Holografická média - najdou si svůj prostor?
4. 9. 2013 08:00 Rubrika: Technologie Autor: Jakub Pavlis
Není to dlouho, co jsme se zabývali budoucností optických disků. A na konci jsem zmiňoval možnou budoucnost v holografických discích. Pojďme si tedy říci, co to je, jak to funguje a kde bychom se s nimi mohli začít potkávat.
Princip holografie (holos – celý, grafein – psát, úplný záznam, řec.) je znám už nějaký pátek, objevil ho fyzik Dennis Gabor v roce 1947 a o čtyřiadvacet let později za tento objev dostal Nobelovu cenu za fyziku. Tak dlouho na ní čekal, protože tento objev začal mít praktický význam až s konstrukcí laseru. A teprve v roce 1963 napadlo výzkumníky ve firmě Polaroid, že by tento způsob zápisu mohl být vhodný i pro binární podobu dat. Vzápětí se do výzkumu vložili velké firmy jako IBM nebo RCA a Bell, ovšem větší průlom nastal až v 90. letech. To už ovšem měly v oblasti IT pevné místo optické disky, jejichž vývoj byl podstatně levnější a rychlejší. K výrazné změně došlo vlastně až v našem století, kdy se holografickým záznamem dat začaly zabývat firmy jako je InPhase Technologies (odštěpená od Polaroidu, zkrachovala 2010) a také General Electric.
Holografický způsob zápisu je v podstatě dost jednoduchý: laserový paprsek se rozdělí na dva, přičemž signální(datový) paprsek je modulován podle toho, jakou nese informaci. Logické hodnoty (0,1) binárního zápisu vytvoří datovou mapu z jednotlivých pixelů (šachovnicový vzor, vypadá trochu podobně jako známé QR kódy). Na světlocitlivém materiálu holografického média pak signální paprsek interferuje s paprskem referenčním, čímž dojde k zápisu dat, ten je navíc prostorový.
Při čtení dat pak stačí osvítit datovou stopu referenčním paprskem o stejném směru a tvaru a dojde k vyvolání celého pole bitů. Ty se promítají na detektor, který v zásadě funguje stejně jako CMOS v digitálních fotoaparátech, čte tedy data „paralelně“, což výrazně zrychluje čtení.
Tolik k principu. Nás ale bude více zajímat, jak je to s praktickým řešením. Prozatím je vyvíjen formát Holographic Versatile Disk (HVD). Jde o disky s rozměry 100 nebo 120 mm a tloušťkou 3,5 mm. K zápisu a čtení se používá zelený laser (na vlnové délce 532 nm) s výkonem 1 W (což je na spotřební elektroniku obrovské číslo), jako referenční se využívá běžný nízkovýkonný červený laser (650 nm). Oproti stávajícím DVD je sice médium téměř 3x tlustší, ale HVD používá silnou ochranou plastovou vrstvu na obou stranách média, což by mělo přinést podstatně větší životnost. Ostatně běžně se počítá s tím, že disky v ceně kolem 120 dolarů budou mít ještě pevnou krycí cartridge, budou tedy na první pohled vypadat spíše jako diskety než stávající optické disky.
Co se týče kapacity, existují referenční a předváděcí systémy, ale do běžného nasazení má holografie před sebou ještě kousek cesty, řekněme dva tři roky. V současnosti se v laboratořích pracuje s disky s kapacitou kolem jednotek terabytu, teoretické maximum celé technologie, dosažitelné až rámcově za desítku let, se pohybuje kolem stovky terabytů, záleží především na vlnových délkách průmyslových laserů a nových materiálů pro zápisovou vrstvu. Podobné to je i s přenosovými rychlostmi, očekává se čtení rychlostí kolem 1000 Mbit/s
A na konec jednoduchou otázku: Co s takovým prostorem. Holografické disky jsou vlastně neprakticky velké (kapacitní), i při vysokých nákladech na médium mají velice výhodnou cenu za uloženou datovou jednotku. Ale co s tím, zejména když data nejde přepisovat, záznamové mechaniky budou velice drahé a kapacita násobně překročí domácí HDD? Ne, holografické disky se dozajista v nejbližších letech asi nedočkají nasazení v domácnostech. Podobně jako největší optické disky se budou ještě dlouhou dobu pohybovat pouze na úrovni profesionálních archivovacích aplikacích vhodných pro filmové archivy, TV studia a databáze, případně jako off-line zálohy serverů.
