Ёмкость жёстких дисков, твердотельных и ленточных накопителей постоянно увеличивается при одновременном снижении стоимости хранения 1 Гб данных. Тем не менее человечество продолжает генерировать информацию в объёмах, требующих новых решений — т. е. более ёмких носителей информации. И некоторые компании эти решения предлагают. Одна из них — корпорация Microsoft, которая с 2017 года работает над Project Silica, технологией записи/чтения информации на кварцевом стекле.

Сейчас этот проект получил существенный апдейт, но у Microsoft есть и и другие идеи по хранению огромных объёмов данных.

Project Silica — что это за технология?

Цель команды, которая работает над этой технологией — создание весьма долгосрочного и очень объёмного накопителя данных. Этот накопитель не должен зависеть от наличия питания, магнитных полей и должен быть хорошо защищён от внешних факторов. В 2017 году был предложен материал, который соответствует всем этим требованиям — им стало кварцевое стекло. Одно из его достоинств, кроме прочности и долговечности, относительно низкая стоимость. Что касается долговечности, то накопитель получается почти что вечным — хранить данные без повреждений он способен сотни тысяч лет. Конечно, большой вопрос, сможет ли кто-то прочитать данные с такого носителя уже лет через 50, но эти проблемы разработчиков уже не касаются, для них главное — создать то, что соответствует изначальными критериям проекта.

По словам представителей компании, для записи и чтения данных используются разные технологии:

• для записи — сверхбыстрые фемтосекундные лазеры

• для чтения — поляризационная микроскопия

Соответственно, случайно повредить или изменить данные во время чтения просто невозможно. Но и перезаписать информацию нельзя — раз будучи записанной, она останется в кварце на долгие тысячи лет. Через эти тысячи лет можно быть уверенным, что данные всё ещё читаемы.

Что касается скорости чтения и записи, то здесь тоже всё хорошо. Пропускная способность канала записи, по словам разработчиков, на уровне современных ленточных накопителей (правда, 2019, а не 2021 года, здесь технологии тоже не стоят на месте).

Сам проект — далеко не концепт, корпорация активно записывает и читает данные со стеклянных пластин. Уже есть целые библиотеки таких накопителей, где поиском и считыванием информации занимаются специальные роботы. Всё это можно увидеть на ролике ниже.

Кварцевое стекло очень прочное. Конечно, его можно разбить при желании, но оно устойчиво к большому количеству внешних факторов, включая, например:

• погружение в кипящую воду

• воздействие микроволнового излучения

• запекание в печи

• мощные магнитные поля

Понятно, что все эти тесты проводились для привлечения внимания, поскольку это же стекло, магнитные/радиоволны, высокая температура и т. п. на кварцевое стекло не действуют.

Ещё не коммерческое использование, но где-то рядом

Буквально на днях корпорация опубликовала новые данные о возможностях своего хранилища. Теперь, по словам представителей компании, проект представляет собой интерес для СХД гиперскейлеров, операторов ЦОД и т. п. Ёмкие и надёжные носители информации отлично работают в качестве систем холодного хранения данных.

На одном фрагменте кварцевого стекла хранится 7 Тб данных, при этом запись и чтение выполняются с более высокой скоростью, чем раньше. По мнению представителей проекта, такой носитель лучше подходит для систем хранения данных, в плане «холодного» хранилища, чем другие носители. Дело в том, что стекло не требует замены, оно может треснуть лишь в результате совсем уж экстремальных нагрузок. А вот жёсткие диски, SSD или даже ленточные накопители приходится время от времени менять во время планового обслуживания ЦОД. Соответственно, если масштабировать технологию и довести её до коммерчески выгодных систем, компании смогут экономить средства на обновлении парка оборудования и расходников.

Сейчас авторы проекта утверждают, что перед тем, как ввести стеклянный накопитель на рынок, его протестируют в ЦОД Azure в разных дата-центрах.

Не только стекло

Есть у Microsoft и ещё один проект — система хранения данных на базе ДНК. Это ещё более экзотический накопитель, который, впрочем, обладает просто феноменальной ёмкостью. Да и долговечность тоже хорошая — несколько сотен лет при условии отсутствия экстремальных факторов вроде высокой температуры, ударов и т. п. Тут, конечно, дело обстоит хуже, чем в случае кварцевого стекла, но долговечность обеспечить можно.

Основа этой технологии — капсулы из диоксида кремния. В них хранятся отдельные файлы. К каждой из капсул прикрепляются ДНК-метки, показывающие, что находится в файле. Размер капсулы — 6 микрометров. Пару лет назад, когда была представлена технология, разработчики научились хранить 20 файлов-капсул одновременно, это около 100 байт. Сейчас, вероятно, этот показатель увеличился.

Достоинством технологии является ещё и то, что к капсулам можно прикреплять метки, кодирующие ключевые слова для поиска файла. Это может быть название объекта, его признак (горячий, голубой или твёрдый) и т. п.

Накопители на базе ДНК планируется использовать в качестве системы хранения холодных данных — как и в случае со стеклом. Быстрой такая система быть не может, её основное преимущество — хранение огромных объёмов информации в очень небольшом объёме накопителя. К сожалению, информации о ДНК-накопителе от Microsoft не так много, но проект до сих пор актуален. Как и в случае с кварцевым стеклом, корпорация планирует протестировать систему сначала в своих ЦОДах, а затем уже пробовать привлекать партнёров.

В любом случае чем больше технологий разрабатывается, пусть и весьма фантастических, тем лучше, ведь что-то да и выстрелит в случае успешной работы учёных и инженеров.