在邇來(lái)舉辦的“2020深圳國(guó)際大數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)峰會(huì)暨展覽會(huì)”上，國(guó)內(nèi)光存儲(chǔ)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)紫晶存儲(chǔ)深圳子公司總經(jīng)理倪俊雄博士做了題爲(wèi)“海量大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的未來(lái)——全息光存儲(chǔ)技術(shù)”的主題演講，介紹了全息光存儲(chǔ)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和研發(fā)進(jìn)程，以及該技術(shù)將如何幫助中國(guó)用戶應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代帶來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)。
什麼是全息光存儲(chǔ)技術(shù)？爲(wèi)什麼需要全息光存儲(chǔ)技術(shù)？我們?cè)诰通過(guò)接下來(lái)的文章爲(wèi)大伙兒解讀。
大數(shù)據(jù)帶來(lái)的存儲(chǔ)挑戰(zhàn)
隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略地位越發(fā)顯著，美國(guó)將數(shù)據(jù)稱爲(wèi)“未來(lái)的新石油”，中國(guó)政府也將數(shù)據(jù)稱爲(wèi)“21世紀(jì)的鑽石礦”。國(guó)家印發(fā)的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》中明確指出，信息技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的交彙調(diào)和引發(fā)了數(shù)據(jù)迅猛增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)已成爲(wèi)國(guó)家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源。
在2019年IDC發(fā)布的《數(shù)字化世界—從邊緣到核心》報(bào)告中顯示，隨著聯(lián)網(wǎng)人口的增長(zhǎng)和視頻監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施的猛增，中國(guó)的數(shù)據(jù)空間預(yù)計(jì)在未來(lái)7年均勻增長(zhǎng)30%，到2025年將成爲(wèi)所有地區(qū)最大的數(shù)據(jù)空間。2018年，中國(guó)共産生7.6千兆字節(jié)（zettabyte）數(shù)據(jù)，到2025年，這個(gè)數(shù)字將增長(zhǎng)到486千兆字節(jié)。如此海量的數(shù)據(jù)，將對(duì)未來(lái)中國(guó)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)提出全新的挑戰(zhàn)。
能耗挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)磁電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式以傳統(tǒng)硬盤（磁盤），固態(tài)硬盤，磁帶作爲(wèi)存儲(chǔ)介質(zhì)，需要消耗大批的電力資源維持設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。2017年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心的總耗電量1200-1300億千瓦時(shí)，已經(jīng)超過(guò)了三峽大壩和葛洲壩電廠2017年發(fā)電量之和，而這個(gè)數(shù)據(jù)在2025年將達(dá)到3842.2億千瓦時(shí)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶來(lái)的能耗與二氧化碳排放，是大數(shù)據(jù)産業(yè)發(fā)展無(wú)法回避的挑戰(zhàn)。
安全挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)磁電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)具備可讀寫的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)可以被主動(dòng)改寫，也也許受到電磁幹?jǐn)_而被破壞，在存儲(chǔ)期內(nèi)存在失效的也許。同時(shí)因爲(wèi)其采用的存儲(chǔ)介質(zhì)特征，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠時(shí)間僅爲(wèi)數(shù)年，需要每隔幾年就進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移。數(shù)據(jù)遷移會(huì)帶來(lái)額外的物資浪費(fèi)，同時(shí)在遷移過(guò)程中還要面臨數(shù)據(jù)損壞、數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)改篡等安全爲(wèi)題。
