Opslagmethode met proteïnes levert enorme capaciteit

Harvard-onderzoeker Venkatesan Renugopalakrishnan heeft een nieuwe methode ontwikkeld om data op dvd-achtige schijfjes op te slaan. Door het gebruik van de stof bacteriorhodopsine, een proteïne die onder invloed van licht een andere vorm aanneemt, kunnen 'dvd's' gemaakt worden die volgens hem tot twintig keer meer data kunnen bevatten dan Blu-ray-schijven. Uiteindelijk, zo voorspelde de professor, moet een capaciteit van vijftig terabyte per schijf mogelijk zijn. Daarmee zouden harde schijven volgens hem overbodig worden. Commerciële toepassingen van de vinding zouden binnen twee jaar verwacht mogen worden.

Renugopalakrishnan stelde dat zulke enorme hoeveelheden data op een schijfje wel nadelen hebben: 'Diefstal wordt wel erg eenvoudig. Daar zal men zich tegen moeten beschermen.' Het laat zich echter aanzien dat er wel wat praktischere problemen zijn. Zo hebben de gebruikte proteïnen een doorsnede van slechts enkele nanometers, terwijl de golflengte van bijvoorbeeld een Blu-ray-laser een factor honderd groter is. Hoe de gegevens uitgelezen moeten worden, werd echter niet toegelicht. Critici merkten verder op dat de steeds grotere opslagcapaciteit van disks weliswaar bruikbaar is, maar dat de transfersnelheden en toegangstijden voor een dergelijk medium zo langzamerhand de pan uitrijzen. De huidige markt zou eerder om snellere dan om grotere opslagmethoden vragen.

Reacties (89)

[Anoniem: 49546]

Daarmee zouden harde schijven volgens hem overbodig worden

Volgens mij krijg je met een verwisselbaar medium niet de rotatiesnelheden die je in een harde schijf hebt. Gevolg: Erg hoge seektimes (en dat is vanuitgaande dat de disk continu blijft spinnen, als ie stopt krijg je seektimes van enkele sec).

Niet dat harde schijven niet al ten dode waren opgeschreven, solid state disks is de toekomst. Geen seektimes, erg stevig en erg zuinig met de energie.

[DataGhost]

Volgens mij is de seektime niet zozeer afhankelijk van de omwentelingssnelheid (die is bij een cd/dvd volgens mij zelfs nog meer dan bij een HD)

By increasing the speed at which the disc is spun, data can be transferred at greater rates. For example, a CD-ROM drive that can read at 8x speed spins the disc at up to 4000 rpm (compared to the 500 rpm maximum for 1x speed)

dat zou neerkomen op 26000 rpm voor een 52x lezer. Verder zou een seektime van (uit mn hoofd) ongeveer 150ms volgens jouw redenering neerkomen op ongeveer 7rpm. Ik heb nog geen enkel iets wat op 7rpm draait een gruwelijk hoge fluittoon horen veroorzaken Het probleem zit hem vooral in het herpositioneren van de leeskop, dit gaat volgens mij met eoa motortje, zo wordt de laser langs een geleiderail verplaatst. In een HD gebeurt dit met een leesarm die vrijwel wrijvingsloos is opgehangen en dmv magneten en inductie gruwelijk snel verplaatst wordt. Dit is het bekende *tikkerdetikkerdetik* machinegeweer-geluid (maar dan zachtjes ) wat je uit harde schijven hoort komen. Bij CD/DVD-drives hoor je een soort 'zzggzggzgg'-geluid van het verplaatsen van de kop, als je weet wat ik bedoel weet je ook gelijk dat je dit inderdaad niet veel vaker dan 7 keer per seconde hoort

Edit: Hm, ik ben 'grappig' kennelijk, en 26000 rpm wordt niet geloofd.. zal ik de rest even quoten?

