Microsoft mostra dispositivo de armazenamento holográfico

Pesquisas iniciais sobre o que um dia poderia viver na nuvem

A Microsoft anunciou o Projeto HSD, um esforço para construir dispositivos de armazenamento holográfico para seu serviço de nuvem Azure.

Embora a ideia de armazenar dados em todo o volume da mídia (em vez de na superfície como em dispositivos de armazenamento de dados magnéticos e ópticos) não seja nova, a Microsoft acredita que a câmera do smartphone e os avanços na exibição significam que a leitura de dados de HSDs agora é muito mais escalável .

Além disso, ao projetá-lo para data centers, a empresa pode criar um produto em escala de rack, em vez de ter que se preocupar com um tamanho menor e amigável ao consumidor.

Porque não é o futuro até que você tenha hologramas

O armazenamento holográfico usa luz para criar minúsculos hologramas dentro de um cristal, cada um contendo centenas de kilobytes de dados. Difratar um pulso de luz do holograma gravado e capturar o resultado na câmera pode ser usado para ler o que está no holograma - com a luz mudando seu ângulo para alcançar diferentes hologramas dentro do dispositivo mais amplo (para uma explicação mais técnica, veja abaixo).

A luz ultravioleta pode então ser usada para limpar o holograma, permitindo que ele seja usado novamente. Isso difere do projeto de armazenamento Project Silica da Microsoft, que incorpora dados dentro do vidro para armazenamento de arquivo WORM (Write Once Read Many). A empresa está lançando o Silica como um produto de armazenamento frio de longo prazo e o HSD como um dispositivo de armazenamento quente que um dia poderá competir com os HDs.

A empresa afirma ter feito vários avanços importantes no HSD e que seu sistema é 1,8 vezes mais denso do que os protótipos de pesquisa HSD mais conhecidos publicamente.

Isso foi parcialmente possível graças ao uso de tecnologias que avançaram rapidamente na última década, disse o CTO da Microsoft, Mark Russinovich. "Se dermos uma olhada nos tipos de tecnologias necessárias para implementar o armazenamento holográfico com muita eficiência, precisamos de câmeras de resolução muito alta. Se você der uma olhada nas câmeras que saem dos smartphones comuns hoje, elas estão com as resoluções de dezenas de faixas de megapixels que precisamos para comercializar uma tecnologia como esta."

Os smartphones também ajudaram a reduzir o custo das telas de exibição, úteis para moduladores de luz espacial LCOS de alta resolução.

"Conseguimos ler e escrever sem buscas mecânicas para desbloquear taxas de acesso comparáveis ​​aos discos rígidos", disse Russinovich.

“Também conseguimos aproveitar a computação de software por meio de aprendizado profundo para poder ler com altos graus de precisão os dados armazenados no armazenamento holográfico”.

Como funciona

O holograma em ação (Créditos da imagem: Microsoft)

No caso da Microsoft, a empresa está usando um cristal de niobato de lítio (LiNBO3), com um dopante de ferro adicionado. Isso traz um nível de doador de elétrons adicional e um estado de armadilha profunda para os níveis de energia eletrônica do LiNBO3.

Para armazenar dados, dois feixes de luz verde são usados ​​para iluminar o cristal - um é um feixe de armazenamento de dados e o outro é um feixe de referência. Onde os dois feixes se cruzam, um padrão de interferência é criado.

Nas regiões brilhantes do padrão de interferência, o cristal absorve a luz, fazendo com que os elétrons sejam excitados do nível doador de ferro para a banda de condução, onde os elétrons estão livres para se mover pela rede cristalina. Esses elétrons então decaem preferencialmente no nível profundo da armadilha de ferro, onde permanecem presos.

Isso resulta em uma distribuição espacialmente variável na densidade de elétrons e seu campo elétrico associado que armazena os dados como um holograma.

Os dados podem então ser lidos difratando o feixe de referência do holograma armazenado e capturando a imagem dos dados em uma câmera.

A exposição à luz ultravioleta excita os elétrons para fora do nível profundo da armadilha de ferro, onde eles decaem preferencialmente para o nível doador de ferro, reiniciando o meio para ser usado novamente.