記憶は何年もつか?
 記録(記憶)媒体とは、情報を伝えるために情報を記憶・表記・保存・伝達するものである。 これには紙や木、石から始まり、DNAやRNAなども該当する。現在では、磁気テープ、HDD、CD、DVD、Blu-ray、SDカード、USBメモリなどの電子媒体を指す場合が多い。

 人間の脳も記録媒体の一つではあるが、最近もの忘れがひどい。さっき電話で聞いた買い物の内容も忘れることがしょっちゅうある。漢字の忘れもひどくて、小学生程度の漢字も忘れてしまって愕然とすることがある。これについては、忘れた分、毎日覚え直していくしかない。人は勉強しなければ忘れる動物なのだ。

 では、USBやDVDなどの電子媒体なら、記録はかなり残るのか…? というと、意外にもこれらの媒体にも寿命があり、記録が永久に残るわけではない。USBでは10年、CDやDVDで状態がよくても100年程度だといわれている。これなら紙の方が長く残る場合もありそうだ。

 このように記録(記憶)というものは儚い(はかない)ものだが、今回、なんと数億年もデータを保存できる媒体が開発された。石英ガラスの中にレーザーで凹凸の印を書き込んで、これを光学装置で読み出す技術開発に日立製作所と京都大学が成功した。


SiO2

 石英ガラスを、数億年以上の保存期間に相当する「摂氏1000度、2時間」で焼いても、データの劣化もなく再生できたという。今後は、歴史上重要な文化遺産や公文書、個人が後世に残したいデータなどの新たな長期保存技術として期待される。


 石英ガラスにデータを数億年保存
 日立製作所(東京都千代田区)は、京都大学工学部の三浦清貴教授らと共同で、耐久性の高い石英ガラスの内部に、コンパクトディスク(CD)並みの容量のデータを記録・再生する技術を開発した。記録の劣化がないまま数億年以上の保存が可能なことから、歴史的に重要な文化遺産や公文書などの新たな保存技術として期待される。

 記録媒体として普及しているCDやDVDなどは、高温多湿の環境や直射日光などに弱く、条件が良くても100年ほどしか記録保存できない。デジタルデータの長期保存方法として、研究チームは、耐熱性や耐水性に優れる石英ガラスに着目した。

 石英ガラス内部への書き込みとして、レーザー光線1発の持続時間(パルス幅)が数兆~数百兆分の1秒にまで短パルス化した「フェムト秒パルスレーザー」(1フェムトは1000兆分の1)を使い、屈折率の異なる微小領域(ドット、点)を作り、ドットあり(1)ドットなし(0)のデジタルデータを記録する。今回は、レーザーのパワーやドットの間隔などを最適化して、幾層にも重ねて記録する多層記録技術や、レーザー光線の振幅や位相を2次元的に変調できる「空間位相変調器」を用いて、一度に100個のドットを記録する一括記録技術を開発した。

 また、市販の光学顕微鏡を使って簡便にデジタルデータを再生し、読み取る技術も開発した。通常は、多層に記録された石英ガラスを光学顕微鏡で撮影すると、他の層のドット像がノイズとして映り込み、読み出したい層の画質が低下してしまう。これに対し、焦点距離を変えた画像を用いてドットのコントラストを強調する処理技術を開発することで、ノイズ問題を解決した。

 これらの開発技術によって、石英ガラス内の4層に記録し、単位面積(1平方インチ)当たりの記録密度をCDの35メガバイトを上回る40メガバイトを実現した。また、数億年以上の保存期間に相当する「摂氏1000度、2時間」の加熱試験でも、データの劣化もなく再生できたという。

 今回の成果は、9月30日から日本、東京都江東区の日本科学未来館で開催される光ストレージ(記憶装置)に関する国際シンポジウム「International Symposium on Optical Memory (ISOM2012)」で発表する。(サイエンスポータル September 28, 2012)


 記録(記憶)媒体とは何か?
 記録媒体とは、情報を伝えるために情報を記憶・表記・保存・伝達するものである。 現在の電子信号による記録媒体について詳しくは、電子媒体という。

