В следующем году исполнится десять лет, как компания Microsoft объявила о разработке технологии Project Silica для записи информации в толще стекла для длительного хранения. Проект предусматривал пассивную и устойчивую к внешней среде систему архивирования информации не менее 10 000 лет. Ранее компания говорила о записи данных на относительно дорогом кварцевом стекле. Но возник прорыв — теперь данные можно записать на термостойком боросиликатном стекле.

Обзор Samsung Galaxy Z TriFold: тройной складной смартфон по цене квартиры в Воркуте

Компьютер месяца, спецвыпуск: эпоха отката, или Как дефицит чипов памяти влияет на выбор железа для игрового ПК

Ryzen и 16 Гбайт DDR5: как сэкономить на памяти так, чтобы не лишиться 15 % производительности

Обзор Ryzen 7 9850X3D: три процента за двадцать баксов

Обзор ноутбука HONOR MagicBook X16 2026: как раньше, только лучше

Источник изображения: Microsoft

Помимо перехода на носители из боросиликатного стекла (такое есть в каждом доме в дверцах духовок и в посуде), исследователи Microsoft Research улучшили технологию Silica ещё по ряду направлений, потенциально делая её дешевле и доступнее. И хотя для записи данных в толще стекла продолжает использоваться очень дорогой фемтосекундный лазер (а как иначе достичь высокого пространственного разрешения?), количество импульсов света для записи каждого вокселя — пространственного «бита» данных — резко сократилось.

Так, если раньше для формирования в стекле его изменённой структуры (которая и есть воксель) требовалось четыре или больше импульсов лазера, то теперь их достаточно два и даже один. Если запись ведётся по исходной технологии Silica с целью создать воксель, меняющий поляризацию света, то новая технология предполагает разделение каждого импульса на два, один из которых создаёт в стекле базовые изменения для формирования вокселя, а второй меняет поляризационные свойства другого вокселя, ранее созданного как базовый. Компания называет это псевдо-одиночным импульсом.

Другой режим записи просто работает с одним импульсом, каждый из которых создаёт в стекле воксель с фазовым переходом в структуре носителя. Это новый режим записи с фазовым сдвигом. И если раньше запись и декодирование данных опиралось на выявление поляризации в ответных импульсах света, то фазовый сдвиг — это новый метод, декодирующий данные по убеганию или отставанию фазы света при считывании каждого вокселя. Этот метод также упрощает платформу не ухудшая надёжность хранения данных.

Что важно для ускорения работы со стеклянными носителями, создан новый метод параллельной записи множества вокселей, даже расположенных рядом, что потребовало разработать технологию оценки температурных характеристик стекла в режиме реального времени. Также компания смогла упростить систему считывания вокселей, уменьшив количество камер с трёх–четырёх до одной. Наконец, были улучшены алгоритмы коррекции ошибок, в чём сильно помогли технологии искусственного интеллекта.

На сегодняшний день ёмкость стеклянного носителя размерами 120 × 120 × 2 мм достигает 4,8 Тбайт на кварцевом стекле (плотность 1,59 Гбит/мм³, 301 слой) и около 2 Тбайт на «посудном» стекле (258 слоёв). Нехитрые расчёты показывают, что в обычном гранёном стакане можно записать до 1,5 Тбайт данных. На изображении выше показана пластина с копией Microsoft Flight Simulator.

Скорость записи выросла, хотя пока уступает современным накопителям, зато долговечность подтверждена ускоренными тестами старения — данные сохраняются минимум 10 000 лет даже при повышенных температурах. В кварце скорость записи достигает 25,6 Мбит/с, в стекле — 65,9 Мбит/с. Компания продолжит совершенствовать технологию, намереваясь, как минимум, начать с её внедрения для хранения данных в облаках.

Компания Microsoft объявила о смене приоритетов проекта Silica. Вместо архивирования музыки и фильмов носители и библиотеки Silica станут основой центров Microsoft для хранения данных в облаках. Это позволит быстрее коммерциализировать решение для малозатратного по ресурсам способа архивирования данных на стеклянных носителях неподвластных времени и воздействию окружающей среды.

Обзор ноутбука HONOR MagicBook X16 2026: как раньше, только лучше

Компьютер месяца, спецвыпуск: эпоха отката, или Как дефицит чипов памяти влияет на выбор железа для игрового ПК

Обзор Samsung Galaxy Z TriFold: тройной складной смартфон по цене квартиры в Воркуте

Ryzen и 16 Гбайт DDR5: как сэкономить на памяти так, чтобы не лишиться 15 % производительности

Обзор Ryzen 7 9850X3D: три процента за двадцать баксов

Источник изображений: Microsoft Research

По словам специалистов компании, в системах долговременного хранения данных жёсткие диски необходимо менять не реже одного раза в пять лет, а ленточные носители, «если вы не боитесь их использовать», меняются каждые десять лет. Перенос информации чреват затратами и рисками потерять информацию в процессе. Стеклянные носители, напротив, записываются один раз и могут хранить данные не менее 10 тыс. лет, утверждает Microsoft. Ранее компания предполагала хранить на таких носителях музыку и фильмы, записав для примера на носитель Silica фильм «Супермен» ещё в 2019 году.

Технология записи носителей Project Silica всё ещё сложна и многоэтапна. Данные записываются в специальной установке мощным и быстрым лазером, который деформирует стекло в его толще шаг за шагом, создавая непрерывный узор из объёмных пикселей — вокселей (voxels). Для считывания последовательности вокселей используется другая установка с мощным микроскопом и поляризационным светом, которая переносит данные в компьютер. Наконец, последовательность вокселей и даже их пространственное размещение требует декодирования по специальному алгоритму, чтобы архив превратился в читаемый файл. Всё это выглядит сложным даже для центра обработки данных, но у всего этого есть свой резон.

Данные на стеклянных пластинах Silica размером с ладонь крайне тяжело повредить. Они записываются в толще кварцевого стекла и не могут быть разрушены, излучением, светом, магнитным импульсом, водой, огнём и царапинами. Библиотеки на основе стеклянных пластинок пассивны. Они просто хранят пластинки на специальных полках, как книги в библиотеке. Нужное стёклышко находит и относит в считывающее устройство небольшой робот, который как акробат перебирается с полки на полку и продвигается вдоль полок по направляющим. Потребление таких библиотек просто смехотворное по нынешним меркам, когда отдельные современные ЦОД требуют едва ли не собственных атомных электростанций для работы.

Впрочем, новые «вечные» библиотеки ещё не скоро появятся в составе облачных сервисов Microsoft Azure. Потребуется ещё как минимум три или четыре смены поколений платформы, прежде чем она начнёт раскрывать коммерческий потенциал. В современном исполнении каждая такая пластинка может хранить по 7 Тбайт данных. Ёмкость коммерческого решения может оказаться иной и, скорее всего, будет больше.