近日，中国科学院上海光学精密机械研究所（下称“上海光机所”）与上海理工大学等科研单位合作，在超大容量超分辨三维光存储研究中取得突破性进展，在国际上首次实现了Pb量级的超大容量光存储。22日，国际学术期刊《自然》（Nature）杂志发表了相关研究成果。
据论文通讯作者之一的上海光机所阮昊研究员介绍，此次成果非常适合数据中心处理“冷数据”。同时，阮昊指出，“关于产业化我们计划是5年左右应该有一个可以用的光盘和机器给消费者看，这当然也需要企业界和科研界一起努力。”
光盘实物照片，图源：上海光机所
数字化、智能化大潮下，算力成为实现社会转型升级的重要支撑，存储力则是算力的重要组成部分。根据工业和信息化部等六部门关于印发的《算力基础设施高质量发展行动计划》，算力是集信息计算力、网络运载力、数据存储力于一体的新型生产力，主要通过算力基础设施向社会提供服务。
而目前存储力的发展，正面临着数据量爆发式增长的挑战。据预测，我国数据量预计在2026年达到23.5ZB，将位居全球第一。因此，数据中心存储能力需要持续增强。
在数据的分类中，包括热数据、冷数据、温数据等。“冷数据”一般是指时效性需求不太高的数据；“热数据”是对处理时间要求高、需要立刻做决策并运算的数据，例如自动驾驶、远程医疗等；“温数据”则是介于“冷数据”和“热数据”之间。
阮昊举例解释指出，固态硬盘、手机存储卡、存储条能够用来处理热数据，但成本很贵；处理百分之十几的温数据可以用磁存储、磁硬盘；冷数据则可以用光盘进行存储，而在所有数据中，80%以上都是冷数据。
数据中心作为存储、处理数据的重要载体，存储着海量的冷数据。阮昊表示，此次的成果主要存储的就是冷数据。“冷数据使用频率很少，但是需要永久保存，比如大科学装置做出来的实验数据。这类实验做一次非常不容易，这些访问速率没那么快但是又很重要的数据都要安全性地保存，我们的成果主要用在这类数据上面，因此特别适合数据中心的使用。”
据了解，光存储技术具有绿色节能、安全可靠等独特优势，非常适合长期低成本存储海量数据，但受到衍射极限的限制，传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。在信息量日益增长的大数据时代，突破衍射极限、缩小信息点尺寸、提高单盘存储容量长久以来一直都是光存储领域的追求。
本次成果中，研究团队利用国际首创的双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，实验上首次在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量达Pb量级，存储容量是普通蓝光光盘上万倍、普通硬盘上百倍。经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年。
研究人员指出，他们与目前的硬盘、光盘技术进行了对比，在技术性能上提高了最高的光存储面密度，可以在数据中心档案存储上实现突破性应用，解决大容量和节能的存储技术难题，能够为大数据存储提供了绿色节能长寿命的方案。
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