PC Press: Peta dimenzija DVD‑a

Ne­ma ko­ri­sni­ka računa­ra ko­ji će reći da mu je me­mo­rij­ski pros­tor ko­jim ras­po­la­že pre­ve­lik ili ma­kar do­vo­ljan. Blu‑ray već sa­da de­lu­je pres­krom­no i os­ta­je pres­kup, pa gle­da­mo da­lje… pre­ma te­ra­baj­ti­ma. — Nada Veljković

U vre­me flo­pi dis­ko­va sa­nja­lo se o sto­ti­na­ma me­ga­baj­ta, po­ja­va CD ROM‑a je po­bu­di­la če­žnju za gi­ga­baj­ti­ma. Taj san os­tva­ren je DVD dis­ko­vi­ma – single side va­ri­jan­ta dos­ti­gla je 4,9 GB, a single side Blu‑ray čak 25 GB. Mak­si­ma­lan ka­pa­ci­tet ko­ji se kla­sičnim DVD‑om mo­že os­tva­ri­ti je 50 GB (Double Side Blu‑ray). Gi­ga­baj­ti su, da­kle, o­svo­je­ni – čak i USB fleš me­mo­ri­ja nu­di 16 GB, pa su no­va in­te­re­sna sfe­ra te­ra­baj­ti. Tačno je da ek­ster­ni hard dis­ko­vi nu­de taj ka­pa­ci­tet, ali, nji­ho­ve ce­ne ni­ka­ko ni­su za pod­ce­nji­va­nje.

Prve tri di­men­zije

Na kla­sičnim op­tičkim dis­ko­vi­ma (CD, DVD, Blu‑ray) po­da­ci se be­le­že u je­dnoj rav­ni – slo­ju (bit‑po‑bit); za­to ka­že­mo da su oni dvo­di­men­zi­onal­ni. U slučaju be­le­že­nja po­da­ta­ka u dva ili vi­še slo­ja (ka­na­la) dis­ko­vi­ma se do­da­je još je­dna di­men­zi­ja – vi­si­na, pa se oni na­zi­va­ju 3D dis­ko­vi­ma. Tu spa­da­ju vi­še­sloj­ni kla­sični op­tički dis­ko­vi i ho­lo­gra­fski dis­ko­vi.

Kod kla­sičnih op­tičkih dis­ko­va, čija je pro­sečna de­blji­na oko 1,2 mm, po­da­ci ko­ji se be­le­že u je­dnom slo­ju za­uzi­ma­ju sa­mo hi­lja­di­ti deo mi­li­me­tra, što znači da je efi­ka­sno is­ko­rišćen sa­mo pro­mil pos­to­jeće za­pre­mi­ne. Kla­sičnom te­hno­lo­gi­jom mo­gu se za­sad na­pra­vi­ti dis­ko­vi sa naj­vi­še de­set slo­je­va, ali se taj broj u bu­dućnos­ti mo­že po­večati i do 300. Ek­spe­ri­men­tal­no je os­tva­ren disk sa 52 slo­ja.

Za ra­zli­ku od kla­sičnog be­le­že­nja UV la­se­rom, ra­zvi­ja­ju se no­ve te­hno­lo­gi­je u o­blas­ti na­no­te­hno­lo­gi­je i mi­kro­ho­lo­gra­fi­je. Je­dno ta­kvo re­še­nje nu­de naučni­ci sa uni­ver­zi­te­ta Svin­burn (Swinburne University of Technology) u Mel­bur­nu, Aus­tra­li­ja. Te­hno­lo­gi­ja je ra­zvi­je­na u je­dnom od vo­dećih svet­skih cen­ta­ra za ra­zvoj bi­ofo­to­ni­ke i mi­kro­fo­to­ni­ke – CMP (Centre for Micro‑Photonic), ko­ji ra­di u o­kvi­ru Svin­burn uni­ver­zi­te­ta. Nji­ho­vi dis­ko­vi su na­zva­ni pe­to­di­men­zi­onal­ni DVD, Ul­tra DVD ili Su­per DVD. Is­tih su di­men­zi­ja kao kla­sičan DVD, ali sme­štaj po­da­ta­ka vrše u pet di­men­zi­ja – tri su fi­zičke di­men­zi­je na koje smo navikli, dok su če­tvrta i pe­ta vir­tu­el­ne di­men­zi­je, za­sno­va­ne na bo­ji i po­la­ri­za­ci­ji.

