微軟「玻璃硬盤」，來了！

來源：雷科技互聯(lián)網(wǎng)組?|?編輯：冬日果醬?|?排版：LA

一說到存儲，大家可能第一時間都會想到硬盤，又或者 U 盤。至于 CD 和磁帶，一部分 2000 年以后出生的新新人類或許都沒有具體的概念了。

但存儲其實一個非常大的概念。從人類早期的結(jié)繩記事到文字的誕生，從紙張的使用再到磁帶、CD 乃至硬盤的發(fā)明，甚至可以說人類文明的發(fā)展史，就是建立在存儲技術(shù)的演化上。

然而，書籍容易腐爛，照片終將褪色，硬盤的壽命不過數(shù)年，每隔幾年就要將大量的數(shù)據(jù)遷移到新硬盤，就算是因為每 TB 成本低廉仍被廣泛用于冷存儲的磁帶，保存十年后也要維護遷移。

那么有沒有更好的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和介質(zhì)呢？

在微軟官方最新發(fā)布的一段視頻中，微軟宣布了 Project Silica 計劃的新進展，他們通過用激光在石英玻璃內(nèi)部的「雕刻」，實現(xiàn)了在一塊杯墊大小的玻璃中存儲 7TB 的數(shù)據(jù)，可以完整保存長達 1 萬年。

更重要的是，我們不需要去精心地維護和更換，這也為大規(guī)模采用這種「玻璃硬盤」保存珍貴的數(shù)據(jù)，提供了現(xiàn)實的基礎(chǔ)。就像是《三體》中，為了實現(xiàn)把地球文明「保存」1 億年的目標(biāo)，作為地球文明博物館委員會主席的羅輯，最終拍板決定把地球文明「刻在石頭上」。

「玻璃硬盤」，從概念到現(xiàn)實

其實早在四年前，微軟就第一次將玻璃存儲的概念變?yōu)楝F(xiàn)實。

2019 年，微軟 CEO 薩提亞·納德拉宣布，微軟與華納兄弟公司首次將電影《超人》存儲在了一塊 75×75×2 毫米的石英玻璃中。

保存《超人》的那塊玻璃，圖/微軟

微軟和華納兄弟可以說是一拍即合。微軟希望面向數(shù)據(jù)持續(xù)膨脹的未來，找到下一代的存儲技術(shù)，并將之應(yīng)用在旗下的全球第二大云計算業(yè)務(wù) Azure 中；華納兄弟則是一直在尋找一種能夠持續(xù)保存數(shù)百年的存儲技術(shù)，而且能夠抵御洪水、高溫以及各種自然災(zāi)害。

在一份新聞稿中，華納兄弟首席技術(shù)官 Vicky Colf 表示：「我們擁有大型的娛樂媒體數(shù)據(jù)庫，這一挑戰(zhàn)在規(guī)模上是獨一無二的，但就問題本身而言，大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲的需求非常普遍。一旦玻璃存儲技術(shù)被證明是經(jīng)濟、高效且可推廣的，這將讓我們和各行各業(yè)中，任何想保存和歸檔內(nèi)容的人都受益。」

在此之前，華納兄弟的做法是把每個文件的三個備份存檔存儲在世界上的不同地方（異地備份），都會考慮到如地震和颶風(fēng)/臺風(fēng)等自然災(zāi)害的發(fā)生。

但由于數(shù)據(jù)格式的更迭和存儲介質(zhì)的損耗，華納兄弟還是要每隔幾年就遷移數(shù)據(jù)和更換新的存儲介質(zhì)，現(xiàn)代硬盤就基本需要三年一遷移（微軟是五年一遷移），頻繁遷移帶來的成本不說，一旦流程出錯也可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)永久損壞或者丟失。

保存在恒溫、控制濕度的專用冷藏庫的膠片可以保存更長時間再遷移，但相應(yīng)的維護成本也會更高，就算是華納兄弟這種電影巨頭也建不了多少。

問題是，玻璃存儲技術(shù)真的成為大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲的未來嗎？

四年后「玻璃硬盤」更大更保真了

微軟的玻璃存儲技術(shù)，簡單來說其實就是一種通過激光將數(shù)據(jù)存儲在石英玻璃中的技術(shù)。更具體地說，飛秒級（1000 萬億分之一秒）激光會在石英玻璃內(nèi)部創(chuàng)建不同深度和角度的三維納米光柵和變形，整個過程其實就是數(shù)據(jù)被編碼到玻璃。