 自然界では、生物やウィルスの遺伝子情報の記録媒体としてのDNAやRNAが存在する。また高等生物の脳も生体の記録媒体の役目をはたす。 人としては、壁画・像あるいはある種の意図的に作られた遺跡も記録媒体としての意味を持ち、口伝伝承をする特別な役目の人や、結縄・木簡・葉(パピルス)・紙などが記録媒体として用いられてきた。

 人類が文字を持つ前は、知識や情報を他の野生動物とは違い、直接経験させなくとも、口伝や絵画または簡単な象形で情報を伝達できた。このようなことから、初期文明では、年配者の口伝伝承や壁画、あるいは表記として利用した地面や道標などの作為的におかれた自然物(石積み・木の工作物)なども一定の情報を伝える記録媒体である。

 文字が発明されてからは粘土や木簡や紙などが、記録媒体として活躍し、文字の発展を促した。ただし最近の読字障害の研究から、文字を読む行為は、人類700万年と人の30万年の歴史の上でたった数千年であることから、人の脳に文字を読むというプログラムの場所はもともとなく、その領域の占有が、人が本来持つ空間認識の能力や絵画の能力を「阻害しているのでは」という疑問がもたれている。

 電子媒体は、映像機器や音響機器での映像や音楽の記録再生や、電子計算機(コンピュータ)での情報処理に使用する記録媒体の総称。コンピュータで扱う情報については、記録内容は全てデジタルデータである、という特徴がある一方、映像機器や音響機器においては、アナログ方式で記録再生されるものもある。

 かつては磁気テープ(ビデオテープやコンパクトカセットなど)が主流であったが、近年はハードディスクドライブやCD-ROM、DVD-ROM、BD-ROMなどや、メモリーカード、USBメモリなどが主流になっている。


 記憶媒体は100年もつか?メディアの寿命はこうして推定する
 日経パソコン2006年6月26日号のコラム「ワカれば楽しいコンピューター」で「DVDの寿命は10年ほど」と軽く触れたところ、「ホントですか?」という驚きの投書を何通かいただいた。どうやらDVDが永遠にもつと信じている方は少なくないようだ。結論から言うと、DVDによる思い出の永久保存は一種のIT神話。

 メディアによっては何十年ともつ可能性もあるが、安物だと10年もつかさえ疑問だ。そもそも、DVDなど光メディアの寿命はどうやって決まるのだろうか?

 実は、現状でDVDメディアの寿命すなわち「データが読めなくなるまでの期間」を示す明確な数値は存在しない。「寿命○年」と明示した製品は店頭で見当たらないし、メーカーに聞いても「条件によっては100年以上もつが、標準的な状態では数十年」(太陽誘電)と歯切れが悪い。業界団体の日本記録メディア工業会が出している指標も「10年以上」とあいまいで、TDKなどもこの数字をなぞっている。

 もちろんメーカーには明確に答えられない理由がある。最大の要因は、寿命を測定する確実な方法がないこと。技術的に難しいだけでなく、測定方法に統一性がないのだ。各社独自の基準で寿命を主張してもユーザーは混乱してしまうだろう。

 統一された測定法と寿命品質の判断指標があれば、ユーザーは安心してメディアを購入できるはず。そこで国内の業界団体が中心となり、DVDメディアの測定基準を作ろうという動きが活発化している。その一つが、財団法人デジタルコンテンツ協会(DCAj)による寿命測定の研究だ。2006年3月には、2005年度の研究を取りまとめた報告書を公表した。

 結果を見ると、温度25℃での推定寿命はDVD-Rが15~178年でDVDRWが45~4万9000年。温度30℃だともう少し短くなり、DVD-Rが9~74年、DVD-RWが27~1万1000年、DVD-RAMが134~250年だ(25℃のDVD-RAMはデータなし)。湿度はいずれも80%を想定。日本の夏の最も蒸し暑いころの湿度である。

 DCAjの報告書で示されたDVD-R、DVD-RW、DVD-RAMの測定結果。10年から数万年とかなりの幅がある。最大で数万年とはにわかには信じがたいかもしれないが、DVD-Rの最低9年(30℃)という数字は従来の俗説を裏付けている。(出典:日経パソコン 2006年9月25日号)


参考HP Wikipedia:記録媒体 電子媒体 PC online:DVDは百年もつか? 日立製作所:石英ガラスの中にCD並の容量を記録・再生する技術開発

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