Če­tvrta i pe­ta di­men­zija

Bo­ja i po­la­ri­za­ci­ja su spek­tral­ne di­men­zi­je, os­tva­re­ne u­gra­dnjom zla­tnih na­no­šip­ki na pov­rši­nu DVD‑a. Na taj način se na is­toj lo­ka­ci­ji na dis­ku sni­ma­ju in­for­ma­ci­je u o­blas­ti ra­zličitih ta­la­snih du­ži­na (bo­ja), za ra­zli­ku od kla­sičnih 2D i 3D dis­ko­va kod ko­jih se sni­ma­nje vrši na sa­mo je­dnoj ta­la­snoj du­ži­ni sve­tlos­ti (crve­noj ili pla­voj bo­ji). To je če­tvrta di­men­zi­ja dis­ka.

Pe­ta di­men­zi­ja je os­tva­re­na pro­jek­to­va­njem sve­tlo­snih ta­la­sa na disk pod ra­zličitim u­glo­vi­ma. S ob­zi­rom na činje­ni­cu da se u po­la­ri­za­ci­ji mo­že os­tva­ri­ti ro­ta­ci­ja od 0 do 360 ste­pe­ni, po­da­ci se mo­gu be­le­ži­ti pod u­glom od 0 ste­pe­na, za­tim 90 ste­pe­ni…. Ko­rišćenjem tri bo­je (preciznije rečeno, ta­la­sne du­ži­ne sve­tlos­ti) i tri po­la­ri­za­ci­ona sta­nja (u­gla), na is­tu po­zi­ci­ju na dis­ku mo­gu se smes­ti­ti de­vet ra­zličitih sku­po­va po­da­ta­ka, ne uzi­ma­jući u ob­zir tri kla­sične fi­zičke di­men­zi­je. Struk­tu­ra op­tičkih dis­ko­va sa dve, tri, četi­ri i pet di­men­zi­ja, ko­ja po­ka­zu­je da su uku­pne di­men­zi­je dis­ka u svim va­ri­jan­ta­ma is­te, pri­ka­za­na je na sli­ci.

Pe­to­di­men­zi­onal­ni disk na uni­ver­zi­te­tu Svin­burn os­tva­ren je do­da­va­njem na­nos­truk­tu­ra pos­to­jećoj 3D struk­tu­ri op­tičkog dis­ka. Ma­te­ri­jal sa na­nos­truk­tu­rom – zla­tne na­no­šip­ke (nanorods) u­građuje se (do­pi­ra­ju) u po­li­mer­sku ma­tri­cu na pov­rši­ni op­tičkog dis­ka, ta­ko da se nje­go­ve fi­zičke di­men­zi­je ne me­nja­ju. Na­no­šip­ke ima­ju je­din­stve­ne op­tičke ka­rak­te­ris­ti­ke, ko­je se me­nja­ju u za­vi­snos­ti od bo­je i po­la­ri­za­ci­je sve­tlos­ti ko­ja pri za­pi­si­va­nju po­da­ta­ka pa­da na korišćeni op­tički me­di­jum. Pri­me­na sve­tlos­ti ra­zličitih ta­la­snih du­ži­na na pov­rši­nu dis­ka sa na­no­šip­ka­ma pri­ka­za­na je na sli­ci. Naredne sli­ke po­ka­zu­ju dej­stvo la­ser­skog zra­ka, kao i struk­tu­ru po­da­ta­ka ko­ja se be­le­ži i očita­va sa pe­to­di­men­zi­onal­nog dis­ka.

In­for­ma­ci­je o ovoj te­hnol­gi­ji, na­kon nje­nog pe­to­go­di­šnjeg ra­zvo­ja, o­bjav­lje­ne su 21. ma­ja ove go­di­ne u po­zna­tom časo­pi­su iz sve­ta na­uke – Nature. Auto­ri o­bjav­lje­nih ra­do­va su Peter Zijistra, James Chon i di­rek­tor CMP cen­tra, pro­fe­sor Min Gu.

U is­to vre­me o­drža­na je i kon­fe­ren­ci­ja za štam­pu i de­mon­stri­ran ek­spe­ri­men­tal­ni 5D disk sa tri bo­je (ta­la­sne du­ži­ne), dva po­la­ri­za­ci­ona u­gla i tri fi­zička slo­ja, što je da­lo ka­pa­ci­tet od 1,1 te­ra­bit po­da­ta­ka po cen­ti­me­tru ku­bnom, tj. uku­pan ka­pa­ci­tet dis­ka od 1,6 terabajta. Očeku­je se da će ka­pa­ci­tet op­ti­mi­zo­va­nog i usav­rše­nog dis­ka dos­tići 7 te­ra­bi­ta po cen­ti­me­tru ku­bnom (uku­pno 10 TB po dis­ku), što se mo­že os­tva­ri­ti sa tri po­la­ri­za­ci­ona sta­nja (u­gla) i četi­ri ta­la­sa­ne du­ži­ne (bo­je).

