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Una memoria infinita o quasi, capace di ospitare milioni e milioni di dati in una superficie grande pochi millimetri quadrati. Non si tratta di un sogno o di un miracolo, ma dei frutti di una ricerca condotta da scienziati dell'Università di Southampton, nel Regno Unito. Il team di ricercatori ha creato un nuovo formato file per l'archiviazione dati che permette di archiviare fino a 360 terabyte di dati in un disco grande appena pochi centimetri.
Merito di una nuova modalità per codificare i dati e "salvarli" all'interno di nanostrutture in vetro anziché su dischi magnetici o semiconduttori silicei. Una novità che promette di rivoluzionare il settore dello storage sin dalle sue fondamenta: il team britannico punta a commercializzare entro la fine del decennio la sua invenzione, puntando al mercato dei server e dei supercomputer ma non solo.
Memoria 5D
Il nuovo meodo di archiviazione ideato nell'Università di Southampton è conosciuto con il nome di 5D data storage (archiviazione dati in 5 dimensioni in italiano). La sua fattibilità è stata dimostrata, per la prima volta, nel 2013 e presentata in un paper scientifico pubblicato sulla rivista della Optical Society of America. Da allora, il team di ricerca guidato da Peter G. Kazansky ha lavorato per perfezionarlo e renderlo maggiormente affidabile.
Per dimostrare i progressi effettuati, il team di ricercatori ha realizzato copie di alcuni dei testi più importanti (e lunghi) della storia dell'umanità. Ha così "trascritto" su vetro una copia della Bibbia di Re Giacomo (traduzione in inglese per eccellenza della Bibbia), una copia dell'Ottica di Isaac Newton, una copia della Dichiarazione universale dei diritti dell'uomo e una copia celebrativa della Magna Carta (prima costituzione inglese emanata nel 1215).
Come funziona lo storage a cinque dimensioni
Un disco di vetro "5D", come detto, può contenere fino a 360 terabyte di dati e conservarli (teoricamente) per oltre 13 miliardi di anni (più o meno l'età dell'Universo, il doppio dell'età della Terra) e resistere anche a temperature di 190° centigradi. Per capire come tutto questo sia possibile, si deve però partire da un parallelo con l'archiviazione dati su CD.
Un lettore CD è costituito, a grandi linee, da un diodo laser, da uno specchio e da un piccolo motorino elettrico che fa girare il disco e muovere la testina di lettura. Quando il laser emesso dalla testina colpisce la superficie ottica del CD, si può assistere a un doppio fenomeno: se la luce è riflessa dalla cella di archiviazione "bruciata" e catturata dallo specchio del lettore, la cella assume il valore convenzionale di "1"; se la luce laser colpisce una cella non bruciata non viene riflessa e la cella assume il valore convenzionale di "0". Dato che può assumere solamente due valori opposti, il CD (così come l'hard disk, il DVD o lo SSD) può essere definito come un supporto di memoria bidimensionale. Allo stesso tempo, però, si tratta di un supporto estremamente fragile: le informazioni, infatti, sono conservate sulla superficie e un piccolo graffio può renderlo illeggibile e provocare la perdita del contenuto.
In un disco di vetro 5D, invece, le informazioni sono conservate all'interno del suo reticolo cristallino (nanogratings nell'originale inglese). Il reticolo, esattamente come le celle ottiche del CD, riflettono la luce di un diodo laser, consentendo così di archiviare dati di ogni sorta. A differenza del compact disk, però, il disco di vetro consente lo storage dei dati in cinque dimensioni dovute alle modalità con cui la luce viene riflessa. I valori che determinano lo stato dell'archiviazione sono l'orintamento spaziale del reticolo, la forza della luce riflessa e la sua localizzazione nello spazio tridimensionale secondo gli assi "x", "y" e "z". Per questo motivo, la capacità di archiviazione di un disco di vetro "5D" è così elevata: a parità di misure, è in grado di ospitare circa 3.000 volte i dati contenuti in un disco BluRay.
Pronto per la commercializzazione
Visto lo stato avanzato delle ricerche, il team di scienziati britannici spera di poter commercializzare il suo disco 5D il prima possibile. Bisogna però fare attenzione: il "prima possibile" potrebbe corrispondere a 10 anni o addirittura oltre. Costruire i laser che rendono possibile la scrittura 5D, infatti, è un processo lungo ed estremamente costoso: i ricercatori dell'Università di Southampton, dunque, dovranno prima trovare un partner commerciale che ne finanzi la realizzazione.
Gli utenti finali, invece, non dovranno preoccuparsi più di molto. La lettura dei dischi in vetro potrà essere effettuata con laser della potenza necessaria a leggere un comune DVD (opportunatamente modificato, ovviamente).
Project Silica: i dati nel vetro secondo Microsoft
A novembre 2019 Microsoft ha annunciato, insieme a Warner Bros, di essere riuscita ad archiviare l'intero film Superman (quello originale, del 1978) in un piccolo quadrato di vetro da 7,5 centimetri spesso appena 2 millimetri. È la prova di fattibilità del cosiddetto "Project Silica", con il quale Microsoft sta cercando di creare una soluzione di archiviazione a lungo termine dei "dati freddi". Cioè quei dati che devono essere archiviati per moltissimo tempo, ma non anche modificati o cancellati. Project Silica si basa su una sofisticata tecnologia laser che scrive i dati nel vetro a diverse profondità e con diverse inclinazioni. La lettura dei dati, invece, avviene tramite un microscopio elettronico comandato dal computer. Project Silica è ancora giovane, ma ha notevoli prospettive di sviluppo e un gigante come Microsoft alle spalle.
