Holografik Veri Depolama (Holographic Data Storage) ve Üç Boyutlu Hafıza

Holografik Veri Depolama ile Çok Katmanlı Arşivleme

Özellik ne işe yarar?

Mevcut manyetik sabit diskler (HDD) ve optik diskler (CD, Blu-Ray) dijital veriyi sadece malzemenin yüzeyi (iki boyutlu) üzerinde izler halinde kaydeder. Veri yoğunluğu fiziksel sınırlara dayandığında, alan yetersizliği başlar. Holografik Veri Depolama (HDS) ise yepyeni bir optik mimari sunarak veriyi özel ışığa duyarlı kristallerin veya fotopolimer maddelerin sadece yüzeyine değil, üç boyutlu hacminin tamamına kaydeder. Bu işlemde bir lazer ışını, \’referans ışını\’ ve \’sinyal ışını\’ olmak üzere ikiye ayrılır. Sinyal ışını, binlerce bitlik veriyi tek seferde taşıyan bir Uzamsal Işık Modülatöründen (SLM) geçer ve kayıt ortamının içinde referans ışınıyla çarpışır. Bu çarpışmanın oluşturduğu mikroskobik üç boyutlu girişim modeli (interferans) hologram olarak kristale kazınır. Okuma aşamasında ise aynı açıdaki referans ışını kristale yansıtıldığında, tüm veri sayfası milisaniyeler içinde tek seferde kopyalanır. HDS teknolojisi, bir küp şeker büyüklüğündeki kristale Terabaytlarca veri sığdırabilirken, verilerin sayfa sayfa (sayfa bazlı paralel erişim) okunması sayesinde mevcut SSD\’lerden bile katbekat hızlı veri aktarım hızlarına ulaşabilir.

Nasıl uygulanır?

Holografik depolama teknolojilerini kurumsal veri merkezlerine veya medya arşivleme sistemlerine dahil etmek için özel optomekanik sürücülere ve fotopolimer kartuşlara ihtiyaç vardır. Sistemin kalbi olan optik düzeneklerin sıfır titreşimli özel raflarda barındırılması gerekir. Bir veritabanı yedeği alınırken, yazılım verileri öncelikle yüksek yoğunluklu QR kod benzeri 2D matris sayfalarına dönüştürür. Lazeri her kayıt işleminde mikroskobik açı farklılıklarıyla (açısal çoğullama – angular multiplexing) kristalin üzerine yönlendirerek, aynı fiziksel lokasyona yüzlerce farklı veri sayfasının üst üste (hologramlar birbirine karışmadan) kaydedilmesini sağlayın. Holografik depolama şu aşamada sürekli silinip yazılan günlük dosyalardan ziyade, güvenlik kameralarının ham görüntüleri, uydulardan gelen harita verileri veya sinema stüdyolarının yüksek çözünürlüklü asıl arşiv (mastering) kopyaları gibi Soğuk Veri (Cold Data) uygulamaları için yapılandırılmalıdır.

İyi sonuç için ipuçları

Sistemin okuma doğruluğunu (Bit Error Rate) artırmak için güçlü lazer diyotların sıcaklıklarını termoelektrik soğutucularla (Peltier) son derece stabil tutun; lazerin dalga boyundaki nanometrik bir kayma verinin okunamamasına neden olabilir. Optik kristaller UV ışığına karşı duyarlı olabileceğinden kartuşları doğrudan güneş ışığından uzak, karanlık ünitelerde saklayın. Veri bütünlüğünü garantilemek için Reed-Solomon hata düzeltme algoritmalarını sayfaların 2D matris yapılarına gömülü hale getirin.

Dikkat edilmesi gerekenler

Holografik depolama teknolojisi uzun yıllardır ticari seri üretim zorlukları yaşadığından, pazar dinamiklerini ve standartların güncelliğini dikkatle izleyin. Mevcut IT altyapınızla entegrasyon için geleneksel fiber kanal (Fiber Channel) veya iSCSI arayüzlerini destekleyen aracı yazılımlar kullanmanız gerekebilir. Bilim kurgu filmlerindeki havada uçuşan saydam ekran görüntülerini değil, Microsoft\’un Project Silica veya benzeri optik depolama araştırma laboratuvarlarının donanım kesitlerini kullanın.