Above 12x speed, vibration and heat can become a problem. CD-ROM drives above this speed tackle the problem in several ways. Constant angular velocity (CAV) drives spin the disc at a constant rate, leading to faster data transfer when reading from the outer parts of the disc, but slower towards the centre. 20x was thought to be the maximum speed due to mechanical constraints until Samsung Electronics introduced the SCR-3230, a 32x CD-ROM drive which uses a ball bearing system to balance the spinning disc in the drive to reduce vibration and noise. As of 2004, the fastest transfer rate commonly available is about 52x or 7.62 megabytes per second, though this is only when reading information from the outer parts of a disc. Future speed increases based simply upon spinning the disc faster are particularly limited by the strength of polycarbonate plastic used in CD manufacturing, though improvements can still be obtained by the use of multiple laser pickups as demonstrated by the Kenwood TrueX 72x which uses seven laser beams and a rotation speed of approximately 10x.

Hieruit concludeer ik dat het opvoeren van de rotatiesnelheid tot 52x mogelijk is, daarna niet meer. Daardoor kom ik op 26000rpm. Op dergelijke snelheden (op 4000rpm ook al) is de rotatiesnelheid niet significant van invloed op de seektime. Op 12x draait, als ik het goed lees, de schijf al op 6000 rpm en op 20x (het maximum van die tijd) op 10000rpm. Dit is al sneller dan resp. een 5400- en een 7200rpm-schijf, en aangezien de seektime van een cdrom nog steeds vele malen groter is kom ik tot de conclusie dat het wel aan de leeskop MOET liggen. Er is naar mijn weten namelijk geen andere factor die het beperkt.
Op 4000rpm (het enige wat er bevestigd staat in het artikel) kost een omwenteling (en daarmee de maximale toegangstijd waarbij de rotatiesnelheid een limiterende factor zou zijn) 60/4000 = 0.015 seconden. Dat is 15 ms, altijd nog 10x sneller dan de 150ms waar de drives op dit moment mee te maken hebben.

Stadje found that today's high-speed 52x CD-ROM and 16x DVD drives stress the delicate plastic-and-metal disks they read. In lab tests at Atlas Copco Controls, spinning optical disks at top speeds - up to 30,000 revolutions per minute (rpm) - resulted in severe damage to the ceiling and the protective metal sleeve that encased the test spindle. At 52x CD-ROM speeds (27,500rpm) disks shatter in a "rain of plastic particles", shooting out long, sharp, knife-like shrapnel at half the speed of sound: "The result was a pile of shimmering plastic chips," he says.

Bron

[Anoniem: 49546]

26000 rpm...

Lijkt me wel ietwat veel.

De rotatiesnelheid heeft toch wel dergelijk te maken met de seektime. Het is gewoon een combinatie van het een en het ander.

Anders zou een techniek als NCQ geen nut hebben.

Check ook dit plaatje: http://www.amdzone.com/pics/chipsets/nvidia/nforce4/NCQ.jpg

[gumkop]

Solid state is mooi, maar een probleem blijft bij flash memory dat het maar een beperkt aantal malen beschreven kan worden. Ze zullen hier echt wat op moeten verzinnen. (Of je moet SDRAM/DDR/.. willen gebruiken met een accu erbij..)

[Anoniem: 49546]

@gumkop:

Ach, het is inderdaad een limiet, maar gooi er 16MB (nu al standaard) of 32MB cache voor en dat is al niet zo'n probleem.

Daarnaast heeft flash geheugen standaard al redundant sector blocks erin zitten die de gegevens kunnen overnemen wanneer een block niet meer beschreven kan worden (de gegevens kunnen nog wel worden gelezen op zo'n moment). Dit wordt volledig door de hardware afgehandeld.

Ook gebruikt de hardware algorimtes om te zorgen dat bij herhaalde write opdrachten niet alsmaar hetzelfde block wordt overschreven. (Denk eraan, flash geheugen werkt in blocks van meestal 512 bytes die in 1x gewist en herschreven moeten worden. Vandaar dat je dit geen RAM geheugen mag noemen, je kunt niet random erin lezen en schrijven, voor je iets kunt schrijven moet je eerst het block van 512 bytes wissen).

Daarnaast heb je voor software nog speciale file systems die de levensduur ook bevorderen.

