng mga nuclear o toxic waste repositories.

Dati, ang Memory Of Mankind ay umasa sa high-tech ceramic upang permanenteng i-imbak ang teksto at mga larawan na may layuning mabasa sa loob ng 1 milyong taon. Maglalaman din ito ng napakalawak na tool para sa pag-decode upang ipaliwanag ang ating wika.

Ang isang tablet ng Ceramic Microfilm (20×20 cm) ay maaaring maglaman ng hanggang 5 milyong karakter, na katumbas ng 5×400-pahinang libro. Ang isang libro sa Ceramic Microfilm ay nangangailangan lamang ng 1/200 ng volume kumpara sa naka-print na bersyon.

Extinct Species Genetic Data

Some data can also never be restored when lost. This is true not only for human achievement but also for the natural world.

Halimbawa, ang genetic data ng mga extinct o endangered species ay maaaring (dapat?) i-arkibo sa ganitong napakatagal na paraan.

Sa pagtingin sa paglikha ng synthetic na bakterya ng pangkat ni Dr Craig Venter noong 2010, at ang kasalukuyang pagsisikap na ibalik ang mga mammoth, hindi ito malayong isipin na sa ilang dekada o siglo ay magsasagawa ng mga pagsisikap na muling likhain mula sa simula ang mga extinct na species na ito.

Deep Space Exploration

Pr. Kazansky and his team took inspiration from the Pioneer spacecraft plaques which were launched by NASA on a path to take it beyond the confines of the Solar System.

Pinagmulan: Space.com

Ang 5D kristal ay maaaring magamit katulad ng paglipat ng impormasyon sa mga bituin, na may minimal o walang pagkawala ng datos. Totoong nagawa na ito, bagaman mas bilang marketing gimmick, kung saan isang 5D kristal na naglalaman ng Asimov’s Foundation Trilogy sci‑fi classic ay nasa loob ng Tesla Roadster na ipinadala sa kalawakan noong 2018 (TSLA ).

May ilang mapanlikhang palaisip na iniisip na ito ay maaaring maging paraan para sa sangkatauhan na maggalugad ng mga bituin kahit na walang mabilis na paraan ng paglalakbay. Maaaring ipadala ang isang sasakyan na may datos at mga makina na kinakailangan para lumikha ng mga human embryo “mula sa simula”, at magluwal ng mga bagong colonist sa napakalayong mga bituin.

Investing In Data Storage

5D crystals are, for now, a very new technology, also being developed by the private company 5D Memory Crystal / SPhotonics, spun off from the University of Southampton. However, other companies are exploring how to make data storage technology far more resilient than our current methods.

Maaari kang mamuhunan sa mga kumpanya ng imbakan ng datos sa pamamagitan ng maraming broker, at dito, sa securities.io, matatagpuan mo ang aming mga rekomendasyon para sa pinakamahusay na mga broker sa USA, Canada, Australia, UK, maraming iba pang bansa.

Kung hindi ka interesado lamang sa mga kumpanya ng imbakan ng datos, maaari ka ring tumingin sa mga tech ETF tulad ng ProShares Nanotechnology ETF (TINY) (TINY), Global X Cloud Computing ETF (CLOU), o Defiance Quantum ETF (QTUM) na magbibigay ng mas diversified na exposure upang makinabang sa kahalagahan ng datos at IT sa modernong ekonomiya.

Data Storage Companies

1. Twist Biosciences

Ang kumpanya ay nagdadalubhasa sa DNA synthesis, na gumagamit ng mga miniaturization method mula sa industriya ng semiconductor, na nagliligtas ng oras at pera para sa mga mananaliksik.

Nagtatrabaho rin ito sa paglikha ng DNA-based data storage na maaaring magamit upang protektahan ang datos nang hindi nakadepende sa mga elektronikong sistema. Kaya maaaring ang mga advanced na teknolohiya ng imbakan ng datos ay gumagamit na ng DNA mismo, bukod sa mga kristal.

Ang miniaturization na ito ay nagpapahintulot sa amin na bawasan ang mga reaction volume ng isang factor na 1,000,000 habang pinapataas ang throughput ng factor na 1,000, na nagbibigay-daan sa synthesis ng 9,600 genes sa isang solong silicon chip sa buong sukat.

Pinagmulan: Twist Biosciences

Noong Enero 2023, sinimulan ng kumpanya ang pagpapadala ng mga produkto mula sa kanilang kamakailan lamang inilunsad na pangalawang manufacturing installation. Ang bagong pabrika ay dapat doblehin ang production capacities ng Twist.

Sa advanced na kakayahan nito sa DNA at RNA synthesis, maaaring mabilis na maging pangunahing tagagawa ng aptamer ang Twist kung lalaki ang market para sa mga anti-clotting product.

Bilang isang “neutral” na producer na nakatuon sa pagbibigay ng pinakamahusay na nucleic acid sequences sa pinakamagandang presyo, maaaring maging manufacturing partner ng anumang pharmaceutical company na nais i-komersyalisa ang kapaki-pakinabang na nucleic acids, tulad ng data storage o anti-clotting aptamers.

2. Pure Storage

Ganap na posible na balang araw ay umasa tayo sa DNA o 5D kristal na imbakan para sa pagprotekta ng kritikal na datos. Ngunit hanggang sa mangyari iyon, malamang na ang pangangailangan natin para sa karagdagang imbakan ng datos ay sa pamamagitan ng karaniwang silicon-based na solusyon.

Ang Pure Storage ay isang lider sa merkado ng “Storage-as-a-Service” (STaaS). Ito ay mabilis na lumalaki (18% taon-taon) na may higit na 12,500+ global na customer (tumaas mula 9,000+ noong 2022), kabilang ang Meta, Comcast (CMCSA ), Domino’s Pizza (DPZ ), at NASA.

Pinagmulan: Pure Storage

Ang Pure Storage ay sumusuporta rin sa maraming AI projects mula sa SiriusXM (SIRI ), AutoNation (AN ), Health Genome Center 2030, Crater Labs, atbp.

Ang pangunahing bentahe ng kumpanya ay nakabatay sa teknolohiyang FlashArray at FlashBlade, na mas mahusay kumpara sa mga hard drive, sa pamamagitan ng pag-imbak ng datos sa flash memory drives.

Ang mga sistema nito ay kumokonsumo ng 2-5x na mas kaunting kuryente at puwang kaysa sa umiiral na mga hard drive system at 10x na mas maaasahan.

Pinagmulan: Pure Storage

Dahil 1-2% ng global na konsumo ng enerhiya ay nagmumula sa mga data center, ang pagbawas ng 80% ng konsumo ng enerhiya na may kaugnayan sa imbakan ay maaaring magdulot ng malaking epekto.

Ang Pure Storage ay nagsimula bilang hardware manufacturer ngunit dahan-dahang nag-evolve sa isang cloud service provider na may buong turnkey offers.

Ang Pure Storage ay malamang na makinabang sa mga darating na taon mula sa pag-usbong ng AI kasabay ng pangangailangan na bawasan ang konsumo ng enerhiya ng IT industry, tulad ng ipinakita halimbawa sa kamakailang kasunduan ng Microsoft na i-restart ang Three Mile Island nuclear power plant (MSFT ).