Они говорят, что в Интернете ничего не исчезает , ничего не удаляется
Это правда, для популярного контента, который бесконечно делится и ремикс. Но этот вид вирусного леденца — только вершина действительно большого айсберга. Под поверхностью мемов и голых знаменитостей скрываются бесконечные петабайты данных, слишком скучных для бессмертия. Свадебные фотографии, эссе для колледжа, домашнее видео , старые письма — большинство наших данных относится к этой категории, и они могут быть бесполезными.
Одним из главных уроков физики является то, что термодинамика ненавидит ваши кишки . Компьютерные данные не являются исключением. Флэш-память теряет заряд менее чем за десять лет . Даже в идеальных условиях магнитные жесткие диски не будут работать дольше десяти лет . Компакт-диски в идеальных условиях длятся около десяти . Магнитная лента, золотой стандарт долговременного хранения данных в промышленности, перестает считываться через тридцать-пятьдесят лет .
Как умирают цифровые данные
Это создает проблему, поскольку требует больших усилий для хранения данных. Все, что недостаточно интересно для активного сохранения от жесткого диска до жесткого диска, от облачной службы до облачной службы , просто перестает существовать. 99% наших данных просто выбрасываются на свалки и провальные интернет-компании. Даже для данных, которые нам небезразличны, прогноз не очень хороший.
Рассмотрим проблемы, связанные со сжатием данных. Для экономии места на диске и пропускной способности мы часто используем форматы файлов (например, .jpg и .mp4), которые сжимают их содержимое. в некотором роде. Используемые алгоритмы сжатия бывают двух основных типов: без потерь и с потерями.
- Форматы без потерь устраняют избыточность, идентифицируя повторяющиеся фрагменты файла и заменяя их более короткими описаниями. Это позволяет вам полностью восстановить исходный файл позже, но может только сжать данные настолько сильно (см. Ссылку выше для визуальной метафоры того, как работают эти алгоритмы).
- Форматы с потерями гораздо более мощные, но идут с серьезными компромиссами. Форматы с потерями работают, отбрасывая некоторую информацию об исходном файле, чтобы иметь возможность кодировать файл в меньшем количестве места. Эти алгоритмы не могут точно восстановить исходный файл, но они настроены таким образом, что информация, которая сбрасывается, как правило, является информацией, которую люди не замечают. Эти алгоритмы могут значительно уменьшить размер файла при небольшом снижении качества изображения и используются практически для всех аудио, видео и изображений.
Как правило, это хорошо: это позволяет нам загружать гораздо более качественный контент гораздо быстрее, чем это было бы возможно, если бы мы застряли в форматах без потерь. Тем не менее, у форматов с потерями есть и темная сторона, и это выглядит так:
Когда вы перекодируете файл в формат с потерями, данные будут потеряны. Преобразование формата с потерями в другой формат с потерями удваивает ущерб. Приведенное выше видео было сгенерировано путем многократного преобразования между двумя форматами с потерями много сотен раз. К концу разговорный человек превратился в кошмарный беспорядок цвета и шума. Этот процесс называется распадом поколения .
По мере того, как файлы перемещаются по Интернету, копируются, сохраняются, повторно смешиваются и перекодируются, эта потеря данных накапливается, и файлы могут сильно деградировать. По мере того, как мы становимся лучше при кодировании с потерями, а менее эффективные форматы файлов теряют популярность, оригинальные версии могут быть потеряны навсегда.
Надеемся, что киностудии заботятся о том, чтобы где-нибудь в безопасности хранить кодированные без потерь версии Cool Hand Luke и Twelve Angry Men , чтобы у нас всегда были качественные версии этих файлов. Однако это, конечно, не относится к большинству СМИ. Ваши цифровые детские фотографии и домашнее видео будут постепенно разрушаться, когда вы перекодируете их из устаревших форматов в новые.
То же самое касается и онлайн-контента. Оригиналы большинства видео на YouTube, вероятно, больше не существуют. Когда YouTube перестанет существовать и эти видео будут перенесены на новую платформу, все они получат качественный удар от процесса перекодировки. Несколько поколений платформ для обмена видео в будущем, и даже те видео, которые остаются достаточно популярными для копирования с платформы на платформу, будут неприемлемо деградированы.
Винт Серф , главный евангелист Google, подробно рассказал об опасности отбрасывать всю эту информацию столь же кавалерно, как и мы. В одном из интервью Серф рассказал, как в 2005 году историк Дорис Гудвин написал книгу об Аврааме Линкольне и изучил его привычки, посещая библиотеки по всей стране, выкапывая его старые письма и восстанавливая разговоры, которые они воплощают. Серф отмечает, что сегодня «эти письма будут электронными письмами, и через 100 лет шансы найти их будут исчезающе малы».
