Холографски дискове - бъдещето днес

През последните няколко години човечеството натрупва около 5 екзабайта (1018 байта) информация годишно и темпото продължава да расте. Това изисква все по-големи, по-бързи и по-надеждни устройства за съхранение. Едно от многото направления са методите на оптичната холография. Успехът в тази област е такъв, че първите търговски продукти вече се появиха на пазара.

Колко обещаващи са холографските дискове и могат ли да се конкурират с предлаганите в търговската мрежа HD DVD и Blu-ray технологии? Най-вероятно няма да им се наложи да се състезават, защото HD DVD и Blu-ray са технологиите на днешния ден, а холографията е утрешната. Дори много впечатляващите предварителни цени за оборудване и носители за холографски запис не са толкова прекомерни, особено след като масовото производство ще ги намали значително. Усъвършенстваната технология, използването на вече произведени компоненти в холографските устройства и накрая изключителната плътност на запис - с порядък по-висока от тази на следващото поколение DVD - свидетелстват за добрите перспективи на холографската технология за съхранение на данни.

Работата по създаването на холографска памет започва преди повече от 40 години. Днес редица компании, като NTT и Optware в Япония, InPhase Technology в САЩ, са завършили разработки с холографски дискове (Holographic Versatile Disc - HVD) и карти (Holographic Versatile Card - HVC) и най-накрая започват да продават първите си търговски устройства.

Първоначално технологията е предназначена за използване в архиви, т.к цената на носителя варира от 120 до 180 долара Самото устройство струва около 15 хиляди долара По-малко обемните носители ще бъдат ориентирани към потребителския сегмент на пазара. Размер 100 и75 GB място за съхранение ще бъде около размера на пощенска марка.

Предимства на холографската памет:

висока плътност на запис и висока скорост на четене;
паралелен запис на информация (не бит по бит, а цели страници);
висока точност на страницата;
ниско ниво на шум при възстановяване на данни;
недеструктивно четене;
дълъг период на съхранение на данните - 30-50 и повече години;
конкурентоспособност с други оптични технологии.

При холографското "четене" е невъзможно да се получи директен достъп до носителя, за разлика от други оптични и твърди дискове: данните са в дебелината на носителя, което прави неоторизиран достъп много по-труден.
Всяко холографско устройство е оборудвано със специална микросхема, която съдържа информация за местоположението на данните на диска. При четене устройството първо се позовава на тази информация и ако е криптирано, четенето на данните без необходимата информация ще бъде невъзможно.
Нанасяне на специални знаци, чието разчитане и разпознаване е необходимо. Те се намират по-дълбоко, с определени координати. За преодоляване на този тип защита е необходим лазер с различна дължина на вълната, който не е оборудван със задвижвания за масов потребител.
В диапазона от 403 до 407 nm дължината на вълната на лазера, използван за запис в холографски устройства, варира. Друг ефективен начин за защита на данните може да се основава на това: устройство, използващо лазер с грешна дължина на вълната, няма да може да прочете диска.
Като друг метод за защита срещу неоторизиран достъп можете да свържете диска към фърмуера на всяко конкретно устройство и да използвате вградените инструменти за защита.

Предимства пред Bluлъч:

по-голям капацитет: 1,6 TB срещу 50 GB;
висока скорост на запис / четене на информация: 120 MB / s срещу 26 MB / s;
дълъг експлоатационен живот (до 50 години).

Трудности при създаването, начини за разрешаването им:

Основният проблем, пред който са изправени разработчиците на системи, е необходимостта от поставяне на две оптични системи от противоположните страни на носителя на информация (първата е отговорна за формирането на първоначалния лъч, а втората е отговорна за приемането на модифицирания сигнал, който преминава през диска, т.е. четене на информация), и следователно нямаше възможности за създаване на компактни устройства. Но инженерите успяха да поставят и двете системи от едната страна на холографския носител и да изпратят вторичния сигнал към приемника поради наличието на отразяващ слой на обратната страна на самия носител на информация.
Половината от пространството в холографските медии не е достъпно за запис на данни, тъй като се използва от софтуер за коригиране на грешки. Новата технология на Sony обаче намали броя на грешките преди корекцията. Сега тази цифра не надвишава 10%. И следователно с течение на времето те ще измислят начин за по-икономично изразходване на дисково пространство.
Излагане на светлина: електромагнитното излъчване с дължина на вълната, близка до светлината, предизвиква реакция в средата на запис, която причинява изкривяване и повреда на записаните данни - поставянето на дискове в непрозрачни касети намалява вероятността от загуба на информация.

