"玻璃是一種抗水、抗熱、抗塵的永久數(shù)據(jù)存儲(chǔ)材料，"微軟研究人員在發(fā)表于《自然》科學(xué)技術(shù)期刊的論文中寫(xiě)道。"我們已經(jīng)掌握了并行高速寫(xiě)入的科學(xué)原理，并開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)來(lái)對(duì)寫(xiě)入的玻璃進(jìn)行加速老化測(cè)試，表明數(shù)據(jù)應(yīng)該能在至少1萬(wàn)年內(nèi)保持完整。"
該技術(shù)的早期版本需要熔融石英，這是一種只有少數(shù)制造商能生產(chǎn)的高純度玻璃。新發(fā)現(xiàn)表明該系統(tǒng)在硼硅酸鹽玻璃上同樣有效，硼硅酸鹽玻璃制造廣泛且成本顯著更低，使該技術(shù)向商業(yè)化邁進(jìn)一步。
時(shí)機(jī)很關(guān)鍵。
根據(jù)論文引用的希捷研究，全球數(shù)據(jù)領(lǐng)域大約每三年翻一番，然而"大多數(shù)數(shù)字存檔系統(tǒng)依賴(lài)的介質(zhì)會(huì)降解"，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足法律、金融和監(jiān)管義務(wù)日益要求的數(shù)十年保存時(shí)間。
磁帶是目前部署最廣泛的存檔介質(zhì)，反映了這些限制。LTO-10線(xiàn)性磁帶開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)盒，作為當(dāng)前的企業(yè)基準(zhǔn)，可存儲(chǔ)30TB到40TB原生數(shù)據(jù)，速度為400MB/s，但額定保質(zhì)期僅為30年。它需要16°C到25°C的氣候控制存儲(chǔ)，大約每五到十年需要遷移一次。
分析師表示，這種運(yùn)營(yíng)開(kāi)銷(xiāo)才是磁帶的真正成本，而不是介質(zhì)本身。"存檔系統(tǒng)很少因?yàn)榇艓Ш邪从?jì)劃化學(xué)降解而失效，"灰狗研究公司首席分析師桑奇特·維爾·戈吉亞說(shuō)。"它們失效是因?yàn)榧嫒菪源翱陉P(guān)閉、驅(qū)動(dòng)器代際演進(jìn)、固件支持停止以及機(jī)器人技術(shù)需要更新。"
加特納首席分析師維什什·迪夫亞指出，磁帶即服務(wù)模式已經(jīng)將部分負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移，將硬件生命周期管理轉(zhuǎn)移給提供商，并提供明確的服務(wù)級(jí)別保證。
"LTO磁帶仍然是企業(yè)冷存儲(chǔ)的基準(zhǔn)，"他說(shuō)。"每TB的介質(zhì)成本保持較低，生態(tài)系統(tǒng)成熟，企業(yè)在管理更新周期方面有數(shù)十年的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。"
索尼的光盤(pán)存檔系統(tǒng)——主要的光學(xué)替代方案，每盒5.5TB，額定保質(zhì)期100年——已于2025年3月停產(chǎn)，市場(chǎng)上沒(méi)有類(lèi)似產(chǎn)品。
微軟的玻璃存儲(chǔ)項(xiàng)目Project Silica使用飛秒激光脈沖將數(shù)據(jù)編碼為玻璃內(nèi)部名為體素的三維結(jié)構(gòu)，每束25.6兆比特/秒，每比特能耗10.1納焦。
論文描述了兩種編碼方法。第一種方法是雙折射體素，修改玻璃的偏振特性。團(tuán)隊(duì)將所需的激光脈沖減少到偽單脈沖技術(shù)——一個(gè)脈沖分裂以同時(shí)開(kāi)始一個(gè)體素并完成另一個(gè)——實(shí)現(xiàn)更快的光束掃描。
第二種方法是相位體素，這是一項(xiàng)新發(fā)明，修改玻璃的相位特性，每個(gè)體素只需要一個(gè)脈沖。關(guān)鍵是，它在硼硅玻璃中有效，而雙折射方法無(wú)效。"相位體素中更高級(jí)別的三維符間干擾可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)模型得到緩解，"研究人員寫(xiě)道。
