Специалисты из Microsoft создали новую лазерную технологию, позволяющую сохранять огромные массивы данных на небольшом фрагменте стекла в течение свыше 10 000 лет. Данное решение, известное как Project Silica, направлено на преодоление растущей потребности в хранении информации и ограниченного срока службы современных носителей.
Современные дата-центры испытывают значительную проблему: объём данных, генерируемых человечеством, удваивается каждые три года. Традиционные носители информации, такие как жесткие диски и магнитные ленты, имеют ограниченный срок службы и выходят из строя уже через несколько лет. Для предотвращения потери информации необходимо регулярно переносить её на новые носители, что влечёт за собой существенные затраты времени и энергии. Технология хранения на стекле, использующая метод прямой записи фемтосекундным лазером, рассматривается как перспективная альтернатива благодаря физическим свойствам материала: стекло устойчиво к влаге, перепадам температур и электромагнитным помехам.
Microsoft Research создала первый рабочий прототип, соответствующий потребностям промышленных систем хранения данных. Согласно исследованию, которое было опубликовано в журнале , в основе технологии лежит многолучевой лазер, с помощью которого формируются микроскопические трёхмерные элементы — воксели — в кварцевой стеклянной пластине. Каждый воксель способен содержать несколько битов информации. Чтобы снизить вероятность ошибок при записи и чтении, в массив данных добавляются резервные биты. Для считывания информации используется микроскоп с камерой, соединенный с нейросетью, которая преобразует полученные изображения в двоичный код.
Эксперименты продемонстрировали впечатляющие результаты: новая технология обеспечивает запись данных со скоростью 5,9 мегабит в секунду, достигая плотности 1,59 гигабит на кубический миллиметр. Это позволяет хранить до 4,84 терабайта информации на стеклянном элементе размером 12 квадратных сантиметров и толщиной 2 миллиметра. По оценкам разработчиков, такой объем данных эквивалентен содержимому 2 миллионов печатных книг или 5 тысячам фильмов в разрешении 4K.
Для оценки долговечности образцы подвергались ускоренному старению посредством нагрева в печи. На основе полученных результатов исследователи сделали вывод о том, что информация, нанесенная на стекло, сохранит свою стабильность и останется читаемой на протяжении более чем 10 тысяч лет при температуре 290 градусов Цельсия. При комнатной температуре этот показатель, вероятно, будет ещё выше. Специалисты подчеркивают, что проводимые тесты не включали оценку воздействия механических нагрузок и химической коррозии, и что качество записи зависит от используемого типа стекла. Тем не менее, они выражают уверенность в возможности расширения применения технологии, поскольку она совместима с лазерами, доступными в продаже.
Сверхдолговечное хранение информации может найти своё первое применение в национальных библиотеках, научных и культурных архивах, где требуется сохранять данные на протяжении столетий. Разработчики проводят аналогию между своей технологией и древними методами сохранения знаний: от гадательных костей и средневековых рукописей до современных жёстких дисков. Они полагают, что в будущем небольшой фрагмент стекла сможет передать сквозь тысячелетия наследие человеческой культуры и знаний.