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《长期存储系统的中期前景》

  • 来源专题：图书情报
  • 编译者： xuxue
  • 发布时间：2018-12-23

  • 越来越多的图书馆收集的内容不再是纸质的，而是一种长期存在的媒介，其技术变化非常缓慢，并且有着数百年的经验。相反，它存储在相对较短寿命的数字媒体上，这些媒体的技术似乎变化很快，而且历史也不长。本文旨在讨论该问题。存储媒体行业竞争激烈，目前正在迅速发展，闪存是一种固态介质，它取代了许多应用程序中的旋转磁盘。长期档案存储在整个存储市场中只占很小的一部分。它通常重用用于更通用的批量存储的媒体和系统。

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  • 《永久存储：技术可行 前景不明》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-04-03
    • 据外媒报道，俄罗斯正在研发超级稳定的光存储技术，该技术能制造出在特定条件下将数据存储100万年的新型光盘。 　　能将数据存储100万年，在现有科技水平下，几乎是不可能实现的。即便是使用如今技术领先的蓝光光盘，也只能将数据存储约60年。 　　“这种‘永久光盘’的原型样品已经做好了。”在接受媒体采访时，俄罗斯先进研究项目基金会激光 纳米玻璃实验室主任伊万·格列博夫说。 　　那么，“永久光盘”究竟为何物？与普通光盘相比，它又有哪些技术优势呢？ 　　采用纳米结构的玻璃光盘 　　“这种光盘是一种采用纳米结构的玻璃光盘，运用飞秒激光 输入法，将纳米玻璃材料变成记录和检索五维（5D）数据的存储介质，理论上可存储数据长达数十亿年甚至上百亿年。”1月9日，华录光存储研究院（大连）有限公司营销中心副总经理胡冰在接受科技日报记者采访时说。 　　胡冰介绍，这其实是英国南安普顿大学的技术。理论上来说，这种光盘能承受高达1000摄氏度的高温，在室温下这种光盘可被永久保存。 　　据媒体报道，激光纳米玻璃实验室如今已经制作出“永久光盘”的原型。格列博夫说，科学家们将用于判断错误率和编码效率的测试文件存入其中。当然，他们也存入了一些实际数据。 　　与此同时，该实验室也在测试原型光盘的稳定性，以便验证它们在不同条件下保护数据的能力。格列博夫表示，比如在高温（高达900—1000摄氏度）和急剧降温（将处于上述温度中的光盘扔到水里）测试中，可模拟突然起火和灭火情况下光盘的状态。此外，他们还测试了原型光盘对外部环境的耐受性，观察光盘在高湿、高酸、高碱环境下以及电磁辐射和电离辐射条件下的表现。 　　“光盘上的聚合材料保护层使其耐刮耐磨，因而光盘表面的刮擦不会影响数据存储。但如果用锤子敲击，光盘还是承受不住。”格列博夫笑言。 　　“虽然人们对这种新型光盘表现出了极大的兴趣，但目前它还处在实验阶段，距离量产还有一定的距离。”胡冰强调。 　　现有存储技术中蓝光更胜一筹 　　硬盘、磁带、蓝光光盘……这些都是人们常用的存储介质，其对应的存储设备分别为磁盘阵列、磁带库、蓝光光盘库。“这些存储方式的特点各不相同。”胡冰说。 　　具体来讲，硬盘存储能够实现数据的快速记录和读取，满足数据在线快速访问的需求，是当前主流的存储方式。其读写速度快，能快速执行资料的存储、查询、检索等操作，读写速度可达到400MB／s。但磁盘寿命较短，一般只有3到5年，而且磁盘使用时对环境要求较高。 　　磁带存储也是一种磁性存储方式。一般来说，磁带库主要置于数据离线存储的终端，能满足数据大容量记录的需求。但是磁带存储对于保存环境要求较高，温度、湿度和磁场的变化都会导致磁带变形、退化、粘连、发霉 　　和磁化，而且每隔2到3年就需倒带一次，兼容性差。 　　“相对而言，蓝光存储作为新一代的存储技术与CD／DVD技术相比有了突破性的进步，它在存储介质和存储设备方面均实现了技术飞跃。”胡冰说，在存储介质方面，它采用“无机相变材料”方式记录数据，比CD／DVD的“有机色素”技术更加稳定，存储时间也更长。　　 　　胡冰表示，蓝光存储比较可靠、使用寿命长，高质量的光存储介质可用约50年。与半导体存储器、硬盘、磁带等几种存储介质相比，光盘具有单位存储容量成本低的优势。目前，单张蓝光光盘的容量已达300GB，预计两年后可达500GB。利用多层、多阶、多维及纳米超分辨等多种存储技术，光存储的存储密度可提高至TB级。