Такой вид распада данных создаст огромную проблему для будущих историков. Двадцать первый век вполне может стать зияющей дырой в исторических записях — цифровой темный век.
Можем ли мы сделать лучше?
Одним из решений этой проблемы является создание архивного хранилища, которое может работать гораздо дольше с меньшим обслуживанием, чтобы было проще архивировать информацию в течение очень длительного срока. Многие умные люди работают над этой проблемой, и мы собрали лучшие данные об их технологиях.
Допустим, вы хотите создать резервную копию файла в течение очень долгого времени. Как вы должны это сделать?
~ 50 лет
Решение: магнитная лента
Если вам нужно хранить свои данные только несколько десятилетий за раз, вам лучше всего выбрать хорошую старомодную магнитную ленту (такую, которая используется ИТ-отделами во всем мире). Хранящиеся под землей в холодной, сухой, магнитно-экранированной среде со здоровой степенью избыточности магнитная лента относительно стабильна по сравнению с обычными компакт-дисками или жесткими дисками и только примерно в три раза дороже, чем недорогие жесткие диски ( около 3,0 долл. США за гигабайт ).
~ 100 лет
Решение: оптические диски архивного качества
Обычные компакт-диски — ужасный способ хранения данных: алюминиевая или серебряная подложка начинает окисляться, как только вы открываете упаковку, и низкое качество сборки может вызвать другие проблемы. Не ожидайте, что они продлятся дольше, чем несколько лет — часов, если вы случайно оставите их на солнце. Тем не менее, некоторые CD и DVD сделаны с золотой подложкой и гораздо более высоким качеством сборки. Золото не окисляется, что означает, что эти диски могут прослужить очень долго. Трудно точно сказать, как долго, потому что у нас их не было очень долго, но мы можем получить хорошую оценку, взяв диски, по-настоящему злобные к ним, а затем попытавшись восстановить данные: это называется ускоренным испытание на старение .
На основании этих испытаний производители заявляют о продолжительности жизни в диапазоне 1-3 века. Для максимальной плотности данных вы можете взять архивные «голубые лучи» примерно за 2,5 гигабайта на доллар при прогнозируемой продолжительности жизни 200 лет. Ускоренные тесты на старение не совсем верны, но, вероятно, на них можно рассчитывать в течение столетия или около того. В качестве бонуса, в отличие от магнитной ленты, они не требуют специального оборудования для чтения и записи, поэтому затраты на запуск минимальны.
~ 1000 лет
Решение: M-Диски
Ладно, забудь эту чепуху «века», давай серьезно. Чтобы дать вам представление о сроках, тысячу лет назад граф Эрик Хааконссон впервые запретил берсеркеров в Норвегии. Вот эти ребята выгравированы на бронзовой плите, обнаруженной в 20 веке:
До недавнего времени не было много хороших промышленных вариантов для такого рода сроков. Однако недавно появился интересный вариант под названием «М-диск». Это архивные DVD-диски, сделанные из толстого слоя «каменного» минерального композита, который предназначен для протравливания специальными горелками (хотя их можно читать с помощью обычных DVD-приводов). Они абсурдно устойчивы и, как ожидается, выживут как минимум тысячу лет. Это амбициозное утверждение, но у компании есть серьезные исследования (в том числе исследование Министерства обороны США), чтобы подтвердить это.
Эти диски даже достаточно дешевые, по 5,7 гигабайта за доллар , хотя вам также понадобится специальный пишущий привод. Если вы серьезно заинтересованы в хранении большого количества данных в течение длительного времени, M-диски — явный победитель.
~ 10000 лет
Решение: гравировка чрезвычайно стабильных металлов
Здесь мы начинаем немного отклоняться от проторенного пути. На данный момент нет цифровых форматов, которые могли бы выжить где-то около десяти тысяч лет. Это означает, что любые данные, заархивированные за этот период, будет очень трудно восстановить В некотором смысле, это нормально — это не значит, что DVD-ридеры будут примерно через десять тысяч лет.
Так как вы храните данные так долго? Ответ заключается в том, что единственными материалами, способными выдержать такие временные рамки, являются химически стабильные металлы и драгоценные камни. Эта технология уже использовалась на практике для записей Voyager — золотых дисков, на которых выгравирована информация, представляющая аудио и изображения, которые были выпущены на борту зонда Voyager. Зонд находится на выходе из Солнечной системы , чтобы обеспечить постоянную историю человечества для инопланетян, чтобы когда-нибудь найти.
