英國南安普敦大學的研究人員發表的研究令人毛骨悚然地讓人想起“數據立方體”的科幻概念——在手掌大小的設備中進行不相稱的存儲。然而，該概念可能比預期更接近現實，因為該研究描述了一種在 5D 結構上寫入的新型高速激光方法。這種由石英玻璃制成的 5D 結構可以支持長期寫入 - 并實現比當前藍光技術高 10,000 倍的存儲密度。

　　新的激光技術使研究人員能夠在五個維度上書寫——兩個光學維度和三個空間維度。新方法可以實現每秒 1,000,000 個voxels 的寫入速度，相當于每秒 230 KB 的數據（超過 100 頁的文本）。按照今天的標準，這聽起來可能慢得離譜——看看最好的 SSD相比之下達到的速度，例如三星 980 Pro 上每秒 5,000 MB 的寫入速度。但是，某些特定用例可以從這種技術中受益匪淺，例如博物館、圖書館，當然還有科幻小說中的方舟范式。此外，這項技術實際上可以轉化為現實世界的cold-storage應用。

　　“個人和組織正在生成越來越大的數據集，迫切需要具有高容量、低能耗和長壽命的更高效的數據存儲形式，”來自英國南安普敦大學的博士研究員 Yuhao Lei 說 。“雖然基于云的系統更多地是為臨時數據設計的，但我們相信玻璃中的 5D 數據存儲對于國家檔案館、博物館、圖書館或私人組織的長期數據存儲可能有用。”

　　該團隊決定通過將 5 GB 數據寫入 5D 石英玻璃磁盤來測試他們的技術。研究人員隨后詢問了有關存儲技術的一個基本問題 - 您正在寫入的數據是否足夠穩定，可以將其從寫入狀態中恢復？答案是 100% 成功的讀數。然而，該測試僅在可用介質的一小部分進行——如果填滿邊緣，石英玻璃盤將能夠容納 500 TB 的數據。研究人員表示，隨著寫入技術的改進，特別是通過利用并行性，他們可以設計出一個可以在短短 60 天內填充相同 500 TB 的系統。這設想很不錯：

　　想象一下，如果 500 TB 的僅備份存儲可以壓縮到單個外部硬盤驅動器上。這就是這種介質的密度規模優勢。

　　數據記錄到介質上的方式令人毛骨悚然地讓人想起銀翼殺手 2049 的數據球體，它由看似玻璃的東西構成。不幸的是，它們還出現了使介質無法讀取的裂縫。在這些特殊的石英玻璃數據存儲設備上，情況似乎也是如此。刻錄信息的方式是通過高度重復的飛秒激光器和石英玻璃結構之間的極其局部化和精確引導的相互作用。

　　從本質上講，該技術涉及在二氧化硅結構內進行極其可控的爆炸。由于激光與石英玻璃相互作用的性質，這些爆炸受溫度控制，然后可以回讀由此產生的數據結構（每個僅 500 x 50 納米的納米薄片狀結構）。

　　物體的 3D 部分很容易理解——它是一個立方體。然而，這種技術的數據密度不僅僅通過信息的空間排列來實現。存儲的第四維是通過考慮光通過納米片狀結構的慢軸取向來實現的，研究人員為此探索了一種稱為孤子（solition）的粒子的行為。這允許從數據立方體空間中的單個點引用和讀取另一組二進制 （1,0） 坐標。如果有孤子，則設置為 1。如果沒有孤子，則設置為 0。

　　5D 部分指的是一種稱為延遲強度的效應，它通常由納米結構的尺寸定義。隨著納米結構尺寸的增加，延遲強度也會增加——這是另一種導致光速在穿過材料時出現差異的因素。

　　“這種新方法將數據寫入速度提高到實用水平，因此我們可以在合理的時間內寫入數十 GB 的數據，”雷說。“高度局部化、精密的納米結構可實現更高的數據容量，因為單位體積內可以寫入更多體素。此外，使用脈沖光減少了寫入所需的能量。”

　　張的團隊已經證明，石英玻璃中的 5D 數據存儲可以基本永久保存，只要我們不讓這些玻璃存儲設備掉落或破裂。