原理其實與藍光光盤并無二致，區(qū)別是光刻在內(nèi)部，同時因為光刻尺寸達到了納米級，由此可以實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲。

到今天，微軟已經(jīng)將一塊石英玻璃能夠存儲的數(shù)據(jù)大小從 75.6GB 提高到了 7TB，同時也更加保真，內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)可以讓數(shù)據(jù)完整保存 1 萬年之久。

而且不同于普通玻璃和其他存儲介質(zhì)，石英玻璃本身的硬度可以達到莫氏 7 級，具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐熱震性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能良好等等優(yōu)點。

作為存儲介質(zhì)，這也讓數(shù)據(jù)存儲變得更加安全，微軟研究團隊也對存儲數(shù)據(jù)的玻璃進行了各種暴力測試，包括微波加熱、煮沸、鋼絲球刮刷，以及在 260 度的烤箱中烘烤，當(dāng)他們讀取數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)仍然可以正常讀取。

換言之，「玻璃硬盤」不需要控制溫度和濕度，也不需要在維護設(shè)備和系統(tǒng)上投入太多的成本，甚至不用定期地通電遷移，就能實現(xiàn)長久的大數(shù)據(jù)存儲。另外，物理編碼的方式也決定了數(shù)據(jù)一旦儲存，內(nèi)容完全不可修改，適合安全、永久地封裝各種珍貴資料，留給后世。

另一方面，雖然目前玻璃存儲技術(shù)更多是定位于冷存儲系統(tǒng)，不需要頻繁的存取，但也有更快的讀取速度。

當(dāng)需要讀取數(shù)據(jù)時，計算機控制的機器人會自動定位和檢索對應(yīng)的玻璃，快速采集偏振光透過玻璃時產(chǎn)生的圖像和模式，再由 Azure AI 解碼成計算機可讀的標(biāo)準(zhǔn)格式。微軟沒有透露具體的讀取速度，但解放軍報的一篇報道至少指出，「玻璃硬盤」要比磁盤和光盤都要快。

不過微軟也明確表示，要讓玻璃存儲成為「全球 Azure 數(shù)據(jù)中心的支柱」，仍然還有一段很長的路要走。

保存數(shù)據(jù)，也是保存文明

計算機科學(xué)家、互聯(lián)網(wǎng)先驅(qū) Vint Cerf（溫特·瑟夫）在接受 BBC 采訪時曾表達過對未來的擔(dān)憂，他認(rèn)為由于軟件和硬件的淘汰，人類保存在互聯(lián)網(wǎng)上的一切信息可能丟失，人類可能進入一個「數(shù)字黑暗時代」。

這不是一種杞人憂天。

今天的人類可以讀到兩千多年前的《道德經(jīng)》和《理想國》，能夠計算古代一座城市創(chuàng)造的 GDP，欣賞無數(shù)先人創(chuàng)造的藝術(shù)瑰寶。但這些思想、信息和藝術(shù)的傳承從來不是必然的，先秦諸子以及大量曾經(jīng)或名聲赫赫或默默無聞的書籍、書畫和思想都丟失在了歷史長河之中。

如果不是有一個個人動手去抄寫/印刷（這也是一種數(shù)據(jù)遷移）和保存，無數(shù)我們珍惜的知識早就毀于火災(zāi)、水害、地震、戰(zhàn)爭、殉葬和蟲蛀。

2019 年，《紐約時報》在一篇報道中揭露了好萊塢的一場倉庫大火摧毀了 Nirvana、R.E.M.、JOHN Coltrane、Joni Mitchell 和 Aretha Franklin 等藝術(shù)家的數(shù)十盤母帶。

去年，就在全球最大種子庫的附近，風(fēng)險投資集團 Elire Group 和微軟合作建立全球音樂庫，為未來保留我們的文化，以防萬一世界末日到來或人類失去記憶，他們希望這些數(shù)據(jù)至少數(shù)千年，乃至萬年。