Microsoft заявила про суттєвий прорив у зберіганні даних — компанія навчилася записувати терабайти інформації на звичайне боросилікатне скло. Це широко розповсюджене скло, з якого виготовляють кухонний посуд і дверцята духовок. Що важливо, це досить надійний метод, який забезпечує гарантійний термін зберігання щонайменше 10 тис. років.
Технологію зберігання даних у склі розвивають із 2019 року в межах ініціативи Project Silica. 18 лютого науковці опублікували нові результати в журналі Nature. Головна зміна полягає в переході від дорогого чистого кварцового скла, доступного лише з обмеженої кількості джерел, до звичайного боросилікатного скла. Це безпосередньо знижує вартість носія та підвищує його доступність.
“Прорив усуває ключові бар’єри для комерціалізації: вартість і доступність носіїв зберігання”, — заявив співавтор дослідження Річард Блек, партнерський менеджер із досліджень Microsoft. “Ми розкрили науку паралельного високошвидкісного запису та розробили методику прискорених тестів старіння записаного скла, що свідчить: дані залишатимуться неушкодженими щонайменше 10 000 років”.
У ході експерименту команда записала 4,8 ТБ даних — приблизно 200 фільмів у 4K — у 301 шар на скляній пластині розміром 2×120 мм. Швидкість запису становила 3,13 МБ/с. Для порівняння, жорсткі диски записують зі швидкістю близько 160 МБ/с, а SSD — до 7000 МБ/с. Тобто за швидкістю скло суттєво поступається, але за довговічністю перевершує: типові HDD і SSD служать близько 10 років.
Саме тривалість зберігання робить такі рішення привабливими насамперед для архівів, а не для повсякденних пристроїв. У теорії скляні й керамічні носії здатні стати довгостроковими сховищами для масивів даних, які людство генерує щодня. Раніше Microsoft вже анонсувала намір зберігати музику в Global Music Vault у Норвегії. Паралельно на ринку з’являються альтернативи — наприклад, незалежні дослідження ДНК-носіїв, здатних вмістити 360 ТБ у 0,8 км ДНК.
Технічно прорив базується на кількох інноваціях. По-перше, вдосконалено метод запису двозаломлювальних вокселів лазерними імпульсами. Вокселі — це 3D-аналог пікселів. Дослідники створили “псевдоодиночний імпульс”, який після поляризації розділяється і формує дані одразу для двох вокселів. Додатково впровадили паралельний запис, коли багато вокселів створюються одночасно в безпосередній близькості, що підвищує ефективність.
По-друге, з’явився новий тип зберігання — фазові вокселі. У цьому випадку дані кодуються не через поляризацію, а через фазовий перехід матеріалу під дією змін енергії та тиску. Для цього достатньо одного імпульсу, і команда також розробила новий метод зчитування таких даних.
Нарешті, науковці навчилися визначати старіння вокселів у склі та поєднали цей підхід зі стандартними прискореними тестами. Результат — підтверджений ресурс понад 10 тис. років.
Далі Microsoft планує вдосконалювати лазери для запису, оптимізувати методи зчитування та експериментувати з різними складами скла, щоб знайти ідеальний матеріал.