Al met al zul je pas een merkbare verkleining van de schijf zien bij zeer intensief gebruik van 4 a 5 jaar. Een harde schijf van nu is na 2 jaar eigenlijk ook al aan vervanging toe als de gegevens belangrijk zijn, 5 jaar is ook daar (voor huis tuin en keuken schijven) het maximum (uitzonderingen daargelaten).

Het nadeel aan een 'normale' schijf is dat als er een head crasht, je motor doorfikt of je controller kapot is er eigenlijk weinig redden meer aan is. Flash geheugen blijft altijd z'n gegevens behouden, dus is zelfs bij fysieke schade aan een gedeelte van de schijf de kans veel groter dat je nog data kunt redden.

Combineer dat met voordelen van stilte, energieverbruik, opslagcapaciteit en goede performance en je hebt de toekomst. Het is enkel nog even wachten tot de prijzen wat lager zijn, maar daar wordt al hard aan gewerkt.

Kijk naar compact flash kaartjes, die kosten tegenwoordig al geen drol meer.

[ATS]

Dat is voor schijftoepassingen echt totaal geen probleem. Het zorgt er wel voor dat het als werkgeheugen minder geschikt is.

[Iblies]

Daarmee zouden harde schijven volgens hem overbodig worden

Zeiden ze dat niet ook over tapes? Die normale cassetetapes waar een spelletje(s) opzat voor de commodore?

Vandaag de dag is tape nog steeds de meest geliefde backupmethode voor grote bedrijven. Don't change a winning formula.

[Ge Someone]

Dit is toch ook een "harde schijf" Het hangt er maar vanaf wat voor omhulsel je er voor maakt.
Misschien wordt er magnetische schiven bedoeld?

[dangerpaki]

ehehehhe nou het is wachten tot de eerste 'dvd' met deze techniek besmet raakt met een virus of bacterie die wel wat lust van dat eiwit dan worden je gegeven letterlijk opgevreten door een virus.

het oude standpunt dat data op een dvd niet aangetast kan worden door een virus omdat het niet herschreven kan worden valt dan weg

moet je straks een ziektekostenverzekering voor je 'dvds' afsluiten. "dokter kan ik wat antibiotica krijgen voor mn dvd"

[Lord Daemon]

Op zich leuk bedacht, maar een virus kan alleen schade aanrichten in levende wezens. Een virus heeft namelijk niet zelf de capaciteit om zich te vermenigvuldigen: het is afhankelijk van de cellen van zijn onvrijwillige gastheer om zijn DNA te repliceren, en om het uit te lezen en aan de hand daarvan eiwitten te bouwen die de omhulsels voor het nieuwe virus-DNA kunnen vormen. Bij een DVD die eiwitten bevat zullen ongetwijfeld geen DNA-replicatoren en dergelijke aanwezig zijn, dus biologische virussen zullen er niets tegen kunnen beginnen.

[Bitage]

Als het goed is bestaat er ook vergif die eiwitten aantast

Noooo! Mij DVD is poisoned!!

Zie ook: Quest magazine, juli 2006

[The Jester]

Virussen hebben geen DNA....

[paulh]

Nee, het is DNA (of RNA) met een eiwitomhulsel.

[.oisyn]

grapjas

.edit: ik ben weer rijlelijk laat

[Lord Daemon]

Er zijn twee soorten virussen: virussen met DNA en virussen met RNA. (In gewone organismen wordt RNA gebruikt om de in het DNA gecodeerde informatie naar die plaatsen van de cel te vervoeren waar eiwitten gemaakt worden.) Je opmerking is dus juist voor sommige virussen, maar zeker niet voor allemaal (en ik denk zelfs niet voor de meeste).

(Is het geven van uitgebreidere informatie tegenwoordig een dubbelpost?)

[DropjesLover]

bacterie dan (wijsneus)

heb je een bacterie-infectie op een met een virus geinfecteerder computer

[MTWZZ]

Tsja daar zijn de huidige DVD's en CD's ook vatbaar voor.
Hoewel ze niet direct "opgegeten" worden zitten ze er wel op en dat komt de leesbaarheid van die dingen ook niet ten goede.

[NBK]

Als je CD's en DVD mee neemt het oerwoud in loop je al het risico dat ze worden aangetast door bacterien. D'r zitten daar bepaalde soorten die het gemunt hebben op de reflecterende zilver/aluminuim laag.

