揭秘微軟存儲黑科技 | 一小片玻璃竟能儲存175萬首歌？

隨著數(shù)據(jù)的爆炸式增長，如何高效、安全、長久地存儲數(shù)據(jù)成為了亟待解決的問題。微軟研究院的 Project Silica 研發(fā)了一項玻璃存儲技術(shù)，創(chuàng)新性地將數(shù)據(jù)編碼進玻璃中，解決了傳統(tǒng)存儲方式在空間利用率、耐久性方面的限制。

密封于玻璃

中的數(shù)據(jù)

Project Silica 的玻璃片只有杯墊般大小，卻能將數(shù)據(jù)留存成千上萬年，為世界創(chuàng)造了一個更加可持續(xù)的存儲方案。

在許多人眼中，將數(shù)據(jù)存儲到玻璃中仿佛是未來的技術(shù)，但事實上這個概念的萌芽可追溯到19世紀，那時的人們已經(jīng)開始使用玻璃板來保存單張攝影底片。到了今天，技術(shù)已經(jīng)顯著擴展了這種可持續(xù)材料的存儲能力，一小塊玻璃就能存儲數(shù)TB的數(shù)據(jù)，足以容納175萬首曲目，或是播放時長長達13年之久的音樂記錄。

“玻璃為云存儲提供了一個高效、可持續(xù)且緊湊的解決方案，最大限度提升了數(shù)據(jù)的持久性，并且巧妙地利用了存儲空間?！?/p>

安特·羅斯特倫

微軟杰出工程師

Elire是一家專注于可持續(xù)性的風(fēng)險投資集團，已與微軟研究院的Project Silica團隊合作，利用這項技術(shù)為位于挪威斯瓦爾巴德的“全球音樂庫（Global Music Vault）”提供技術(shù)支持。他們使用基于二氧化硅的玻璃板，創(chuàng)建了一個耐用的存檔，不僅抵抗電磁脈沖和極端溫度，而且對環(huán)境更友好。這個新的寶庫也將為“全球種子庫 (Global Seed Vault）”和“北極世界檔案館（Arctic World Archive）”等現(xiàn)有存儲庫提供補充，為古典歌劇、現(xiàn)代流行金曲、原住民音樂等音樂遺產(chǎn)，提供一個全面的庇護所。展望未來，Elire還計劃在全球范圍內(nèi)增設(shè)多個訪問地點，擴大這個音樂寶庫的影響力，并邀請公眾一同參與，與這個日益壯大的音樂檔案庫進行深度互動。

數(shù)據(jù)中心的

可持續(xù)性變革

隨著數(shù)據(jù)存儲的需求日益增長，我們對可持續(xù)解決方案的需求也變得越來越迫切。盡管磁性存儲在目前十分流行，但它仍然存在問題。由于磁性技術(shù)的壽命有限，需要頻繁地重新復(fù)制數(shù)據(jù)，隨著時間的推移，這將增加能源消耗和運營成本。

Project Silica的杰出工程師安特·羅斯特倫(Ant Rowstron) 說：“磁性技術(shù)的壽命是有限的。我們必須不斷將數(shù)據(jù)復(fù)制到新一代的存儲介質(zhì)上，因為一個硬盤驅(qū)動器可能只能使用五年，而磁帶可能能使用十年。但是一旦它們的壽命到期，就必須再次復(fù)制數(shù)據(jù)。坦白說，考慮到我們使用的大量能源和資源，這個過程既困難又非常不可持續(xù)。”

“5000年前，人類才剛踏入書寫歷史的時代。而想到數(shù)據(jù)存儲能夠跨越足足10000年的時光，那是一個何等美妙而漫長的歲月?！?/p>

安特·羅斯特倫

微軟杰出工程師

Project Silica旨在打破這一循環(huán)。在微軟研究院的支持下，該項目可以在大約飲料杯墊大小的玻璃板中存儲大量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存數(shù)千年。Project Silica 的研究主任理查德·布萊克（Richard Black）補充道：“這項技術(shù)使我們能夠在確保數(shù)據(jù)將保持不變和安全的情況下寫入數(shù)據(jù)，這是可持續(xù)數(shù)據(jù)存儲向前邁出的重要一步?！?/span>

