Что уцелеет от цифрового наследия человечества спустя тысячелетия? Сегодня основная масса информации хранится не на бумаге, а на жестких дисках, ресурс которых ограничен несколькими десятилетиями. Однако, согласно исследованию, опубликованному корпорацией Microsoft, решение может быть найдено в использовании стекла. Технология лазерной записи на стеклянные пластины потенциально способна обеспечить сохранность данных на срок свыше 10 000 лет
Проект Microsoft Silica, стартовавший в 2019 году, развивает идею, знакомую по первым фотографическим пластинам. Инженеры кодируют информацию в кварцевом стекле — материале, устойчивом к перепадам температуры, влажности и воздействию магнитных полей. Эти факторы являются серьезной проблемой для современных дата-центров, где жесткие диски быстро изнашиваются, а магнитная лента требует обновления каждые несколько лет. В журнале Nature команда исследователей Microsoft сообщила, что их метод, основанный на кремнии, впервые доказал свою эффективность в процессах записи, чтения и расшифровки данных. Тем не менее, независимые эксперты отмечают, что технология пока далека от коммерческого использования и сталкивается с рядом препятствий.
Принцип действия: как луч лазера «печатает» внутри стекла
Процесс выглядит следующим образом: цифровые данные преобразуются в набор координат для так называемых вокселей — объемных аналогов пикселей. Сверхмощный лазер выжигает эти микроскопические точки внутри квадратной стеклянной заготовки размером с обычный компакт-диск. «Запись идет слоями, начиная с нижнего и продвигаясь вверх, чтобы заполнить всю толщу материала», — описывают технологию авторы.
Чтобы извлечь записанное, необходим специальный микроскоп, который распознает структуру слоев, и алгоритмы искусственного интеллекта, преобразующие изображение обратно в данные. Ученые подсчитали, что стекло выдержит нагрев до 290°C в течение 10 000 лет, что позволяет предположить практически вечное хранение при комнатной температуре. Правда, в ходе экспериментов не проверялась устойчивость носителя к таким воздействиям, как удар или химическая эрозия.
Преимущества и перспективы
Главные плюсы новой технологии — энергоэффективность (стеклу не нужен климат-контроль) и безопасность. Физически изменить или взломать данные на таком носителе крайне сложно. Это особенно актуально на фоне того, что объем мировой информации удваивается каждые три года.
По оценке специалистов Шаньдунского университета (не участвовавших в проекте), одна стеклянная пластина способна вместить около двух миллионов книг или пять тысяч фильмов в формате 4K. В своем комментарии для Nature китайские ученые назвали разработку Microsoft важным шагом вперед, сравнив ее значение с появлением письменности на костях, пергаменте или первых жестких дисках.
Впрочем, до массового внедрения предстоит решить серьезные задачи: увеличить скорость записи, наладить промышленный выпуск пластин и создать удобные интерфейсы для чтения данных. Несмотря на это, эксперты полны оптимизма: «Когда-нибудь небольшой кусочек стекла сможет пронести сквозь века факел человеческой культуры и знаний».