[Ryan1981]

Ik heb ooit geleerd dat eiwitten bij een temperatuur hoger dan 42 graden kunnen gaan denatureren. Dit lijkt me een veel groter probleem dan dan externe organismes ofzo. Naturlijk zal dit stofje wel wat betere specs hebben, anders was het niet genoemd als mogelijke opslag methode maar ben toch wel bednieuwd wat deze specs dan zijn

[Rrob]

Dat betreft menselijke/dierlijke eiwitten opgelost in water. Op een oppervlak hebben eiwitten een andere stabiliteit (vaak hoger). Daarnaast zijn er ook eiwitten die sowieso al stabiel zijn tot veel hogere temperaturen (~100graden C).

[Sokratesz]

Let wel even dat eiwitten (proteinen) idioot gevoelig zijn voor kleine temperatuurswisselingen, veranderingen in zuurgraad (zweet), ander vocht en natuurlijk chemicalien.

Als ze dit willen gan laten werken zijn er enorm veel obstakels te overwinnen, alleen al om de levensduur van de schijfjes te kunnen garanderen. Zelfs onder labomstandigheden kan het instandhouden van een bepaalde eiwitstructuur enomr lastig zijn.

[Anoniem: 175233]

Niet voor niets dat er BacterioRhodopsin gebruikt wordt. Dat is zo ongeveer het meest stabiele eiwit wat je kan bedenken. Is bijna niet kapot te krijgen.

Toen ik er nog mee werkte, kon ik negen maanden lang hetzelfde sample gebruiken, zonder enige voorzorgsmaatregelen. Je kunt het rustig laten opdrogen, en weer oplossen, dat deert allemaal niet.

Er wordt al vele jaren onderzoek gewoon naar bR voor data opslag vanwege die robuustheid.

Het nieuwe van dit onderzoek, is dat ze de aangeslagen toestand van bR voor jaren kunnen bewaren. En dat is natuurlijk net zo belangrijk. Niet alleen moet je eiwit zelf robuust zijn, maar de informatie die je schrijft moet ook lang bewaard blijven.

[Anoniem: 16536]

Caddy?

Gewoon weer ouderwets een mooie case om je schijfje heen, net zoals bij minidisc. Eventueel in een vacuum?

[Anoniem: 50893]

Eenmaal gebakken kan er toch niets meer aan de structuur veranderen ? En het lijkt me dat ze heus wel een goeie coating laag aanbrengen.

[Mike2k]

Ja, tape is erg duur, maar een tape is wel herbruikbaar.
En tapes kunnen veel meer opslaan.Denk aan de Ultrium van HP met 400 GB opslag....

Verder is dit wel een goeie ontwikkeling.
Misschien iets voor harde schijven?Krijgen we straks een harde schijf met een opslag van 10 TB....( 2 platters )

Maar ik denk wel dat het zaak is om de toegangstijd te versnellen aangezien flash disks ook steeds meer op komen...

[TheSiemNL]

Tuurlijk kun je ze hergebruiken, maar na een jaar moet je ze toch vervangen.

[Anoniem: 170429]

Waarom na een jaar? Ik heb tapes gezien die na 10 jaar nog leesbaar en schrijfbaar waren. Tape is fantastisch als off-line media.

[HTT-Thalan]

800Gb

[Mizitras]

Benieuwd wat de Weigth Watchers hier van vinden

[Anoniem: 130302]

Eet jij die schijfjes op ?

[I.R. Overclocked]

Volgens mij gaat Peter R de Vries dan een hoop proteine repen in zijn brievenbus vinden "Hij is al half opgegeten door de minister van defensie, maar misschien staat er nog belangrijke data op"

[STIMPPYYY]

@Fastex

tapes kunnen veel meer opslaan.Denk aan de Ultrium van HP met 400 GB opslag....

Dat is nog niet eens een halfe terabyte.

