В следующем году будет отмечаться десятилетие с момента, когда корпорация Microsoft представила проект Silica, нацеленный на сохранение данных внутри стекла для сверхдолгосрочного архивирования. Инициатива была задумана как пассивная и устойчивая к внешним воздействиям система, способная хранить информацию до 10 000 лет. Изначально для записи использовалось довольно дорогое кварцевое стекло, однако произошёл значительный прорыв — теперь информацию можно сохранять на термостойком боросиликатном стекле.
Источник изображения: Microsoft
Помимо перехода на боросиликатное стекло (широко распространённое, например, в духовых шкафах и кухонной посуде), специалисты Microsoft Research усовершенствовали технологию Silica в нескольких аспектах, что может сделать её более экономичной и доступной. Несмотря на то, что для записи данных вглубь стекла по-прежнему применяется чрезвычайно дорогой фемтосекундный лазер (без которого невозможно достичь высокого пространственного разрешения), количество световых импульсов, необходимых для формирования каждого вокселя — трёхмерного аналога бита данных — было существенно сокращено.
Если ранее для создания в стекле модифицированной структуры (которая и представляет собой воксель) требовалось четыре или более лазерных импульса, то сейчас достаточно двух или даже одного. При использовании исходного метода Silica, когда воксель формируется за счёт изменения поляризации света, новая методика предполагает разделение каждого импульса на две части: одна создаёт в стекле базовое изменение для вокселя, а вторая изменяет поляризационные свойства другого вокселя, ранее сформированного как базовый. Этот подход компания называет псевдо-одиночным импульсом.
Другой режим записи использует всего один импульс, каждый из которых создаёт в стекле воксель за счёт фазового перехода в структуре материала. Это новый метод записи с фазовым сдвигом. В то время как ранее запись и чтение данных основывались на анализе поляризации отражённого света, фазовый сдвиг представляет собой инновационный способ, который декодирует информацию по опережению или запаздыванию фазы света при считывании каждого вокселя. Данный подход также упрощает аппаратную платформу, не снижая при этом надёжности хранения информации.
Для повышения эффективности записи на стеклянные носители был внедрён новый подход, позволяющий одновременно записывать множество вокселей, включая соседние. Это потребовало создания системы для мониторинга температурных параметров стекла в реальном времени. Кроме того, организация усовершенствовала процесс считывания информации, сократив число необходимых камер с трёх–четырёх до одной. Также с применением алгоритмов искусственного интеллекта были доработаны механизмы исправления ошибок.
В настоящее время ёмкость стеклянного носителя размером 120 × 120 × 2 мм составляет до 4,8 ТБ на кварцевом стекле (плотность записи 1,59 Гбит/мм3, 301 слой) и примерно 2 ТБ на силикатном стекле (258 слоёв). Простые вычисления демонстрируют, что в стандартном гранёном стакане можно разместить до 1,5 ТБ информации. На приведённом изображении отображена пластина с записанной копией Microsoft Flight Simulator.
Скорость записи увеличилась, пусть пока и отстаёт от современных накопителей, однако долговечность подтверждена ускоренными испытаниями на старение — информация сохраняется как минимум 10 000 лет даже в условиях повышенных температур. На кварце скорость записи доходит до 25,6 Мбит/с, на стекле — до 65,9 Мбит/с. Компания планирует дальнейшее развитие технологии, начиная с её применения для .
