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寿命上万年的“数字方舟”,微软推玻璃三维存储技术

2026-02-28 19:07:57 来源:存储观察

中国存储网消息,近日微软研究院在《自然》杂志上发表的最新成果——一种代号“Project Silica”的玻璃三维光学存储技术,可在一块12厘米宽、2毫米厚的方形玻璃中,存储4.8TB数据,相当于约200万本印刷书籍的数据量。

这项技术的核心突破在于其介质的革命性选择与写入方式的创新。微软团队利用高能飞秒激光,在一块仅12厘米宽、2毫米厚的方形硅酸硼玻璃内部,刻写出纳米级的三维体素结构。通过改变玻璃局部的折射率与偏振特性,数据被永久编码其中。配合先进的机器学习算法与智能纠错系统,该技术成功实现了高达1.59Gbit/mm3的数据密度。

“Project Silica”最特别之处,在于其近乎永恒的耐久性。基于无机硅酸盐材料的物理稳定性,这种玻璃存储介质具有极佳的热稳定性、化学稳定性,且防潮、耐温变、抗电磁干扰。经加速老化测试验证,即便在290℃的高温环境下,数据仍能稳定保存超过一万年;而在室温条件下,其保存时间更是可能长达数十万甚至数百万年。

寿命上万年的“数字方舟”,微软推玻璃三维存储技术

英国微软剑桥研究院的科学家Richard Black指出:“玻璃的优点在于一旦写入就不会改变,设备的存储也无需控制温度或进行其他维护。”这与传统磁性介质大约10年就会因消磁而老化的特性形成了鲜明对比,彻底解决了长期存档中数据丢失的痛点。

如今,全球数据量每三年翻一番,海量承载着个人记忆、商业机密与法律凭证的数字资产,亟需一种能跨越世纪甚至千年的保存方案。然而,现有的存储介质却显得脆弱不堪:机械硬盘能耗高且寿命有限,固态硬盘依赖稀缺晶圆且长期可靠性存疑,磁带库虽成本低廉但读写效率低下。更致命的是,这些介质往往在几年内就会老化,迫使机构不得不耗费巨资定期进行数据迁移。

而这一玻璃三维光学存储的出现,具有重要意义。受AI算力爆发式需求推动,DRAM与NAND闪存价格飙升,企业级SSD同比涨幅超60%,供应链紧张态势预计将持续至2028年。数据中心与机构用户苦于不断攀升的运维成本,急需新的破局之道。

寿命上万年的“数字方舟”,微软推玻璃三维存储技术

“Project Silica”虽然目前写入速度约为8.25MB/s,单块玻璃完全写入需超150小时,1看似效率不高,但这恰恰使其成为了“冷数据”存储的完美候选者。对于档案馆、图书馆、金融机构及云服务商而言,那些无需频繁改写但需永久保存的海量数据,正是该技术的最佳应用场景。

麻省理工学院生物工程师Mark Bathe表示,这种玻璃基替代方案“原则上可以作为关键数据备份的近乎永久性归档存储”。它特别适合保存科学数据、文化遗产记录、自然灾害资料等需要跨越数十年甚至数百年的珍贵信息。

微软目前正与合作者打造一块用于存储地球生命关键信息的玻璃盘,试图为人类文明留下一份不可磨灭的数字底稿。Black也强调,由于此类数据存储后的维护成本极低,它非常适合保存那些在资助结束后通常无预算维护的研究产出记录。

不过,从实验室走向大规模普及,“Project Silica”仍面临严峻挑战。高精度激光读写设备成本极高,专用玻璃与光学组件依赖定制,导致整套系统部署成本可达千万元级别,令中小企业望而却步。此外,产业链尚未成熟,玻璃介质不可重写的特性也限制了其在日常信息存储中的应用。

项目历程:

Project Silica曾在Microsoft Ignite 2017年关于未来存储技术的主题演讲中亮相。

Project Silica是更广泛的云系统未来研究领域的一部分,该领域探索云基础设施在光学与计算机科学交汇处的未来。

2019年11月,Microsoft首席执行官Satya Nadella宣布Project Silica与华纳兄弟合作,这是该技术的早期概念验证演示。