微软玻璃存储技术可保存数据超万年

面临长期数据存档成本和复杂性挑战的企业可能很快就有了新选择：一块玻璃。

周三发布的新研究表明，一块120毫米见方、仅2毫米厚的硼硅玻璃板可以在301层中存储4.8TB数据，加速老化测试显示数据在至少1万年内保持完整。

"玻璃是一种抗水、抗热、抗尘的永久数据存储材料，"微软研究人员在发表于《自然》科学技术期刊的论文中写道。"我们已经掌握了并行高速写入的科学原理，并开发了一种技术来对写入的玻璃进行加速老化测试，表明数据应该能在至少1万年内保持完整。"

该技术的早期版本需要熔融石英，这是一种只有少数制造商能生产的高纯度玻璃。新发现表明该系统在硼硅酸盐玻璃上同样有效，硼硅酸盐玻璃制造广泛且成本显著更低，使该技术向商业化迈进一步。

时机很关键。

根据论文引用的希捷研究，全球数据领域大约每三年翻一番，然而"大多数数字存档系统依赖的介质会降解"，远不能满足法律、金融和监管义务日益要求的数十年保存时间。

磁带是目前部署最广泛的存档介质，反映了这些限制。LTO-10线性磁带开放标准盒，作为当前的企业基准，可存储30TB到40TB原生数据，速度为400MB/s，但额定保质期仅为30年。它需要16°C到25°C的气候控制存储，大约每五到十年需要迁移一次。

分析师表示，这种运营开销才是磁带的真正成本，而不是介质本身。"存档系统很少因为磁带盒按计划化学降解而失效，"灰狗研究公司首席分析师桑奇特·维尔·戈吉亚说。"它们失效是因为兼容性窗口关闭、驱动器代际演进、固件支持停止以及机器人技术需要更新。"

加特纳首席分析师维什什·迪夫亚指出，磁带即服务模式已经将部分负担转移，将硬件生命周期管理转移给提供商，并提供明确的服务级别保证。

"LTO磁带仍然是企业冷存储的基准，"他说。"每TB的介质成本保持较低，生态系统成熟，企业在管理更新周期方面有数十年的运营经验。"

索尼的光盘存档系统——主要的光学替代方案，每盒5.5TB，额定保质期100年——已于2025年3月停产，市场上没有类似产品。

微软的玻璃存储项目Project Silica使用飞秒激光脉冲将数据编码为玻璃内部名为体素的三维结构，每束25.6兆比特/秒，每比特能耗10.1纳焦。

论文描述了两种编码方法。第一种方法是双折射体素，修改玻璃的偏振特性。团队将所需的激光脉冲减少到伪单脉冲技术——一个脉冲分裂以同时开始一个体素并完成另一个——实现更快的光束扫描。

第二种方法是相位体素，这是一项新发明，修改玻璃的相位特性，每个体素只需要一个脉冲。关键是，它在硼硅玻璃中有效，而双折射方法无效。"相位体素中更高级别的三维符间干扰可以通过机器学习分类模型得到缓解，"研究人员写道。

早期的Project Silica读取器需要三到四个摄像头来检索数据；更新的系统只需要一个，完成了研究人员所描述的第一个完全演示的端到端玻璃存档系统，从写入存储到检索。

长期性声明得到了团队开发的非破坏性光学方法的支持，该方法可以就地测量体素降解，结合应用于已写入硼硅玻璃样本的加速老化技术。"对硼硅玻璃中已写入体素的加速老化测试表明数据寿命超过1万年，"研究人员指出。

对于企业买家来说，仅靠长期性无法说服他们。

"现实的总拥有成本比较必须在多十年生命周期范围内建模，而不是采购周期，"戈吉亚说。"玻璃存储通过潜在消除迁移周期重新构建了经济曲线——减少劳动力、协调开销和运营中断。"然而，写入速度仍然明显慢于磁带，使玻璃更适合超冷、低摄入的存储环境。

合规性增加了另一个维度。编码为永久光学修改的数据无法被覆写，降低了勒索软件暴露。但"合规是系统属性，不是基底属性，"戈吉亚警告说。"企业仍必须确保加密密钥轮换、元数据索引和审计跟踪完整性。1万年的介质并不能消除展示治理纪律的义务。"

微软在一篇单独的博客文章中表示，Project Silica的研究阶段现已完成。"我们继续考虑从Project Silica中学到的经验教训，探索数字信息可持续长期保存的持续需求，"公司表示，但没有披露商业化路线图。

如果商业化，玻璃存储不太可能取代磁带。

"它更可能作为专业的超长期保存方案出现，而不是替代基于磁带的冷存储，"加特纳的迪夫亚说。"任何新介质都必须在全栈方程式上竞争——经济性、硬件、软件和运营模式——而不仅仅是介质寿命。"

Q&A

Q1：微软的玻璃存储技术Project Silica是如何工作的？

A：Project Silica使用飞秒激光脉冲将数据编码为玻璃内部名为体素的三维结构。一块120毫米见方、2毫米厚的硼硅玻璃板可以在301层中存储4.8TB数据，写入速度为每束25.6兆比特/秒。

Q2：玻璃存储相比传统磁带存储有什么优势？

A：玻璃存储的主要优势是极长的保存期限，数据可保存至少1万年，而LTO-10磁带只有30年。玻璃抗水、抗热、抗尘，不需要气候控制存储，也无需定期迁移，能大大降低运营成本。

Q3：微软的玻璃存储技术什么时候能商业化？

A：微软表示Project Silica的研究阶段已完成，但没有披露具体的商业化路线图。分析师认为即使商业化，玻璃存储也不会完全取代磁带，更可能作为专业的超长期保存方案出现。