早期的Project Silica讀取器需要三到四個(gè)攝像頭來(lái)檢索數(shù)據(jù)；更新的系統(tǒng)只需要一個(gè)，完成了研究人員所描述的第一個(gè)完全演示的端到端玻璃存檔系統(tǒng)，從寫(xiě)入存儲(chǔ)到檢索。
長(zhǎng)期性聲明得到了團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的非破壞性光學(xué)方法的支持，該方法可以就地測(cè)量體素降解，結(jié)合應(yīng)用于已寫(xiě)入硼硅玻璃樣本的加速老化技術(shù)。"對(duì)硼硅玻璃中已寫(xiě)入體素的加速老化測(cè)試表明數(shù)據(jù)壽命超過(guò)1萬(wàn)年，"研究人員指出。
對(duì)于企業(yè)買(mǎi)家來(lái)說(shuō)，僅靠長(zhǎng)期性無(wú)法說(shuō)服他們。
"現(xiàn)實(shí)的總擁有成本比較必須在多十年生命周期范圍內(nèi)建模，而不是采購(gòu)周期，"戈吉亞說(shuō)。"玻璃存儲(chǔ)通過(guò)潛在消除遷移周期重新構(gòu)建了經(jīng)濟(jì)曲線(xiàn)——減少勞動(dòng)力、協(xié)調(diào)開(kāi)銷(xiāo)和運(yùn)營(yíng)中斷。"然而，寫(xiě)入速度仍然明顯慢于磁帶，使玻璃更適合超冷、低攝入的存儲(chǔ)環(huán)境。
合規(guī)性增加了另一個(gè)維度。編碼為永久光學(xué)修改的數(shù)據(jù)無(wú)法被覆寫(xiě)，降低了勒索軟件暴露。但"合規(guī)是系統(tǒng)屬性，不是基底屬性，"戈吉亞警告說(shuō)。"企業(yè)仍必須確保加密密鑰輪換、元數(shù)據(jù)索引和審計(jì)跟蹤完整性。1萬(wàn)年的介質(zhì)并不能消除展示治理紀(jì)律的義務(wù)。"
微軟在一篇單獨(dú)的博客文章中表示，Project Silica的研究階段現(xiàn)已完成。"我們繼續(xù)考慮從Project Silica中學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，探索數(shù)字信息可持續(xù)長(zhǎng)期保存的持續(xù)需求，"公司表示，但沒(méi)有披露商業(yè)化路線(xiàn)圖。
如果商業(yè)化，玻璃存儲(chǔ)不太可能取代磁帶。
"它更可能作為專(zhuān)業(yè)的超長(zhǎng)期保存方案出現(xiàn)，而不是替代基于磁帶的冷存儲(chǔ)，"加特納的迪夫亞說(shuō)。"任何新介質(zhì)都必須在全棧方程式上競(jìng)爭(zhēng)——經(jīng)濟(jì)性、硬件、軟件和運(yùn)營(yíng)模式——而不僅僅是介質(zhì)壽命。"
Q&A
Q1：微軟的玻璃存儲(chǔ)技術(shù)Project Silica是如何工作的？
A：Project Silica使用飛秒激光脈沖將數(shù)據(jù)編碼為玻璃內(nèi)部名為體素的三維結(jié)構(gòu)。一塊120毫米見(jiàn)方、2毫米厚的硼硅玻璃板可以在301層中存儲(chǔ)4.8TB數(shù)據(jù)，寫(xiě)入速度為每束25.6兆比特/秒。
Q2：玻璃存儲(chǔ)相比傳統(tǒng)磁帶存儲(chǔ)有什么優(yōu)勢(shì)？
A：玻璃存儲(chǔ)的主要優(yōu)勢(shì)是極長(zhǎng)的保存期限，數(shù)據(jù)可保存至少1萬(wàn)年，而LTO-10磁帶只有30年。玻璃抗水、抗熱、抗塵，不需要?dú)夂蚩刂拼鎯?chǔ)，也無(wú)需定期遷移，能大大降低運(yùn)營(yíng)成本。
Q3：微軟的玻璃存儲(chǔ)技術(shù)什么時(shí)候能商業(yè)化？
A：微軟表示Project Silica的研究階段已完成，但沒(méi)有披露具體的商業(yè)化路線(xiàn)圖。分析師認(rèn)為即使商業(yè)化，玻璃存儲(chǔ)也不會(huì)完全取代磁帶，更可能作為專(zhuān)業(yè)的超長(zhǎng)期保存方案出現(xiàn)。
存儲(chǔ)設(shè)備
微軟玻璃存儲(chǔ)技術(shù)可保存數(shù)據(jù)超萬(wàn)
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