DVD의 후계로서 등장한 Blu-ray 디스크는 1층식 디스크가 25GB, 2층식 디스크가 50GB 가량의 데이터를 보관할 수 있는 대용량 기억매체입니다. 여기에 레이저로 유리에 나노 스케일의 가공으로 Blu-ray 디스크의 1만 배 이상의 밀도로 데이터를 기입해 장기보존할 수 있는 기술이 발표되었습니다.
High speed ultrafast laser anisotropic nanostructuring by energy deposition control via near-field enhancement
https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-11-1365
High-speed laser writing method could pack 50 | EurekAlert!
https://www.eurekalert.org/news-releases/932605
High-speed laser writing method could pack 500 terabytes of data into CD-sized glass disc
In Optica Publishing Group's journal, Optica, researchers describe a new high-speed laser writing method for writing data that encompasses two optical dimensions plus three spatial dimensions. The new approach can write at speeds of 1,000,000 voxels per se
www.eurekalert.org
편리한 클라우드의 보급으로 전세계적으로 생성되는 데이터는 폭발적으로 증가하고 있지만 이러한 데이터를 처리하는 데이터센터의 스토리지는 에너지 소비가 심하고 수명도 짧은 HDD가 주로 사용되고 있습니다. 또 CD나 DVD 등의 종래의 광디스크는 용량이 적고 1g에 100TB 이상 기입할 수 있는 선진적인 DNA 스토리지는 내구성에 난해한 문제를 안고 있습니다.
수명과 내구성 문제를 해결하기 위해서 레이저로 유리에 데이터를 쓰는 '5차원 데이터 스토리지'가 개발되었지만 데이터를 쓰는 속도가 느리고 용량도 그리 크지 않았기 때문에 실용적이지 않았습니다.
Eternal 5D data storage could record the history of humankind | University of Southampton
http://www.southampton.ac.uk/news/2016/02/5d-data-storage-update.page
Eternal 5D data storage could record the history of humankind | Optoelectronics Research Centre | University of Southampton
http://www.orc.soton.ac.uk/962.html
이 과제의 개선에 나선 영국 사우샘프턴대학의 박사연구원인 Yuhao Lei 씨 연구팀은 '고반복 펨토초 레이저'를 이용하여 유리에 500×50나노미터의 작은 나노구조를 형성했습니다. 이때 연구팀은 펨토초 레이저로 유리에 직접 쓰는 방식이 아닌 '근접장 증폭(near-field enhancement)'이라는 광학현상을 사용했습니다. 약한 광펄스를 사용하여 나노구조를 형성하는 이 방법으로 고반복 레이저를 사용하는데 있어서 문제가 되고 있던 열손상을 최소한으로 억제하는 것이 가능하게 되었습니다.
나노구조에는 이방성이 있기 때문에 복굴절이 발생하여 유리에 쓴 나노구조의 '방향'과 '크기'를 제어할 수 있습니다. 이 광학 2차원과 공간적인 3차원 쓰기를 결합하여 연구팀은 기존보다 빠르고 쓰기 가능한 5차원 데이터 스토리지를 생성하는 데 성공했습니다.
Lei 씨는 “이 새로운 접근방식을 통해 데이터 쓰기속도를 실용적인 수준으로 향상시키고 합리적인 시간에 큰 데이터를 쓸 수 있게 되었습니다. 이 기술은 국소성이 높은 나노구조이어서 높은 데이터 용량을 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 비교적 저에너지로 기입할 수 있는 펄스광을 채용함으로써 소비에너지의 삭감도 가능하다고 설명합니다.
연구팀은 이 기술을 사용하여 일반 CD와 같은 크기의 유리 디스크에 5GB의 텍스트 데이터를 거의 100% 정확도로 구울 수 있었습니다. 향후 시스템을 한층 더 개량하면 CD 사이즈의 유리 디스크에 500TB의 데이터를 약 60일간에 기입하는 것도 가능하다는 것. 5차원 데이터 스토리지에는 반영구적으로 데이터를 저장할 수 있다는 강점이 있기 때문에 Lei 씨는 “클라우드는 어디까지나 일시적으로 데이터를 저장한다고 가정하고 있는데, 유리를 사용한 5차원 데이터 스토리지는 국립도서관이나 박물관 등에서 장기적인 데이터 스토리지로 유용하다고 생각한다”고 전망합니다.
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