Project Silica的目標是在一塊玻璃上寫入數(shù)據(jù)，并存放到架子上，在需要時可以隨時讀取。一旦寫入，玻璃內(nèi)的數(shù)據(jù)就不可能更改。

共生于云端

Project Silica與微軟Azure團隊合作，專注于開創(chuàng)石英玻璃中的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，尋求更可持續(xù)的數(shù)據(jù)存檔方式。這種關(guān)系如同共生，正如 Project Silica 利用Azure AI來解碼存儲在玻璃中的數(shù)據(jù)，從而提高了讀寫速度并允許存儲更多數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)通過四個步驟存儲在玻璃中：

No1. 寫入實驗室

首先，使用激光系統(tǒng)將數(shù)據(jù)寫入玻璃，這些數(shù)據(jù)將以體素或3D像素的形式編碼在玻璃中。

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No2. 讀取實驗室

接著，讀取器是一個由計算機控制的快速移動的顯微鏡，可以快速移動到用戶想要檢索的數(shù)據(jù)。

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No3. 解碼實驗室

然后，利用 Azure AI 讀取玻璃上寫的代碼，將其轉(zhuǎn)化為可用的信息。

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No4. 數(shù)據(jù)庫實驗室

最后，派出一個機器人去取出帶有所需數(shù)據(jù)的玻璃片，并將其帶給讀取器解讀。

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這個數(shù)據(jù)庫中任何一個存儲單元都不需要消耗任何電力，而是被動響應(yīng)的，其中的玄妙之處在于實驗室內(nèi)的閑置充電機器人。當需要數(shù)據(jù)時，機器人會醒來，爬上架子，取回玻璃，然后迅速返回讀取器。布萊克說：“一旦我們完成玻璃的寫入并將其移動到存儲庫，我們設(shè)計的系統(tǒng)就會使其無法再回到寫入狀態(tài)，它完全是不可變的?！?/span>

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一塊玻璃板可以儲存史詩級長篇小說

《戰(zhàn)爭與和平》的全部文本達87.5萬次之多

（圖片由微軟Bing生成的AI藝術(shù)作品）

最初，激光寫入過程效率較低，但經(jīng)過多年改進，該團隊現(xiàn)在可以在一塊玻璃板上存儲幾個TB的數(shù)據(jù)，而這塊玻璃板可以被持續(xù)保存10000年。就規(guī)模而言，每塊玻璃板可以存儲大約3500部電影，或者有足夠的不間斷播放半年以上而不重復(fù)的電影數(shù)量。

更多儲存數(shù)據(jù)

更少占用空間

玻璃存儲技術(shù)的突出特性之一，是對空間高效利用。相較于現(xiàn)今龐大的數(shù)據(jù)中心，玻璃存儲解決方案所需的空間只是一小部分。“我們在Project Silica開發(fā)的這項技術(shù)，可以用非常緊湊的形式存儲大量的數(shù)據(jù)，這是效率和可持續(xù)性的新范式。”布萊克解釋道。

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Project Silica利用激光脈沖在玻璃中編碼數(shù)據(jù)，

創(chuàng)造了一種持久、長期的存儲介質(zhì)。

玻璃

值得信賴的持久安全

玻璃存儲尚在興起階段，專家預(yù)測在其真正投入商業(yè)應(yīng)用之前還需經(jīng)歷三到四個發(fā)展階段，但它的好處是顯而易見的：耐用、可持續(xù)且經(jīng)濟高效。這與Project Silica對可持續(xù)性的總體承諾完全吻合。主要費用產(chǎn)生于將數(shù)據(jù)嵌入高度彈性的玻璃板的初始階段，一旦完成存儲，后續(xù)的維護成本將降至最低。

羅斯特倫設(shè)想這種尖端技術(shù)將成為全球 Azure數(shù)據(jù)中心的主要支柱，但他的愿景不僅僅局限于數(shù)據(jù)存儲。無論是對企業(yè)還是對個人，采用這種儲存方式都意味著我們將把一個充滿無價信息的寶庫托付給未來世代。就像“全球音樂庫”旨在保護世界的音樂遺產(chǎn)一樣，玻璃存儲也旨在保護世界的數(shù)據(jù)遺產(chǎn)，將有望安全且可持續(xù)地封裝各種數(shù)據(jù)。

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