Novo método de armazenamento a laser guarda 500 TB de dados em discos de vidro

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Criar novos meios de guardar dados é um dos percalços enfrentados por qualquer empresa de tecnologia. Pesquisadores da Universidade de Southampton, no Reino Unido, conseguiram criar um novo formato de armazenamento que promete guardar até 500 terabytes (TB) de dados em pequenas placas de sílica (quartzo) fundida, um tipo de vidro comumente usado em fibra ótica.

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“As pessoas e empresas estão criando quantidades de dados cada vez maiores, criando uma demanda desesperada por formas mais eficientes de armazenamento de alta capacidade, mas que tragam baixo consumo de energia e longa durabilidade”, disse Yuhao Lei, pesquisador de doutorado da instituição e co-autor do estudo.

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“Ainda que sistemas baseados em nuvem sejam desenhados para informações mais temporárias, nós acreditamos que o armazenamento 5D em vidro pode ser útil para o resguardo de dados a longo prazo, como em arquivos nacionais, museus, bibliotecas ou organizações privadas”, ele comentou.

Segundo Lei, o formato que ele ajudou a desenvolver é mais de 10 mil vezes mais denso que o Blu-ray, sendo especificamente útil para arquivos e dados de tamanho mais massivo.

De acordo com o material científico que a equipe publicou no Optica, esse novo método escreve dados em duas dimensões ópticas e três dimensões espaciais. Essa abordagem permite que as informações sejam escritas a cerca de 1 milhão de voxels (termo para um pixem em um espaço tridimensional) por segundo – algo como 230 quilobytes (KB) ou 100 páginas de texto.

“O mecanismo físico que usamos é genérico”, comentou Lei. “Então nós esperamos que esse método de escrita mais energeticamente eficiente possa ser usado também na nanoestruturação de materiais transparentes, em aplicações de óptica integrada em 3D e também em microfluidos”.

Um dos principais obstáculos para a adoção do armazenamento em 5D, que já foi demonstrado algumas vezes antes, era a velocidade da escrita. Para contornar isso, os pesquisadores usaram um laser de femtosegundo – um tipo de laser com disparos incrivelmente rápidos (pegue um segundo e divida-o por um bilhão) – em cima da estrutura de quartzo, criando pequenos “buracos” de tamanho hiper reduzido, de 500 nanômetros por 50 nanômetros cada.

Entretanto, a engenhosidade da solução foi o disparo do laser não sobre a estrutura, diretamente, mas por meio de um fenômeno chamado “aprimoramento de proximidade de campo” (ou “NFE”) para criar pequenas lâminas de tamanho nanométrico. Como essas lâminas são anisotrópicas (tem propriedades que variam conforme a direção), elas produzem birrefringência, uma propriedade óptica de um material que possui diferentes índices de refração para diferentes direções de propagação da luz.

“Esse formato leva a velocidade de escrita para níveis mais práticos, então nós conseguimos escrever dezenas de gigabytes em razoável janela de tempo”, disse Lei. “As nanoestruturas altamente precisas permitem uma maior capacidade de dados porque mais voxels podem ser escritos em uma unidade. Mais além, o uso da luz em pulsos reduz a quantidade de energia necessária para a escrita dos dados”.

Segundo Lei, isso tudo permitiria, por exemplo, a capacidade de preservar volumes tão grandes de dados que toda a codificação do DNA de um ser humano poderia ser guardada assim.

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