Современный взгляд на проблему — это нано литография. Компания под названием Norsam адаптировала методы литографии, изначально разработанные для гравировки полупроводников, и может использовать их для травления мелких узоров на поверхностях, таких как алмаз или никель. Разрешение приличное (около 165 гигабайт на 12 сантиметровый диск ), а также практически не поддается разрушению. Хранящиеся в безопасности, эти диски должны прослужить многие тысячи лет и могут пережить ЭМИ, большинство пожаров и крах человеческой цивилизации. Информация о ценах не легко доступна, но «дорого» — это действительно хорошее предположение.
Одним из ранних применений этой технологии было создание современных пластин «Розеттский камень», изготовленных из титана, для хранения в безопасных местах по всему миру, содержащих около тысячи страниц текста, переведенного на многие языки, для предоставления справочной информации. для будущих историков, если некоторые современные языки будут потеряны. Как дополнительное преимущество, диски также выглядят невероятно круто:
Более 100 000 лет
Давайте проясним ситуацию: если вы покупаете компьютерное хранилище, а титан с нано-гравировкой слишком недолговечен для вас, то ваш горизонт планирования ужасает меня. Сто тысяч лет назад ранний человек впервые начал выходить с африканского континента в Европу. Если вы действительно заботитесь о том, чтобы ваши цифровые данные выжили так долго в будущем, то вы покинули мир простых смертных, а также, вероятно, здравомыслия и здравого смысла.
Что не означает, что у вас нет вариантов.
Решение: окаменелая ДНК
Одним из преимуществ биотехнологической революции является то, что существует множество компаний, которые будут создавать для вас индивидуальную ДНК из цепочки пар оснований, которую вы предоставляете в Интернете за предельную плату. Каждая базовая пара имеет четыре возможных комбинации, которые могут хранить два бита. Затем данные можно прочитать, упорядочив эти гены позднее, используя различные методы. Это позволяет ДНК служить своего рода экзотическим хранилищем данных. Теперь сами ваши цепочки ДНК довольно недолговечны и через несколько лет химически разрушатся при комнатной температуре. Есть несколько способов продлить срок его службы.
Вы можете объединить свои данные в ДНК долгоживущего организма, такого как сосна Великого Бассейна Бристлекон (которая, как известно, живет более пяти тысяч лет). Поскольку эти деревья могут размножаться, вашей главной заботой становится обеспечение их безопасности от многочисленных крупномасштабных пожаров, метеорных воздействий и извержений вулканов, которые могут произойти в будущем. Возможно, вам удастся выжить ваши данные на несколько десятков тысяч лет, посадив несколько лесов архивных деревьев в безопасных, отдаленных местах; но — конечно — вы не заинтересованы в такой маленькой картошке.
Чтобы по-настоящему извлечь ценность своих денег из хранилища ДНК, вам необходимо химически исправить ДНК, чтобы защитить ее от химических изменений и радиоактивного распада. Исследователи нашли способ внедрить ДНК в расплавленное стекло , чтобы создать «синтетическое ископаемое», которое будет защищать ДНК в течение очень долгого времени. Этот процесс основан на естественном окаменелости и был разработан после того, как выяснилось, что часто можно извлечь интактную ДНК из окаменелостей, возраст которых составляет миллионы лет. При правильном использовании кодов с исправлением ошибок и избыточности нет причин, по которым вы не смогли бы сохранить много гигабайт информации в течение однозначных миллионов лет.
С точки зрения экономической эффективности: если вы беспокоитесь о цене, этот метод хранения не для вас. Это не коммерческий процесс в любом случае. Вы собираетесь потратить не менее сотен тысяч долларов на изготовление и сохранение ДНК. Это не начинание для слабонервных. Тем не менее, это вариант, и если вы действительно хотите удостовериться, что самые важные данные в Интернете все еще доступны после того, как человечество погибло и исчезло, вы можете сделать это.
Вы обеспокоены цифровым темным веком? Какие данные вы хотите сохранить для будущих поколений? Обсуждение начинается в комментариях!
Image Credits: сломанный USB-накопитель Via Shutterstock, « Berzerkers », от Wikimedia, «Cutaway», [сломанный URL-адрес удален], от M-Disc, « Rosetta », от фонда Long Now, « Rainbow CD », от Wikimedia, « Magnetic Лента »от Wikimedia,« Time Capsule »от Wikimedia,« Voyager Record »от Wikimedia,« Fossil »от Wikimedia
