Nanotecnología
Ingeniosos medios de almacenamiento: cómo los cristales pueden salvar a la humanidad
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Almacenamiento de datos en evolución
El registro de datos fue crucial para la fundación de la civilización. De hecho, la invención de los registros escritos definió la separación entre los períodos prehistórico e histórico. Desde las primeras tablillas cuneiformes de arcilla y los rollos de papiro hasta los libros medievales y la imprenta, las mejoras en los métodos y la tecnología de la escritura han transformado las sociedades humanas.
Hoy en día, registramos y manejamos más datos que nunca. Pero, paradójicamente, nuestros medios de almacenamiento se han vuelto cada vez más frágiles. Por ejemplo, ahora somos conscientes de podredumbre del disco, o podredumbre del CD, que es la degradación de la capa reflectante de un disco compacto (CD). Es probable que la mayoría de estos dispositivos de almacenamiento, incluidos los archivos del museo, serán ilegibles después de unas décadas. El mismo problema afecta a otros métodos de almacenamiento óptico como los DVD y los Blu-ray.
De manera similar, los discos duros pueden ser muy sensibles a las ondas electromagnéticas, por lo que la mayoría de los datos del mundo podrían borrarse debido a una tormenta solar o un EMP lo suficientemente fuerte.
En general, en comparación con los manuscritos escritos en pergamino, papiro o arcilla, el conocimiento moderno sólo durará unas pocas décadas o un siglo, o está a una catástrofe de su destrucción total.
Afortunadamente, los investigadores están explorando tecnologías para almacenar datos de forma mucho más duradera. Y, curiosamente, podría parecerse mucho al tipo de cristal que vemos en las naves extraterrestres de los programas de ciencia ficción.
Fuente: RPF
Durabilidad de los cristales
La mayoría de los materiales se degradan con el tiempo, ya sea el grabado avanzado en obleas de silicio o en papel o pieles de animales. Sin embargo, el cristal mineral es un tipo de estructura que se mantiene notablemente estable durante milenios, si no millones de años.
Esto se debe a que los cristales están organizados y estructurados de manera muy rígida a nivel atómico. Esto significa que para comenzar a romperlos, es necesario hacerlo a nivel atómico en lugar de simplemente reducir los enlaces entre fibras grandes o la carga electromagnética de un átomo de silicio.
Fuente: británico
Esto hace que los cristales sean extremadamente resistentes a los daños causados por el calor, los microorganismos o el electromagnetismo.
Son estas propiedades las que hicieron Profesor Peter Kazansky en la Universidad de Southampton Desarrollar el almacenamiento de datos en cristal. Recientemente registró la totalidad de los datos del genoma humano en uno de esos cristales.
Fuente: Universidad de Southampton
Y a largo plazo, podría convertirse en una forma de almacenar la suma total del conocimiento humano durante casi la eternidad.
“La clave visual inscrita en el cristal permite al descubridor saber qué datos están almacenados en su interior y cómo podrían utilizarse.
Por encima de los densos planos de datos que contiene, la clave muestra los elementos universales (hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno); las cuatro bases de la molécula de ADN (adenina, citosina, guanina y timina) con su estructura molecular; su ubicación en la estructura de doble hélice del ADN; y cómo se posicionan los genes en un cromosoma, que luego puede insertarse en una célula.
Cristales 5D
Lo hicieron aprovechando la naturaleza tridimensional de los cristales. Registraron los datos en el cristal utilizando láseres ultrarrápidos para inscribirlos con precisión en huecos nanoestructurados dentro del cristal de sílice, con tamaños de características tan pequeños como 3 nanómetros.
Fuente: Ciencia ZME
Esto va en contra de la mayoría de los sistemas de grabación de datos utilizados actualmente, que en su mayoría registran datos en un plano 2D, ya sea papel, cinta magnética u oblea de silicio.
En lugar de ello, registran los datos en todas las profundidades del cristal (3D) y además añaden otra capa de densidad de datos añadiendo a la dimensión espacial 3D 2 dimensiones ópticas.
Birrefringencia
En teoría, el almacenamiento de datos tridimensionales “simples” utilizando la posición espacial del vacío nanoscópico en el cristal podría ser suficiente. Sin embargo, requeriría cristales mucho más grandes o limitaría el volumen de datos que se puede almacenar por cristal.
Los investigadores también se valen de un fenómeno denominado “birrefringencia”, que consiste en que el material redirige la luz de forma diferente en función de su polarización, lo que permite multiplicar por ocho la densidad de almacenamiento de datos.