此外，光存储技术尤其适合大量冷数据的长期安全存储。 　　同时，蓝光存储对保存环境要求低，其在保存信息时几乎不消耗能量，仅在读写时耗能，而且无需空调散热。蓝光存储的安全性高，具有抗自然灾害、抗磁暴、抗人为数据删除等优势。 　　“永久存储”仅是理论上的概念 　　当前，松下、索尼、DISC等国际公司已研制出各自的蓝光光存储系统。Facebook（脸书）等互联网巨头也开始使用光存储系统，来解决数据存储问题。 　　在胡冰看来，使用光存储系统已成国际上解决海量数据存储的惯常手段。 　　在国内，通过双面光盘技术和记录轨道间距减小技术，相关企业已实现单盘300GB的存储容量。以中国华录集团为例，其已在大连建成了单盘300GB的光盘生产线，利用光盘匣封装技术可令单个光盘匣尺寸与单块硬盘大小相当，存储容量可达3．6TB，后续会利用多阶和多层技术实现单盘TB以及10TB级的存储容量。 　　“不仅蓝光介质的容量会逐年提升，而且随着蓝光光盘应用的普及，其一次性购入的性价比也将优于硬盘和磁带。”胡冰说，在蓝光光盘库技术的研发与应用方面，目前我们已实现单机柜2PB的容量，单机柜功率不到200瓦，待机功率不到10瓦，无论是介质还是设备均处于世界领先水平。 　　如此说来，“永久存储”究竟能不能实现？ 　　胡冰认为，超高密度光存储技术代表着光存储未来的发展方向。如今信息技术日新月异，为了满足不断增长的存储需求，各种存储技术都以提高存储容量、密度、可靠性和数据传输率为主要发展目标。 　　目前，全息存储、蓝光存储以及基于超分辨率近场结构存储是主要研究方向。长远来看，将蓝光技术进行扩展，即与多阶、超分辨近场结构、多波长等技术相结合，如此才能进一步扩大存储容量，以适应未来的发展需要。 　　“‘永久存储’仅是理论上的概念。事实上，在特定的存储条件下，现有的光存储技术理论上也可实现‘永久存储’。但研究光存储技术着眼于实际数据的存储应用，除了技术本身还要考虑成本、实现方式、市场推广等众多因素。”胡冰强调。
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  • 《更具应用性的DNA数据存储系统》
    • 来源专题：生物科技领域知识集成服务
    • 编译者：陈方
    • 发布时间：2020-09-10
    • 2020年6月12日Nature Communication报道，美国北卡罗莱纳州立大学研究者开发了一种全新的DNA数据存储系统，不依赖传统PCR操作，常温运作更具实用性，而且可使用户在不破坏原始文件的情况下读取或修改数据文件。 现有的大多数DNA数据存储系统都需要通过聚合酶链式反应（PCR）来访问存储的文件，但是PCR过程必须大幅提高和降低温度，使DNA解旋，暴露引物结合的DNA序列，温度的波动对开发实用技术来说是个问题。此外，PCR过程使引物结合序列和数据存储序列混合自由游动，系统难以区分两者，使储存的信息密度降低，或者说PCR在逐渐消耗正在检索的文件的原始版本。 对此，研究者开发了一种不依赖PCR的“动态操作且可重复使用的信息存储系统（Dynamic Operations and Reusable Information Storage，DORIS）”，该系统不使用双链DNA作为引物结合序列，而是使用一个由单链DNA组成的“悬垂”，它就像是在双链DNA后面存储了数据的流动尾巴。悬垂DNA序列与DNA双链区域的序列相同，一旦DORIS识别出正确的DNA序列，它就会把DNA转录成RNA，再把RNA逆转录为DNA来读取数据存储系统。不需要PCR的DORIS可以在室温下工作，使其更具实用性。DORIS可以在不干扰双链DNA的情况下完成读取过程，可以确保信息的密度，因此更容易扩大规模来处理真正的大型数据库。此外，单链悬垂还支持用户重命名、删除或“锁定”操作。 　　吴晓燕 编译自https://newatlas.com/technology/doris-dna-data-storage/ 原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-16797-2 原文标题: Dynamic and scalable DNA-based information storage
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