Microsoft разработала технологию записи данных в стекло с помощью фемтосекундных лазеров

Исследователи Microsoft в рамках проекта Silica разработали технологию, позволяющую записывать информацию в стекло с помощью лазеров. Это достижение открывает перспективы для создания автоматизированных систем хранения данных, способных функционировать на протяжении тысячелетий, и может фундаментально изменить подходы к архивированию больших объемов информации в центрах обработки данных.

Метод Microsoft основан на использовании фемтосекундных лазеров, генерирующих ультракороткие световые импульсы. Эти лазеры преобразуют цифровые данные в микроскопические структуры, вытравленные на слоях стекла. При этом в записанную структуру добавляются дополнительные биты, что значительно уменьшает вероятность ошибок при последующем считывании информации. Для извлечения данных используется система, состоящая из миниатюрного микроскопа и камеры, изображения с которой обрабатываются алгоритмом нейронной сети, восстанавливающим исходные биты. Этот полностью автоматизированный и воспроизводимый процесс подчеркивает потенциал для роботизированных систем управления данными.

Ключевым преимуществом данной технологии является исключительная долговечность носителя. Проведенные ускоренные испытания на старение, включая нагревание стекла в печи до 290°C, показали, что данные остаются стабильными и читаемыми более 10 000 лет. При комнатной температуре срок хранения значительно увеличивается. Стекло устойчиво к экстремальным температурам, воздействию влаги, механических частиц и электромагнитных полей. Кроме того, этот материал не требует частой замены, что делает его более экологичным: производство стекла энергоэффективно, а после использования оно легко поддается переработке.

В рамках демонстрации проекта исследователям удалось разместить 4,8 терабайта данных в одном куске стекла размером 120 на 120 миллиметров и толщиной 2 миллиметра. Этот объем эквивалентен памяти примерно 37 смартфонов iPhone, при этом занимая лишь треть пространства одного устройства. Для испытаний применялось боросиликатное стекло, более доступное по сравнению со стандартным стеклом.

Разработка Microsoft Project Silica является значительным шагом вперед по сравнению с более ранними фундаментальными исследованиями, например, работами Питера Казанского из Саутгемптонского университета, продемонстрировавшего возможность кодирования данных в наноструктурах стекла еще в 2014 году. Основное достижение Microsoft заключается в создании комплексной системы, которая может быть масштабирована для применения в современных центрах обработки данных.

Наиболее очевидными областями применения новой технологии являются хранилища, требующие сохранения данных на столетия. Среди них национальные библиотеки, научные архивы и фонды культурного наследия. Команда Microsoft также изучает возможности использования стекла для бессрочного хранения данных, которые в настоящее время размещены в облачных сервисах, сотрудничая с такими компаниями, как Warner Bros. и Global Music Vault.

Хотя физические принципы хранения данных в стекле известны уже более десяти лет, Project Silica подтверждает их применимость в качестве жизнеспособной технологии. Помимо Microsoft, другие компании, такие как SPhotonix (соучредителем которой является Казанский) и австрийский стартап Cerabyte, также работают над аналогичными решениями для хранения больших объемов данных в керамике и стекле. Остаются вопросы относительно стоимости интеграции таких систем в существующую инфраструктуру центров обработки данных и возможностей дальнейшего увеличения емкости хранилищ.

Источник: New Scientist Ltd.