同時(shí)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，大數(shù)據(jù)海量增長(zhǎng)的情況下，有80%以上的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)之後都會(huì)變爲(wèi)冷數(shù)據(jù)。對(duì)這些數(shù)據(jù)來(lái)講，需要更安全、更經(jīng)濟(jì)、更高效的方法來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。光存儲(chǔ)成爲(wèi)了這些數(shù)據(jù)最好的歸宿。
光存儲(chǔ)最適合存儲(chǔ)溫冷數(shù)據(jù)。
光存儲(chǔ)是由光盤外表的介質(zhì)影響的，光盤上有凹凸不平的小坑，光照射到上面有不同的反照，再轉(zhuǎn)化爲(wèi)0、1的數(shù)字信號(hào)就成了光存儲(chǔ)，這也使光存儲(chǔ)具有了不被改篡的特征，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定保存重要數(shù)據(jù)，比傳統(tǒng)的電磁介質(zhì)更加安全可靠。同時(shí)，光存儲(chǔ)能過(guò)實(shí)現(xiàn)比電磁存儲(chǔ)更高的存儲(chǔ)密度，用更小的空間來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)。另外，目前存儲(chǔ)光盤的記錄層已經(jīng)開始采用無(wú)機(jī)合金材料，具備極強(qiáng)的抗氧化性，能夠抵抗極端環(huán)境，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)50年以上，經(jīng)久耐用，同時(shí)能耗更低。
2018年，傳統(tǒng)磁電存儲(chǔ)巨頭IBM發(fā)布《2025企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)》報(bào)告認(rèn)爲(wèi)，在未來(lái)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)代，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)架構(gòu)將面臨壓力，光存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)在可靠性方面具備優(yōu)勢(shì)。
近幾年，光存儲(chǔ)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用領(lǐng)域加大，在國(guó)內(nèi)也在逐步落地，紫晶存儲(chǔ)便是其中的中堅(jiān)力量。紫晶存儲(chǔ)作爲(wèi)光存儲(chǔ)行業(yè)的領(lǐng)軍者，是國(guó)內(nèi)唯一個(gè)有自主知識(shí)産權(quán)、能産業(yè)化生産應(yīng)用于商業(yè)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檔案級(jí)的藍(lán)光存儲(chǔ)光盤的企業(yè)，已能夠?qū)崿F(xiàn)光存儲(chǔ)介質(zhì)核心技術(shù)自主可控。目前，紫晶存儲(chǔ)已經(jīng)獲得專利技術(shù)20多項(xiàng)，80多項(xiàng)軟件著作權(quán)，參與8項(xiàng)國(guó)家、行業(yè)及地點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)編制。紫晶存儲(chǔ)“冷熱數(shù)據(jù)分層存儲(chǔ)”解決方案，使用強(qiáng)大的軟件功能和全産業(yè)鏈整合的光存儲(chǔ)技術(shù)，解決方案支持海量數(shù)據(jù)的高可靠、低成本、長(zhǎng)壽命、綠色環(huán)保的存儲(chǔ)需求。通過(guò)采用光存儲(chǔ)解決方案，能夠使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的總成本節(jié)約50%，主存空間節(jié)約60%，電耗節(jié)約70%。
但是光存儲(chǔ)技術(shù)，依然存在很多潛能被發(fā)現(xiàn)和挖掘。全息光存儲(chǔ)技術(shù)是光存儲(chǔ)的未來(lái)。
全息光存儲(chǔ)是光存儲(chǔ)的未來(lái)
全息光存儲(chǔ)(Holographic Optical Storage)是全息術(shù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的一個(gè)重要應(yīng)用，它使用全息技術(shù)在三維空間中寫入數(shù)據(jù)，突破了傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)的密度限制，能將現(xiàn)有的光存儲(chǔ)密度提升幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