Al grabar datos con una óptica de enfoque más ajustado y una longitud de onda de luz más corta, es posible lograr una densificación espacial (3D) similar a la de los discos Blu-Ray, con un tamaño de cavidad de menos de 200 nm.
Combinado con la cuarta y quinta dimensión proporcionadas por la birrefringencia, que permiten que un solo disco almacene ocho bits (un byte) de información en lugar de uno, sería posible lograr una capacidad sin precedentes de cientos de terabytes en un solo disco de 12 cm de diámetro.
Durabilidad extrema
No sólo sería un dispositivo de almacenamiento de datos tan denso como el Blu-ray, sino que también sería mucho más duradero. El cristal utilizado es equivalente al cuarzo fundido, uno de los materiales más resistentes química y térmicamente de la Tierra.
Puede soportar condiciones extremas como la congelación, el fuego y temperaturas de hasta 1000 °C. El cristal también puede soportar una fuerza de impacto directa de hasta 10 toneladas por cm2 y no sufre cambios a pesar de la exposición prolongada a la radiación cósmica. Tampoco se ve afectado por corrientes eléctricas intensas.
Aplicaciones
Archivos permanentes
Si bien es un sistema de almacenamiento de datos muy duradero, no es reescribible, por lo que no deberíamos esperar que este tipo de tecnología forme parte de nuestros ordenadores en un futuro próximo.
Probablemente tampoco sea tan rápido ni tan fácil de leer como los discos ópticos, por lo que resulta un medio deficiente en el caso de datos que queremos consultar a menudo.
Sin embargo, es el formato de almacenamiento perfecto para archivos que queremos conservar sin cambios durante un período de tiempo muy largo. Por lo tanto, este podría ser un gran sistema para almacenar muchos tipos de información que no cambian con el tiempo y son lo suficientemente importantes como para que valga la pena el esfuerzo:
- Registros históricos y arqueológicos.
- Literatura, música y arte en general.
- El conocimiento científico, desde la historia de la ciencia hasta los bancos de datos sobre matemáticas, química, física, biología, etc. conocidas.
- Los datos financieros, con dicho almacenamiento, pueden ser incluso más duraderos que las redes blockchain descentralizadas.
- Programas de respaldo y otros datos fundamentales de los sistemas de TI.
Seguro contra Catástrofes
Los datos del genoma humano registrados recientemente en el cristal 5D se almacenarán en el Memoria de la humanidad Archivos. Se trata de una cápsula del tiempo especial dentro de una cueva de sal enterrada a 2 km de profundidad en Hallstatt, Austria.
La geología de la montaña permitirá que el archivo MOM se cierre completamente gracias a un fenómeno natural: la sal “fluye” a una velocidad de 2 cm/año en cualquier vacío. Esto protegerá al archivo de la mayor amenaza: el hombre mismo.
Su objetivo es el archivo de la memoria humana, desde testimonios e historias recogidos por individuos hasta la documentación de la tecnología, pasando por ejemplo por la ubicación de depósitos de residuos nucleares o tóxicos.
Anteriormente, Memoria de la Humanidad Se basó en cerámica de alta tecnología para almacenar texto e imágenes de forma permanente con el objetivo de que pudieran leerse en un millón de años.. También contendrá una herramienta de descifrado muy amplia para explicar nuestro idioma.
Una tableta de microfilm cerámico (20×20 cm) puede contener hasta 5 millones de caracteres, lo que equivale a 5 libros de 400 páginas. Un libro en microfilm cerámico requiere 1/200 del volumen de la versión impresa.
Datos genéticos de especies extintas
Algunos datos tampoco se pueden recuperar jamás cuando se pierden. Esto es cierto no solo para los logros humanos, sino también para el mundo natural.
Por ejemplo, los datos genéticos de especies extintas o en peligro de extinción podrían (¿deberían?) archivarse de manera tan duradera.
Considerando La creación de una bacteria sintética por el equipo del Dr. Craig Venter en 2010, y El esfuerzo actual por resucitar a los mamutsNo es descabellado imaginar que dentro de unas décadas o siglos se intente recrear desde cero especies tan extintas.
Exploración del espacio profundo
El profesor Kazansky y su equipo se inspiraron en el Placas de la nave espacial Pioneer que fueron lanzados por la NASA en un camino para llevarlo más allá de los confines del Sistema Solar.
Fuente: Space.com
El cristal 5D podría utilizarse de manera similar para transferir información a través de las estrellas, con una pérdida de datos mínima o nula. En realidad, esto ya se ha hecho, aunque más como un truco de marketing. Un cristal 5D que contenía el clásico de ciencia ficción Trilogía de la Fundación Asimov estaba a bordo El Tesla Roadster fue enviado al espacio en 2018.
