Lưu trữ bằng công nghệ ánh sáng 3 chiều (phần cuối)

Sau nhiều nỗ lực, các nhà khoa học giờ đây có thể ứng dụng kỹ thuật ánh sáng 3 chiều vào việc tăng cường tốc độ và dung lượng lưu trữ với những dự án khả thi. Một số thương phẩm đầu tiên của công nghệ này, xuất hiện trên thị trường vào năm tới, có thể là bước đột phá cho công suất máy tính thông thường.

Tiến sĩ Hans Coufal, người điều hành dự án nghiên cứu về lưu trữ ba chiều của IBM, cho biết công ty này đã thành công trong việc khắc phục một số khó khăn kỹ thuật về chất liệu bằng cách sử dụng lithium-niobate. 

Big Blue đã tạo ra một số tấm dữ liệu ba chiều có thể chứa tới 390 bit trên mỗi micron vuông (một micron tương ứng một phần triệu mét), trong khi đĩa DVD có mật độ khoảng 5 bit mỗi micron vuông.

Bằng việc đặt mã thông minh và dùng thuật toán xử lý tín hiệu, IBM cũng giải quyết được một vấn đề khác khá nan giải trong việc ghi đồng thời (parallel recording) được ví như “tiếng nhiễu trong khi nói chuyện”, một yếu tố khiến hình ảnh các trang dữ liệu bị lẫn lộn ngay khi chỉ truy cập vào một file.

Đầu năm nay, IBM đã trình làng một thiết bị thử nghiệm có dung lượng 125 GB và tốc độ truyền là 40 MB mỗi giây. Công ty này hiện đang cố gắng đưa sức chứa lên tới 1 TB, đạt tốc độ truyền 1 GB/ giây - đủ nhanh để truyền một đĩa phim DVD trong vòng 30 giây.

Tuy nhiên, nhiều hãng công nghệ khác lại thích dùng nhựa polymer cảm quang hơn. Vật liệu này được tráng lên bề mặt đĩa để tạo ra lớp bề mặt dày khoảng vài trăm micron. Chừng đó đủ để lưu hình ảnh ba chiều nhưng vẫn cần phải được làm dày hơn.

Nhựa polymer nhạy cảm hơn so với lithium-niobate nhưng lại có xu hướng thay đổi thể tích khi có sự biến đổi hóa học xảy ra ở quá trình ghi dữ liệu trong và giữa các phân tử. Điều này làm sai lệch hình ảnh ba chiều (Với lithium-niobate thì không có vấn đề tương tự).

Aprilis, một công ty ở Massachusetts (Boston), cho rằng họ đã tìm ra cách xử lý. Hạt polymer của họ là silicon được xử lý đặc biệt, không thay đổi thể tích khi thu ghi. Dựa trên phát kiến này, Aprilis đặt mục tiêu tới năm 2005 sẽ sản xuất ổ đĩa có dung lượng 200 GB và tốc độ truyền 75 MB/giây.

Một phương pháp khác, do hãng InPhase Technologies (Colorado) tiến hành, sử dụng loại polymer hóa chất kép. Hệ thống này giải quyết vấn đề hình ảnh ba chiều biến dạng bằng cách dùng một vật liệu được xử lý hóa chất bên cạnh chất liệu cảm quang. Theo Chris Plaff, Giám đốc công ty, loại đĩa thử nghiệm với kích cỡ bằng đĩa CD thông thường của InPhase mang tên Tapestry, có thể chứa khoảng 100 GB.

Công ty Polight Technology tại Cambridge (Anh) lại đi theo một hướng khác. Đĩa của hãng này được tráng một lớp chất holonide như thủy tinh thay vì dùng tinh thể hay polymer. Theo Michael Ledzion, Chủ tịch Polight, sản phẩm đầu tiên của họ sử dụng công nghệ này, có dung lượng 500 GB, sẽ được hoàn thành năm tới.

Các con số nêu trên đều rất ấn tượng, mặc dù, trước mắt các loại sản phẩm này sẽ là đĩa ghi một lần. Nói cách khác, chúng chỉ có tác dụng lưu trữ tài liệu mà chưa thể dùng làm đĩa cứng, nơi dữ liệu liên tục thay đổi.

Tuy nhiên, chỉ riêng trong việc lưu trữ dữ liệu thì công nghệ ánh sáng 3 chiều cũng sẽ thể hiện được sức mạnh của nó với khả năng "nuốt" một lượng thông tin khổng lồ và có thể đưa dữ liệu ra theo một cách mới lạ.

Điều đặc biệt nhất là việc tìm tài liệu lưu ba chiều hết sức đơn giản. Chỉ cần chiếu tia tham chiếu phù hợp để tạo ra bản sao của tia dữ liệu gốc, hoặc ngược lại, chiếu tia dữ liệu phù hợp để tạo ra bản sao tia tham chiếu.

Tia chứa một phần thông tin gốc sẽ tạo ra tia tham chiếu yếu hơn, nhờ đó có thể xác định các file chứa toàn bộ cụm thông tin bằng cách sử dụng tia có chứa cụm đó và xem xét tia tham chiếu. Cường độ tia xuất hiện thể hiện mức độ phù hợp của dữ liệu lưu trong file đó so với thông tin cần tìm.

Do vậy, một người muốn xem lướt qua cả cơ sở dữ liệu khổng lồ có thể nhanh chóng tìm được file phù hợp nhất. Với nhu cầu khai thác dữ liệu tốc độ cao hiện nay thì điểm mạnh này của công nghệ lưu trữ ba chiều tỏ ra cực kỳ hấp dẫn. Theo tiến sĩ Coufal, đây cũng là lý do để IBM tiếp tục đầu tư vào lĩnh vực này.

Tất cả đều có vẻ khả quan nhưng vẫn còn rất nhiều điều cần làm trước khi công nghệ lưu trữ ba chiều được áp dụng rộng rãi. Thách thức lớn nhất vẫn là đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác trong việc kết hợp tia laser, bộ điều biến ánh sáng không gian và bộ tách tia trong một hệ thống chi phí thấp.

Đã có những dấu hiệu cho thấy công nghệ lưu trữ từ tính đang đi đến giới hạn phát triển, khi mà vùng lưu bit thông tin ngày càng nhỏ lại và trở nên ít ổn định, khó truy cập hơn. Một số chuyên gia dự báo những chuyển biến lớn sẽ diễn ra ở thập kỷ tới, trong khi nhiều người khác lại cho rằng thời hoàng kim của công nghệ từ tính còn lâu mới kết thúc. Tuy nhiên, tất cả đều thống nhất rằng, dù thế nào chăng nữa, vẫn phải có những hướng đi mới để công nghệ tiếp tục phát triển, và lưu trữ dữ liệu ba chiều bằng ánh sáng có thể sẽ là sự lựa chọn đầu tiên.

Phan Khương