NTT демонстрира прототип на устройство за съхранение с голям капацитет, базирано на многослойна тънкослойна холографска технология и четец на данни. Капацитет на носителя (сто слоя) с размер на пощенска марка- 1 Gb. Новата карта с памет е наречена Info-MICA (Information-Multilayered Imprinted CArd), защото нейната многослойна структура е подобна на слюдената скала. Предимствата на новата технология Info-MICA са висока плътност на запис, малък размер на устройството, ниска консумация на енергия, евтино масово производство на носители, трудност при неоторизирано копиране на данни и лесно изхвърляне. NTT вярва, че Info-MICA, поради ниската си цена и малкия си размер, може да замени други ROM устройства. Те се разглеждат и като заместител на хартията като носител на информация. Тези карти ще бъдат полезни при масовото разпространение на игри, музика, филми и електронни публикации, тъй като е трудно за пиратите да ги клонират. Предвиждат се много други приложения на новата технология. Първите четци на карти (струващи няколкостотин долара) и 1 Gb носители ($1-2) вече се появиха на пазара. Плановете на компанията включват пускането на Info-MICA ROM с капацитет 10 Gb и разработването на устройства за запис и презапис на медии.

Както е показано. Info-MICA холографска карта (отгоре), четец (в средата) и относителен размер (отдолу)

Тази система е много подобна по принцип на системата UDO на Plasmon, която използва синьо-виолетов лазер за запис и четене на данни. Основните недостатъци на UDO са по-малкото дисково пространство (120 и 240 GB), по-ниската скорост на запис / четене на данни, която е само 12 MB / s. Вярно е, че прогнозираният експлоатационен живот е същият - 50 години. Тази система все още не е въведена на пазара.Максъл

За потребителския пазар ще има 75 или 100 GB дискове. Що се отнася до скоростта на пренос на данни на новите дискове, за 300 GBскоростта на превозвача е 20MB/s. Както може да се очаква, цената на оптичните устройства и дисковете за тях е толкова висока, колкото тази на пионера InPase: първо ще трябва да платите $15 000 за холографско устройство и $120-180 за диск.

Hitachi създаде холографската медия HROM и представи прототип на система за аудио възпроизвеждане, работеща на нея в CEATEC. Техните носители имат малък обем от 4 GB днес и скорост на трансфер на данни от 16 MB / s. Въпреки това си струва да се вземат предвид изключително компактните размери на носителя - малко повече от обикновена пощенска марка. Що се отнася до цената на устройствата, разработчиците отбелязват, че цената ще зависи до голяма степен от установения обем на производство, но не трябва да надвишава няколко долара на носител.

Като носител на информация той използва холографски диск с традиционен CD размер. Въпреки относителната възраст на съобщенията, все още няма информация за комерсиалното внедряване на новата технология.

Докато други системи изискват два отделни лъча - данни и справка, лъчите на Optware са колинеарни, което значително опростява дизайна на системата за четене/запис, повишава нейната надеждност и също така намалява разходите.

Група от японски, европейски и американски компании, водени от Sony Corporation, проявява значителен интерес към тези решения. Още през 2004 г. представители на Sony поръчаха оборудване от Optware за поддръжка на колинеарна технология, възнамерявайки да оценят перспективите за по-нататъшно развитие на холографския запис и производството на дискове с помощта на син лазер.

Междувременно Optware и InPhase пуснаха своите устройства на търговския пазар. Цената на дисковите устройства е приблизително $12 000 -15 000, а холографските дискове -120-150 долара. Архивният ресурс е гарантиран за 50 години.

Холографската технология изглежда много впечатляваща, като се има предвид големият капацитет, скоростта на запис / четене на информация, наличието на убедителни средства за защита срещу неоторизиран достъп и следователно може да бъде желано придобиване за много потребители, но изключително високата цена потвърждава изявленията на разработчиците, показващи използването на холографски дискове главно на корпоративния пазар.

Според експерти достъпните HVD устройства, достъпни за масовите потребители, може да се появят още в края на 2009 г.