Da bi se os­tva­rio veći ka­pa­ci­tet, tre­ba po­većati kon­cen­tra­ci­ja na­no­šip­ki, a za veću kon­cen­tra­ci­ju na­no­šip­ke mo­ra­ju bi­ti ma­nje. Po pro­ce­ni naučni­ka, na taj način se nji­ho­va kon­cen­tra­ci­ja mo­že mak­si­mal­no po­većati do 1000 na­no­šip­ki po mi­kro­me­tru ku­bnom, što će zna­tno po­većati uku­pan ka­pa­ci­tet dis­ka.
Zbog to­ga se sma­tra da siću­šne na­no­šip­ke pred­stav­lja­ju je­dnu od ključnih struk­tu­ra u ra­zvo­ju op­tičkih me­di­ju­ma bu­dućnos­ti. Pre­dviđanja naučni­ka uka­zu­ju da mo­gućnos­ti ove te­hno­lo­gi­je do­se­žu do uku­pnog ka­pa­ci­te­ta od ne­ve­ro­va­tnih 5 PB po je­dnom dis­ku.

Sam­sung je za­in­te­re­so­van

Te­hno­lo­gi­ja pe­to­di­men­zi­onal­nih dis­ko­va u svom tre­nu­tno ak­tu­el­nom re­še­nju omo­gućava be­le­že­nje dve hi­lja­de pu­ta vi­še po­da­ta­ka u o­dno­su na kla­sičan DVD. Sma­tra se da će, s ob­zi­rom na pro­ble­me ko­je tek tre­ba re­ša­va­ti, a pre sve­ga spor upis po­da­ta­ka zbog o­gra­ničene brzi­ne la­se­ra, ko­ja za je­dno­im­pul­sni la­ser sa­da i­zno­si 1 Gbit/s i po­tre­bu za mi­ni­ja­tu­ri­za­ci­jom, bi­ti po­tre­bno de­se­tak go­di­na za re­ali­za­ci­ju ko­mer­ci­jal­ne ver­zi­je pe­to­di­men­zi­onal­nog dis­ka.

Prva ko­ma­ni­ja ko­ja je po­ka­za­la in­te­re­so­va­nje za ovu te­hno­lo­gi­ju je Samsung Electronics. Ona je sa uni­ver­zi­te­tom Svin­burn pot­pi­sa­la specijalni ugo­vor o sa­ra­dnji i zajedničkom razvoju, pa se pe­to­di­men­zi­onal­ni disk Samsung Electronics‑u op­ti­mis­tički očeku­je za oko pet go­di­na. Po­dra­zu­me­va se da će se ta­da (u Samsung‑u, ali i mno­gim dru­gim kom­pa­ni­ja­ma) po­kre­nu­ti i i­zra­da no­vih ple­je­ra, ko­ji će po­drža­va­ti re­pro­duk­ci­ju pe­to­di­men­zi­onal­nih dis­ko­va, kao i svih pret­ho­dnih DVD ver­zi­ja i te­hno­lo­gi­ja.

žTe­hno­lo­gi­ja pe­to­di­men­zi­onal­nih op­tičkih dis­ko­va učiniće sme­štaj ve­li­ke ko­ličine po­da­ta­ka zna­tno je­fti­ni­jim. Očeku­je se da će se ta­da po­kre­nu­ti pra­va re­vo­lu­ci­ja u sni­ma­nju fil­mo­va, mu­zi­ke i dru­gih sa­drža­ja ko­ji za­hte­va­ju mno­go pros­to­ra da bi stigli do korisnika. Osim za čuva­nje za­bav­nih sa­drža­ja, pe­to­di­men­zi­onal­ni dis­ko­vi će moći da se ko­ris­te i za čuva­nje ve­li­ke ko­ličine po­da­ta­ka u mno­gim dru­gim o­blas­ti­ma – u me­di­ci­ni (na pri­mer, za snim­ke na­prav­lje­ne ma­gne­tnom re­zo­nan­som), u držav­nim, fi­nan­sij­skim i voj­nim slu­žba­ma, slu­žba­ma be­zbe­dnos­ti…

PC Press