1 Terabyte is 1000GB dus 50 terabyte is 50 000 GB.

[sjhgvr]

@gompieNL
Google is t daar niet mee eens:
http://www.google.nl/search?q=1+terabyte+to+gigabyte

En even later zie ik (op de volgende pagina) al 2 mensen met hetzelfde verhaal.. mod me maar dood

[LightTwi]

TYPO: halVe, niet halfe !

[Anoniem: 78463]

Als je dit soort schijfjes betaalbaar kunt branden, kan dat wel eens het einde inluiden van de op internet gebaseerde P2P-netwerken. Op 1 zo'n schijfje passen immers alle films, muziek-CD's, games en zakelijke software samen, die in de afgelopen maand gereleased zijn. In een minuut loop ik met zo'n schijfje naar mijn buurman. Dat is dus 50 TB in 60 seconden, is ongeveer 6500 Gigabit/seconde. Dat is nog eens 'bandbreedte'.

[Anoniem: 151499]

De wedergeboorte van het crazybyte principe?

[RuudBurger]

ja en alle data komt er automagisch op...

*poef!*

</hans klok>

[Sa1]

ja dat is lekker realistisch. De content moet ergens vandaan komen.. of jij dat nu download of je buurman zelf....

anders wordt het via via via via via, maar uiteindlijk moet de content toch door iemand op het medium gezet worden.

[Seal64]

Je vergeet alleen dat zo'n schijfje niet in een minuutje vol zit, en ook niet binnen een minuutje weer gekopieerd kan worden. Feitelijke snelheid ligt iets lager, dus.

En waar wil je 50 TB aan films vandaan halen? Er zijn maar weinig mensen die alle releases van de maand daadwerkelijk aanschaffen en dan op zo'n schijf gaan fikken. Dus ik denk dat het hele P2P gebeuren nog wel even zal blijven...

[tweakerbee]

never underestimate the bandwidth of a truck loaded with tapes

[dj.verhulst]

Critici merkten verder op dat de steeds grotere opslagcapaciteit van disks weliswaar bruikbaar is, maar dat de transfersnelheden en toegangstijden voor een dergelijk medium zo langzamerhand de pan uitrijzen. De huidige markt zou eerder om snellere dan om grotere opslagmethoden vragen.

Als de gegevens dichter op elkaar zitten dan is met gelijke disk snelheid de burst toch ook hoger ,, hebben ze dan de disk snelheid dan zo verlaagt ???

Ik wil graag zo'n grote opslag mogelijkheid.....
Vanwege backup ,, tape is erg duur .

Wat betreft de heffing die we nu betalen voro cd en dvd
dat word op zo'n schijf helemaal knetter hoog
(0) gemodereert ???

[Joe Presto]

Door de grote dichtheid van de data zal het erg moeilijk worden dat uit te lezen/ schrijven, omdat een leeskop oid heel erg nauwkeurig moet kunnen werken, de geringste afwijking zal ervoor zorgen dat je de data niet kunt lezen. De snelheid dat een schijf draait hoeft niet altijd de beperking te zijn, maar de harware die het lezen/ schrijven kan is vaak de bottleneck. Cd-roms e.d. hadden al vanaf het begin 10 keer sneller kunnen draaien, maar dat kon op die snelheid nog niet gelezen worden.

In het artikel staat dat er eerder snelle opslagmethoden nodig zijn dan grote, hier ben ik het niet helemaal mee eens. Voor sommige toepassingen is juist grote opslag van belang. Ik zie mp3/mp4 spelers verdwijnen omdat binnenkort, zonder compressie, enorme hoeveelheden muziek/ video opgeslagen kunnen worden. Dat is maar èèn toepassing...

@maxcoder: tja, je zegt het zelf al, ze halen er wat uit... Als ik een CD opzet, en daarna een mp3tje, dan hoor ik echt het verschil wel. Natuurlijk zijn er veel factoren die meespelen, kbps, welk proggie je hebt gebruikt, wat voor speler/ speaker etc. Maar toch is er een verschil, ook het feit dat het een kopie is maakt een verschil, een kopie van een kopie van een kopie etc, zal nooit even goed zijn als het origineel.

[DarkTemple]

euhhh?

een kopie van een MP3 is slechter dan het origineel? sta je dat nu te beweren. Het is geen paper kopieermachine hoor!