Algunos pensadores imaginativos incluso consideran que ésta podría ser una forma de que la humanidad explorara las estrellas incluso sin métodos de viaje rápidos. Se podría enviar una nave con los datos y las máquinas necesarias para crear embriones humanos “desde cero” y dar a luz a nuevos colonos en estrellas lejanas.
Invertir en almacenamiento de datos
Los cristales 5D son, por ahora, una tecnología muy nueva, que también está siendo desarrollada por La empresa privada 5D Memory Crystal / SPhotonics, que surgió de la Universidad de Southampton. Sin embargo, otras empresas están explorando cómo hacer que la tecnología de almacenamiento de datos sea mucho más resistente que nuestros métodos actuales.
Puede invertir en empresas de almacenamiento de datos a través de muchos corredores, y puede encontrarlos aquí, en valores.io, nuestras recomendaciones para los mejores brokers en EE.UU, Canada, Australia, el Reino Unido, así como muchos otros países.
Si no le interesan únicamente las empresas de almacenamiento de datos, también puede buscar ETF tecnológicos como ETF de nanotecnología ProShares (DIMINUTO), ETF de computación en la nube de Global X (CLOU) o Defiance Quantum ETF (QTUM)lo que proporcionará una exposición más diversificada para capitalizar la importancia de los datos y la TI en la economía moderna.
Empresas de almacenamiento de datos
1. Giro de las biociencias
(TWST )
La empresa se especializa en la síntesis de ADN, Aprovechando los métodos de miniaturización de la industria de los semiconductores., ahorrando tiempo y dinero a los investigadores.
También está trabajando en la creación Almacenamiento de datos basado en ADN que podrían utilizarse para proteger datos independientemente de los sistemas electrónicos. Por lo tanto, es posible que las tecnologías avanzadas de almacenamiento de datos puedan utilizar el propio ADN, además de los cristales.
Esta miniaturización nos permite reducir los volúmenes de reacción en un factor de 1,000,000 y al mismo tiempo aumentar el rendimiento en un factor de 1,000, lo que permite la síntesis de 9,600 genes en un solo chip de silicio a escala completa.
Fuente: Giro de las biociencias
En enero de 2023, la empresa comenzó a enviar productos desde su segunda instalación de fabricación recientemente inauguradaLa nueva fábrica debería duplicar la capacidad de producción de Twist.
Con su capacidad avanzada de síntesis de ADN y ARN, Twist podría convertirse rápidamente en un importante fabricante de aptámeros si crece el mercado de productos anticoagulantes.
Como productor "neutral" centrado en proporcionar las mejores secuencias de ácidos nucleicos al mejor precio, podría ser un socio de fabricación de elección para cualquier empresa farmacéutica que busque comercializar ácidos nucleicos útiles, como almacenamiento de datos o aptámeros anticoagulantes.
2. Almacenamiento puro
(PSTG )
Es perfectamente posible que algún día dependamos del ADN o del almacenamiento en cristales 5D para proteger datos críticos, pero hasta entonces, es probable que nuestra necesidad de almacenamiento adicional de datos se realice mediante la solución habitual basada en silicio.
Pure Storage es líder en el mercado de almacenamiento como servicio (STaaS). Está creciendo rápidamente (un 18 % interanual) y ya cuenta con más de 12,500 9,000 clientes globales (en comparación con los más de 2022 de XNUMX), entre ellos Meta, Comcast, Domino's Pizza y la NASA.
Fuente: Almacenamiento puro
Pure Storage también apoya muchos proyectos de inteligencia artificial de SiriusXM, AutoNation, Health Genome Center 2030, Crater Labs, etc.
La principal ventaja de la empresa se basa en su tecnología FlashArray y FlashBlade, que supera en rendimiento a los discos duros al almacenar los datos en unidades de memoria flash.
Sus sistemas consumen entre 2 y 5 veces menos energía y espacio que los sistemas de disco duro existentes y son 10 veces más confiables.
Fuente: Almacenamiento puro
Dado que entre el 1% y el 2% del consumo energético mundial proviene de centros de datos, reducir en un 80% el consumo energético relacionado con el almacenamiento puede tener un impacto enorme.
Pure Storage comenzó principalmente como fabricante de hardware, pero poco a poco evolucionó hasta convertirse en un proveedor de servicios en la nube con ofertas llave en mano.
Es probable que Pure Storage se beneficie en los próximos años del auge de la IA combinado con la necesidad de reducir el consumo de energía de la industria de TI, como se ilustra por ejemplo con el reciente acuerdo de Microsoft para reiniciar la planta de energía nuclear de Three Mile Island.
