玻璃碟可儲 4.84TB 資料、保存逾萬年 Microsoft 研究成果登《自然》期刊

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Microsoft Research 於 2 月 17 日在《自然》期刊正式發表 Project Silica 重大研究成果,宣布以普通硼矽酸鹽玻璃取代昂貴石英玻璃作儲存介質,令技術成本大幅降低,並驗證資料在玻璃中可穩定保存超過 1 萬年。研究階段現已完成,但 Microsoft 尚未公布商業化部署時間表。

兩種技術並行研發

Project Silica 自 2017 年啟動,此次研究同時呈現兩種不同資料寫入方法。第一種為原有雙折射體素法(birefringent voxels),採用高純度石英玻璃(fused silica),可在 120mm 正方形、厚 2mm 玻璃碟中儲存 4.84TB 資料,分佈於 301 個數據層,密度達 1.59 Gbit/mm³,每束雷射寫入速度為 25.6 Mbit/s。

 

第二種為全新研發相位體素法(phase voxels),可在廉價硼矽酸鹽玻璃上寫入資料,與廚具、烤箱門使用玻璃材質相同。雖然此方法每碟容量較低(2.02TB,258 層,0.678 Gbit/mm³),但材料成本大幅降低,亦更易大量採購。

 

寫入速度突破

研究團隊透過 4 束雷射並行寫入,令硼矽酸鹽玻璃寫入速度從每束 18.4 Mbit/s 提升至 65.9 Mbit/s(約 8.2MB/s),以此速度寫滿一整片玻璃碟需時逾 150 小時。研究人員認為,未來採用 16 束或以上並行雷射,速度有望進一步提升至約 263.6 Mbit/s(約 33MB/s),惟仍遠低於現有 LTO-10 磁帶 400MB/s 寫入速度。

 

玻璃讀取系統大幅簡化

兩種方法讀取方案均有改良。雙折射法原需 3 至 4 部攝影機配合偏振顯微鏡讀取資料,最新系統已簡化至只需 1 部攝影機。

 

相位法則採用 Zernike 相位差顯微技術,並結合機械學習模型減少相鄰層間訊號干擾,提升讀取準確度。

 

選用哪種方法仍未決定

研究團隊在論文中明確指出,未來 Silica 系統採用哪種方案仍是關鍵待決議題。雙折射法密度更高、效能更好,但只能在高純度石英玻璃上運作;相位法材料限制較少,任何透明耐用介質均可使用,商業化潛力更大。

 

Microsoft 強調,資料一經寫入便無法覆寫(WORM),讀取過程中雷射功率不足以修改玻璃,物理上保證資料安全,天然形成 air gap 防護機制。

 

資料來源:Microsoft ResearchNatureArs Technica

 

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