据英媒3月30日报道，世界上大部分数字存储设备并非为长久保存而设计。硬盘和磁带几年内就会磨损，迫使人们不断复制数据，以防其消失。随着全球数据持续增长，这一问题愈发严峻，给那些从未为长期保存而设计的系统带来了更大压力。
如今，研究人员正在测试一种新想法：将数据存储在玻璃中。在最近的一次演示中，一块仅0.08英寸厚的硼硅酸盐玻璃薄板存储了近2太字节的信息，且能无差错地读取——这预示着未来数字记录的保存时间将远超现有存储方法。在这块约4.7英寸宽的玻璃板内，258个数据层紧密记录着信息。
基于这一多层玻璃板，微软研究院的一个团队描述了一个能自动写入、读取和解码存储数据的系统。这一成果不仅因为玻璃存储了大量数据而重要，更因为同一块玻璃能以可干净恢复的形式保存数据。这使得问题不再局限于玻璃是否能存储信息，而更多在于为何档案需要一种能长久保存的介质。
数字存储存在一个不为人知的问题：它无法长久保存。数据增长迅速，大约每几年就翻一番，而存储数据的硬件却可能在更短时间内失效。这意味着文件必须不断复制才能保存，耗费更多时间、能源和设备，即使无人访问也是如此。
玻璃提供了一种不同方法。数据一旦写入，无需电力或持续维护即可保持完整。对于长期档案而言，这种转变比原始存储容量更重要，关键在于系统随时间推移所需的维护量极少。
该系统并非通过烧灼或雕刻玻璃表面来存储数据，而是利用微小光脉冲在玻璃内部产生细微变化。每个脉冲都会略微改变玻璃对光的折射方式，留下一个微观标记来存储数据。这些脉冲——称为飞秒激光——速度极快，仅持续万亿分之一秒的几分之一，且一次只放置一个标记。由于数据存储在玻璃内部而非表面，因此更不易受到划痕或日常损伤的影响。
读取数据与存储数据同样重要。为此，研究人员用光照射玻璃，并用显微镜相机捕捉图案。每个微小标记——称为体素——代表三维空间中的一块数据。当这些标记紧密排列时，可能会略微模糊。此时，软件会介入解释图案、重建数据并纠正小错误。这一步至关重要，因为即使是最密集的存储系统，如果数据无法可靠读取，也会失败。
玻璃存储的最大优势之一是耐用性。这种材料能经受划痕、沸水和高热而不丢失存储的数据。正如一位研究人员所说，该系统能经受“善意忽视”，即无需精心维护即可持续工作。测试表明，数据在室温下可保存超过1万年，尽管现实中的风险如应力和腐蚀仍需考虑。即便如此，人们如何存储、处理和保护玻璃也决定了其长期保存能力。
与早期的高密度设置相比，微软的方法使用了实验室烧瓶中常用的耐热材料硼硅酸盐玻璃，且整体光学设计不那么复杂。多年前，南安普顿大学的彼得·卡赞斯基就已证明，玻璃中的激光标记可存储更密集的数据。“如果你想向未来发送信息，没有什么比将它们存储在玻璃中更好的了。”他说。他的观点体现了微软的权衡：与最纯净的玻璃熔融石英相比，硼硅酸盐玻璃的绝对密度较低，但使用路径更清晰。
即使是最耐用的存储设备，如果使用太慢也无济于事。写入数据必须实用，而不仅仅是可能。目前，该系统使用多个激光束同时写入数据，速度达到约每秒66兆比特。这仍慢于传统磁带，但设计可通过增加光束数量和提高并行处理能力来改进。最终，速度有助于决定耐用性，因为人们不太可能采用太慢的系统。
这不仅仅是一个实验室实验。该项目已存储了真实内容，包括电影《超人》和长期音乐档案。到目前为止，这些测试证明了该技术与真实世界数据（而非仅受控样本）的兼容性。不过，微软尚未宣布将该系统转化为商业产品的计划。
目前，玻璃存储处于中间地带——技术上有前景，但仍需明确进入日常使用的路径。未来的进展现在更多取决于玻璃存储能否以可负担的成本扩大规模，而非其是否可行。更高功率的激光、更多并行光束和改进的光学设备可提高吞吐量，而替代玻璃材料可能增加存储密度和效率。任何现实世界的系统还需要机器人技术、冗余设计和稳定处理，以便介质能在写入和读取之间安全移动。
这是更大的转变。微软所构建的不是消费者备份驱动器，而是一种耐用的档案介质，旨在将衰变、维护和数据丢失大大推迟到未来。玻璃已跨越了一个重大科学障碍，但档案系统只有在机构能够负担得起、可靠运行并长期信任它们时才有意义。
即使这永远不会成为商业产品，信息也很明确：数字记忆不必在磁盘上褪色或在磁带上降解。以正确形式，它可在玻璃中长久保存。该研究发表在《自然》杂志上。
（原文标题：Revolutionary new system developed by Microsoft can store data on glass for 10,000 years）
热门跟贴