新型光ストレージへの妄想 その７ （夢みたいな光ホログラムDISK）

連載第７回目は本題であるストレージの話でございます．

こちらのニュースによると、6TBのHDDを東芝が発表と書かれています．
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20150630_709451.html

このニュースを読んでHDDの大容量化はどんどん進展しているぞ！と思ったらちょっち違っているんです．このニュース写真のヘッドを拡大すると６ヘッド構成ですから、なんのことはない、DISKを３枚積んで6TBにしているだけです．DISK1枚当たりは２TBって計算です．DISK３枚なのでお値段もそれなりだと思います．

こちらのサイトの価格調査によると、いま、秋葉で２TBのHDDが平均価格￥８０００で安値価格帯モデルのようです．これはすなわちDISK1枚で2TBが実現できているという状況だと推測されます．

同サイトのバックナンバーを読むと、２０１０年の時点でこんな価格で売られていました．
 １TB   ￥６０００        安値価格帯モデル
 ２TB   ￥１００００
２０１０年当時の１TBモデルが、たぶんDISK１枚で実現されていたのだと推測されます．

つまり、２０１０年から２０１５年まで５年もかかって、DISK１枚当たりの記憶容量が1TB→2TBへとたったの２倍にしか進歩していないという状況だと考えられます．DISK１枚当たり記憶容量が毎年倍増していた時代は1TBに達した時点で終わりを告げました．将来のHDDがDISK１枚当たり10TBを記録できるようなブレークスルーは無理だとわたしは予想しています．実験室レベルでは出来ても製品化は難しかろう．

3.5inch DISKの片面に1TBが記録されているわけですから、記録密度は次のように計算されます．
・3.5inch DISK片面の面積はおおよそ８平方インチ
・そこに1TB＝8Tbitが記録されているわけだから、１平方インチあたり１Tbit 記録されている
・換算すると、１平方ミクロンに１５５０bit も記録されている    スゲー

DISK表面の微小磁石で情報bitを記録するのはそろそろ限界だと思います．

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一方で光ディスクはというと、BDの記憶容量が最大で、DISK一層あたり25GBなのは皆さんご存知のとおり．開発者ががんばって50GB近くまで行けるかもしれませんが、そういうformatをどこの電機メーカーも出さないと思います．たかが50GB程度の光DISKなんかにもう需要が無いから．だってクラウドにストアすりゃいいじゃん．２０１７年には128GB FLASHを最安値￥１０００で買えるかもしれない．
そういうマーケティング要素はさておくとしても、青い光の波長が0.5umぐらいですから、大雑把に言って1bit記録するのに0.5umぐらいのサイズの光点が照射されるわけで、筆として使うには光は太すぎて困ってしまうというのが光DISKがブチ当たった壁です．HDDが１平方ミクロンに1550bitも記録できているのに比べると、光DISKの後進性が伺えます．

ここで、光DISKは光のON／OFFで情報を記録しているので、こんな風な一種のAM変調であると考えても良さそうです． （これほどの高速スイッチングはしてませんが）

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AM変調という言葉が出たところで、前回書いたPM変調で光DISKに記録できないのだろうか？

それが、実験室だけの限定ですが「光ホログラムDISK」というのが既にあるんです．飽くまでも理論上の可能性だと思われますが、こちらのページなんか、DISK１枚で５００TBなんていう景気の良い数字が書かれています．すばらしいじゃないか？ HDDを遥かに越えるぜ！   http://optpia.ist.hokudai.ac.jp/hds/

「ホログラム」というと、クレジットカードに貼られているこんなマークがホログラムの一種です．立体的に見えるといわれればそう見えるが、解像度をもっと高く出来ないのかよ？って見る度にいつも思います．

ホログラムを記録するメディアは銀塩写真のフィルムと思えばあながち間違いではないだろう．
↓ホログラムを記録する原理は、この図がわかりやすいと思う．記録材料というのが写真フィルム．光源はレーザー．ビームスプリッタで２又に分けたレーザを、片方は物体に照射し、片方はそのままスルーさせ、写真フィルム上で２ビームを結像させると何が起きるか？ 写真フィルム上に光の干渉が生じます．写真フィルムがその干渉縞を感光すれば撮影完了というわけ．

撮影時に使ったレーザーをもう一度使って、現像した写真フィルムに照射し、撮影時の逆干渉させれば物体像を鑑賞できる．ホログラムが光の干渉を撮影するということは、光の波の位相情報を記録したり再生したりするのと同じコトなので、光のPM変調と呼んでもいいだろう．

このようにホログラムの原理は簡単なので昔からある技術．
それを光DISKに応用するならば、
・光DISKに感光剤を塗る
・レーザーを飛ばして干渉させる （記録）
・レーザーを飛ばして逆干渉させる  （再生）
・ただし照射するのは２次元のビットパターン．LCDで作る．

この２次元ビットパターンを記録できるところがホログラムの良いところで、HDDやBDのような「一筆書き」ではなく、多数bitを一気に書くから、転送レートを高める余地がある．

また、既存の光DISKで用いられている光のON/OFFという粗雑で非効率な記録ではなく、光の波の位相という微妙で高効率な記録がホログラムなので、既存の光DISKに比べて記録密度を飛躍的に高める余地がある．前回説明した64QAMなんか使えたら大変よろしいでしょうな．そういうおいしいところを考慮するとDISK１枚で５００TBなどというソロバン勘定になるのでしょう．

今回は、「光ホログラムDISK」はすばらしい！と持ち上げておきます．

しかし次回は、奈落の底に叩き落します．

エイメン

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