Je zal wel compressie blijven houden, maar dan losless.

[Anoniem: 155283]

Nee, dat zegt hij niet. Hij zegt dat de compressie die in het leven is geroepen om sneller de muziek te kunnen delen eerdaags niet meer nodig is. Nu gebruikt iedereen het nog omdat het 'zo lekker klein' is en je veel muziek op je iPod kwijt kunt. Maar laten we eerlijk zijn, MP3 is compleet bagger. Dus als je niet meer hoeft te comprimeren en daardoor kwaliteit te verliezen, waarom zou je het dan doen als de opslag 1000x zo groot is geworden (50GB BR-schijf vs 50 TB bacterieschijf).

[Anoniem: 127627]

Waarom is het boeiend om MP3/MP4 zonder compressie op te slaan? Ze halen vooral de tonen eruit die je toch niet kan horen e.d., dus volgens mij zit je uit je nek te kletsen en gaat dat helemaal niet ingehaald worden door compressieloze methodes.

[Feanaro]

Virussen hebben weldegelijk genetisch materiaal dat ofwel in DNA, dan wel in RNA (retrovirussen) opgeslagen ligt.

http://en.wikipedia.org/wiki/Virus -> genetic material

[Anoniem: 7492]

het probleem is hier dat de density beter wordt, dus meer opslag, maar de manier waarop je die data leest/schrijft (mechanisch) niet evenredig mee gaat.

Zoals al vaker gepost : een disk is meer dan alleen storage, het is ook bepalend voor de performance.

een 36GB disk doet ongeveer 100 I/O per seconde, een 500GB disk doet misschien 150 I/O (reeel, niet spec`ed).

Oftwel: je moet meer data bereiken met in verhouding minder "performance"

[Anoniem: 92624]

Bottleneck bij snellere computers is inderdaad de 'trage' Harddisk/media.

Opschalen van grootte is niet zo'n probleem. Snelheid & warmtereductie des te meer.

De meest veelbelovende techniek die ik tot nu toe ben tegengekomen is 'gepolariseerd laserlicht', waarmee een zeer krachtig, kortdurend en 'koud' magnetisch veld opgewekt kan worden. Op die manier kunnen magnetische schijven de wet van Moore bijbenen.

De ontdekking opent de weg naar praktische toepassingen op het gebied van ultrasnelle pulslasers voor bijvoorbeeld magnetische data-opslag met een extreem hoge verwerkingssnelheid.

De huidige hardeschijven (nanomagneten) schakelen met een snelheid van ongeveer 1 nanoseconde. Huidige processoren kunnen in deze tijd al 3x zoveel informatie (bits) verwerken.

Hier meer info over die zgn. gepolariseerde laserpulsen:

[imp4ct]

Daarmee zouden harde schijven volgens hem overbodig worden.

Hmm ik betwijfel dit toch ten zeerste hoor. Een DVD of ander soort schijfje is nog altijd een "bewegend" iets dus veel sneller onderhevig aan slijtage, neem er dan nog eens bij dat je dat schijfje in en uit neemt en er misschien krassen op komen, tja bye bye backup.

Op dat gebied denk ik dat de HD nog niet snel zal verdwijnen, zeker niet als je ziet dat the Flash-HD's hun opmars maken, oki nog lang niet 50TB, maar ik denk dat we in de toekomst van niks meer versteld moeten staan. En als ik moest kiezen tussen een 1TB flash of 50TB DVD geef mij dan maar die 1TB flash, want ze is één bijna onverwoestbaar + is de leessnelheid massa's hoger dan die van een DVD lezer (ook als zal die dan natuurlijk stukken sneller zijn als nu).

[Anoniem: 87832]

De schijf in een harddisk beweegt ook. Je kan natuurlijk ook deze techniek toepassen in een gesloten eenheid.

Ik vraag me vooral af hoe het met de herschrijfbaarheid van deze uitvinding zit.

En als de leessnelheid dan te laag is, dan zet je gewoon meerdere van die schijven parallel.

[Anoniem: 40086]

Met zo'n naam zou ik ook meer opslagruimte nodig hebben...