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(chǔ)，大家可能第一時(shí)間都會(huì)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(chǔ)其實(shí)一個(gè)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(chǔ)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?yàn)槊?TB 成本低廉仍被廣泛用于冷存儲(chǔ)的磁帶，保存十年后也要維護(hù)遷移。

那么有沒有更好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jì)劃的新進(jìn)展，他們通過用激光在石英玻璃內(nèi)部的「雕刻」，實(shí)現(xiàn)了在一塊杯墊大小的玻璃中存儲(chǔ) 7TB 的數(shù)據(jù)，可以完整保存長(zhǎng)達(dá) 1 萬年。

更重要的是，我們不需要去精心地維護(hù)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(shí)的基礎(chǔ)。就像是《三體》中，為了實(shí)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(huì)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(shí)

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

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(chǔ)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(chǔ)技術(shù)，并將之應(yīng)用在旗下的全球第二大云計(jì)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(chǔ)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(dú)一無二的，但就問題本身而言，大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求非常普遍。一旦玻璃存儲(chǔ)技術(shù)被證明是經(jīng)濟(jì)、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(gè)文件的三個(gè)備份存檔存儲(chǔ)在世界上的不同地方（異地備份），都會(huì)考慮到如地震和颶風(fēng)/臺(tái)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(chǔ)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(chǔ)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(cuò)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(zhǎng)時(shí)間再遷移，但相應(yīng)的維護(hù)成本也會(huì)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(chǔ)技術(shù)真的成為大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的未來嗎？

四年后「玻璃硬盤」更大更保真了

微軟的玻璃存儲(chǔ)技術(shù)，簡(jiǎn)單來說其實(shí)就是一種通過激光將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在石英玻璃中的技術(shù)。更具體地說，飛秒級(jí)（1000 萬億分之一秒）激光會(huì)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(gè)過程其實(shí)就是數(shù)據(jù)被編碼到玻璃。

原理其實(shí)與藍(lán)光光盤并無二致，區(qū)別是光刻在內(nèi)部，同時(shí)因?yàn)楣饪坛叽邕_(dá)到了納米級(jí)，由此可以實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

到今天，微軟已經(jīng)將一塊石英玻璃能夠存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)大小從 75.6GB 提高到了 7TB，同時(shí)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(chǔ)介質(zhì)，石英玻璃本身的硬度可以達(dá)到莫氏 7 級(jí)，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(diǎn)。

作為存儲(chǔ)介質(zhì)，這也讓數(shù)據(jù)存儲(chǔ)變得更加安全，微軟研究團(tuán)隊(duì)也對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的玻璃進(jìn)行了各種暴力測(cè)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(shí)，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(hù)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(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。另外，物理編碼的方式也決定了數(shù)據(jù)一旦儲(chǔ)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(chǔ)技術(shù)更多是定位于冷存儲(chǔ)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(shí)，計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人會(huì)自動(dòng)定位和檢索對(duì)應(yīng)的玻璃，快速采集偏振光透過玻璃時(shí)產(chǎn)生的圖像和模式，再由 Azure AI 解碼成計(jì)算機(jī)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(bào)的一篇報(bào)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(chǔ)成為「全球 Azure 數(shù)據(jù)中心的支柱」，仍然還有一段很長(zhǎng)的路要走。

保存數(shù)據(jù)，也是保存文明

計(jì)算機(jī)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(shí)曾表達(dá)過對(duì)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(jìn)入一個(gè)「數(shù)字黑暗時(shí)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(guó)》，能夠計(jì)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(zhǎng)河之中。

如果不是有一個(gè)個(gè)人動(dòng)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(shí)早就毀于火災(zāi)、水害、地震、戰(zhàn)爭(zhēng)、殉葬和蟲蛀。

2019 年，《紐約時(shí)報(bào)》在一篇報(bào)道中揭露了好萊塢的一場(chǎng)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(xiǎn)投資集團(tuán) 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。