Microsoft chce przechowywać dane przez 10 tysięcy lat. Szkło zamiast dysku

Gigant z Redmond ujawnił nowe szczegóły badań nad przechowywaniem danych w płytach ze szkła borokrzemianowego. Projekt rozwijany w ramach inicjatywy Project Silica ma umożliwić archiwizację informacji przez tysiące lat bez degradacji typowej dla dysków twardych czy taśm magnetycznych.

Technologia opiera się na zapisie danych w postaci trójwymiarowych wokseli wewnątrz szkła. Do ich tworzenia wykorzystywane są lasery femtosekundowe. Dane są dosłownie „wytrawiane” w strukturze materiału. Szkło borokrzemianowe wykazuje odporność na wodę, wysoką temperaturę i pył, a jego struktura chemiczna starzeje się wolniej niż elementy mechaniczne klasycznych nośników.

Od szkła kwarcowego do Pyrexu

W pierwszych etapach badań Microsoft stosował szkło kwarcowe o bardzo wysokiej czystości. Produkcja tego materiału jest kosztowna i skomplikowana. Najnowsze wyniki, opisane w czasopiśmie Nature, wskazują na możliwość wykorzystania szkła borokrzemianowego stosowanego w naczyniach laboratoryjnych i drzwiach piekarników, znanego m.in. z produktów marki Pyrex.

Podczas testów badacze zapisali 258 warstw danych na płytce o grubości 2 mm, uzyskując łączną pojemność 2,02 TB. Prędkość zapisu mieściła się w przedziale od 18,4 do 65,9 Mb/s w zależności od liczby równoległych wiązek laserowych. Dla porównania wcześniejsze eksperymenty z wykorzystaniem szkła ze stopionej krzemionki osiągały 25,6 Mb/s przy większej gęstości zapisu wynoszącej 4,84 TB na talerz.

Usprawniono również proces odczytu danych. Zredukowano liczbę kamer potrzebnych do rekonstrukcji informacji z trzech lub czterech do jednej.

Nowy typ wokseli i szybszy zapis

Zmianie uległa metoda zapisu. Wcześniejsze próby wykorzystywały woksele dwójłomne, które załamują światło w zależności od polaryzacji. Ich zapis wymagał wielu impulsów laserowych. Z czasem liczbę impulsów ograniczono do dwóch. Obecnie opracowano woksel fazowy wymagający jednego impulsu.

To przejście otworzyło drogę do równoległego zapisu większej liczby punktów w strukturze szkła. W laboratorium zastosowano od jednej do czterech wiązek, jednak naukowcy sugerują możliwość użycia szesnastu lub większej liczby wiązek w przyszłych konfiguracjach.

Nowa metoda wiąże się z wyzwaniami. Woksele fazowe wykazują większą podatność na interferencje. Zespół badawczy wskazuje na wykorzystanie modeli klasyfikacyjnych opartych na uczeniu maszynowym do poprawy precyzji odczytu.

Test 10 tysięcy lat

Microsoft przeprowadził test przyspieszonego starzenia nośnika. Wyniki sugerują trwałość przekraczającą 10 000 lat. W przeciwieństwie do pamięci flash, które bez zasilania i w podwyższonej temperaturze mogą tracić dane, szkło nie wykazuje podobnych oznak degradacji w przewidywalnym horyzoncie czasowym.

W świecie centrów danych temat długoterminowej archiwizacji nabiera znaczenia. Rosnące wolumeny danych generowanych przez systemy sztucznej inteligencji, instytucje publiczne i sektor finansowy wymagają nośników odpornych na upływ czasu.

Przełom czy ślepa uliczka?

Mimo imponujących wyników Microsoft nie przedstawił planu komercjalizacji. W komunikacie towarzyszącym publikacji firma poinformowała o zakończeniu fazy badawczej i analizie wniosków. Przedsiębiorstwo podkreśla wartość własności intelektualnej zgromadzonej w ramach Project Silica oraz bada możliwości jej wykorzystania.

 „Microsoft, podobnie jak inne firmy, bierze pod uwagę wiele czynników przy określaniu priorytetów produktowych i inwestycyjnych. Microsoft nadal ceni własność intelektualną w Projekcie Silica i bada możliwości wykorzystania wniosków z badań” – powiedział rzecznik Microsoftu.

Na rynku archiwizacji dominują dziś taśmy magnetyczne i dyski twarde. Pojawiają się także rozwiązania oparte na technologii HAMR oraz rozwój ultraszybkich nośników SSD dla infrastruktury AI. Szkło oferuje inną perspektywę: archiwum projektowane nie na dekady, lecz na tysiąclecia.