早在1948年，通過(guò)研究光的干涉理論提出了全息術(shù)的概念。到20世紀(jì)60年代，科學(xué)家能獲得優(yōu)質(zhì)的相干光源，全息技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。1963年Van Heerden正式提出了全息存儲(chǔ)這一概念，并將全息存儲(chǔ)歸于三維固態(tài)光存儲(chǔ)。到1966年，貝爾實(shí)驗(yàn)室通過(guò)使用鈮酸鋰經(jīng)歷進(jìn)行激光倍頻實(shí)驗(yàn)時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)光折變效應(yīng)，從而將其作為記載介質(zhì)用于全息數(shù)據(jù)的記載中。爾后由于更多全息材料的發(fā)現(xiàn)，更多的全息存儲(chǔ)方法和復(fù)用技術(shù)得以驗(yàn)證和發(fā)展，要緊在同軸和離軸兩個(gè)發(fā)展方向。
離軸全息的信號(hào)光和參考光成一定角度在感光介質(zhì)上疊加幹涉形成全息圖，其優(yōu)點(diǎn)是兩束光分離，可以通過(guò)改變角度進(jìn)行角度複用和交叉複用；缺點(diǎn)是由于兩束光分離，抗震能力較弱。而同軸全息則將同心的環(huán)形參考光和柱形信號(hào)光通過(guò)同一個(gè)物鏡聚焦到全息介質(zhì)上形成幹涉。其優(yōu)點(diǎn)是兩束光共軸，可減弱振動(dòng)帶來(lái)的影響。但是比較明顯的缺點(diǎn)是無(wú)法使用角度相關(guān)的複用技術(shù)，存儲(chǔ)密度難以進(jìn)一步提升。
紫晶存儲(chǔ)搶先布局全息光存儲(chǔ)
作爲(wèi)中國(guó)光存儲(chǔ)行業(yè)的領(lǐng)軍者，紫光存儲(chǔ)將全息光存儲(chǔ)作其在光存儲(chǔ)領(lǐng)域的最新技術(shù)儲(chǔ)備和下一代核心國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，通過(guò)加大研發(fā)投入、引入高端人才，建立了國(guó)內(nèi)外合作研發(fā)體系，加快技術(shù)開發(fā)和落地過(guò)程。
紫晶存儲(chǔ)選擇大力開發(fā)同軸全息光存儲(chǔ)技術(shù)。他們開發(fā)的技術(shù)具備系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可進(jìn)行伺服控制和尋址，以及可以幸免記錄時(shí)振動(dòng)影響的特征，能過(guò)更好的實(shí)現(xiàn)落地應(yīng)用。其産業(yè)化發(fā)展方向要緊集中在進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本和運(yùn)維成本，進(jìn)一步提高存儲(chǔ)介質(zhì)的可靠性和數(shù)據(jù)安全性。
“全息光存儲(chǔ)能夠?qū)崿F(xiàn)超高密度、超快傳輸、超長(zhǎng)壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，能過(guò)滿足海量數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)需求，被視為下一代光存儲(chǔ)介質(zhì)技術(shù)！蹦呖⌒鄄┦空f(shuō)“目前紫晶存儲(chǔ)差不多在實(shí)驗(yàn)室中完成光盤存儲(chǔ)TB級(jí)數(shù)據(jù)，，刻錄技術(shù)也進(jìn)入技術(shù)驗(yàn)證時(shí)期。未來(lái)投入市場(chǎng)之后，將能夠滿足更大存儲(chǔ)容量、更快讀寫速度的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。”目前紫晶存儲(chǔ)正在大力研 制 多 維 調(diào) 制 同 軸 全 息 存 儲(chǔ) 介 質(zhì) 及 設(shè) 備 ， 存 儲(chǔ) 密 度 較 傳 統(tǒng) 光 存 儲(chǔ) 技 術(shù)、（25Gb/inch2）提高2個(gè)數(shù)量級(jí)以上，研制具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全息存儲(chǔ)材料和光盤格式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)掉電保存壽命50年以上。
值得一提的是，作爲(wèi)中國(guó)光存儲(chǔ)領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，紫晶存儲(chǔ)成立至今的十年當(dāng)中，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，從底層介質(zhì)研發(fā)做起，一方面不斷完善藍(lán)光存儲(chǔ)系統(tǒng)及解決方案應(yīng)用服務(wù)，同時(shí)不斷加大研發(fā)力度，投入到下一代光存儲(chǔ)技術(shù)研發(fā)，特別是全新光存儲(chǔ)技術(shù)的研發(fā)當(dāng)中。作爲(wèi)國(guó)內(nèi)光存儲(chǔ)行業(yè)的佼佼者，紫晶存儲(chǔ)將繼續(xù)以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，用創(chuàng)新賦能中國(guó)存儲(chǔ)，以光存儲(chǔ)技術(shù)助力國(guó)家書息戰(zhàn)略的實(shí)施與發(fā)展
