Od tysięcy lat ludzie szukają sposobów przechowywania informacji. Od starożytnych rzeźb w kamieniu po średniowieczne zwoje pergaminowe – każda epoka borykała się z tym samym podstawowym problemem: zapewnieniem trwałości danych na nośniku. Obecnie zespół firmy Microsoft opracowuje nową metodę wykorzystującą laserowe grawerowanie szkła, która zapewnia ochronę archiwów cyfrowych przez potencjalnie dziesiątki tysięcy lat.
Problem z nowoczesnym magazynowaniem długoterminowym
Obecnie długoterminowe przechowywanie danych cyfrowych w dużej mierze opiera się na taśmach magnetycznych i dyskach twardych. Technologie te, choć skuteczne, są z natury ograniczone przez zużycie materiału. Dane muszą być wielokrotnie kopiowane do nowych formatów, aby uniknąć utraty, a jest to proces kosztowny, energochłonny i ostatecznie niezrównoważony dla prawdziwie długoterminowej konserwacji.
Jak działa grawerowanie laserowe na szkle
Podejście zespołu Microsoftu, opisane szczegółowo w czasopiśmie Nature, polega na rejestrowaniu danych w postaci mikroskopijnych deformacji, zwanych wokselami, wewnątrz kawałka szkła za pomocą lasera femtosekundowego. Te woksele, zasadniczo małe struktury 3D, są ułożone warstwami wewnątrz szklanego podłoża.
- Proces jest niezwykle wydajny: jeden impuls lasera tworzy każdy woksel.
- System wykorzystuje jednocześnie cztery wiązki laserowe, osiągając prędkość zapisu 65,9 miliona bitów na sekundę.
- Kawałek topionej krzemionki o powierzchni 12 centymetrów kwadratowych i głębokości 2 mm może pomieścić 4,84 terabajta danych – co odpowiada około 2 milionom drukowanych książek.
Naukowcy udoskonalili także technologię pod kątem zastosowania tańszego szkła borokrzemowego (Pyrex), dzięki czemu technologia ta jest bardziej skalowalna i przystępna cenowo.
Odczyt danych: automatyczne dekodowanie
Pozyskiwanie danych jest równie innowacyjne. Szkło jest skanowane pod zautomatyzowanym mikroskopem, który rejestruje obrazy każdej warstwy wokseli. System uczenia maszynowego przetwarza następnie te obrazy w celu dekodowania przechowywanych informacji. Cały proces – zapis, odczyt i dekodowanie – jest w pełni zautomatyzowany, co zapewnia niezawodne i nieskomplikowane działanie.
Trwałość i skalowalność
Eksperymenty pokazują, że odkształcenia laserowe są wyjątkowo stabilne, a ich szacowany czas życia wynosi ponad 10 000 lat w temperaturze pokojowej. Choć technologia ta nie jest przeznaczona dla konsumentów, jej potencjał dla dużych firm chmurowych i instytucji archiwalnych jest znaczny.
Szerszy obraz: wyzwanie wykraczające poza technologię
Pomimo przełomów technologicznych problemy pozostają. Kluczową kwestią nie jest samo przechowywanie danych, ale zapewnienie przyszłym pokoleniom dostępu do nich. Profesor Melissa Terrace z Uniwersytetu w Edynburgu wskazuje, że długoterminowa dostępność niezbędnej technologii dekodowania i instrukcji nie jest gwarantowana.
Ponadto skalowanie tej technologii będzie wymagało znacznych inwestycji, biorąc pod uwagę bieżące priorytety gospodarcze i polityczne, gdzie długoterminowa infrastruktura rzadko jest priorytetem nad krótkoterminowymi korzyściami.
Ostatecznie sukces przechowywania szkła zależy nie tylko od jego trwałości, ale także od naszej wspólnej chęci inwestowania w zachowanie informacji dla tych, którzy przyjdą po nas.
Ta innowacja zapewnia intrygujące spojrzenie na przyszłość, w której archiwa cyfrowe mogą naprawdę przetrwać tysiąclecia, ale uświadomienie sobie tej przyszłości wymaga szerszego zaangażowania w długoterminowe zarządzanie zasobami cyfrowymi.
