10分时间单位,IDC给了硬盘制造了一道大难题,让它们无法跟上数据洪流。到了2028年,全球数据量就会飙到394 ZB,这个数字能把整个地球都给“敷”上一层数字的外皮。磁带、SSD还有云盘这些常见的储存方式都有一个毛病,寿命短得很。磁带30年就把数据给弄丢了,SSD过了十年电荷就飘走了,云盘搞不好一夜之间就宕机了。为了找个更可靠的地方存数据,科学家们看上了玻璃。玻璃天生能防水防火防电磁,在500℃高温里烤一烤数据也能读出来。以前没把玻璃当存储用,主要是因为数据密度太低、写入太慢还有耗电太多。微软研究院就想了个办法:用飞秒激光把数据给“刻”进玻璃里。这种激光的脉冲特别短,只有千万亿分之一秒,能量也特别集中,能把玻璃点成不一样的光学状态。他们把激光聚焦到玻璃内部去烧一个点,烧出的那个点只有0.5微米×6微米×6微米那么大,就像给硬盘刻像素一样。微软团队就设计了两种不同的体素来解决写入速度慢的问题:一种叫相位体素,让玻璃各个方向的折射率都变高;另一种叫双折射体素,折射率随方向变来变去,密度更高。这两种体素都是一个脉冲就能完成编码,只要激光扫一遍就写完了一块玻璃。这种方法写入速度只取决于激光器本身。 玻璃的储存密度挺高的,每立方毫米能存1.59 Gb的数据。如果拿一块12平方厘米、2毫米厚的玻璃片叠上300层,总容量能达到4.84 TB。这差不多能存200万本印刷书或者5000部4K电影了。而且它寿命长得吓人:在290℃的高温下能读上一万年以上;在常温下基本就是“无限期”保存;甚至在500℃高温反复循环后数据都不会丢。写完了数据之后再用自动显微镜扫一遍。 机器学习模型会把那些杂七杂八的噪音给去掉,再把相邻体素之间的干扰给校正过来,最后出错率比商用硬盘还低。 研究团队说清楚了这不是日常用的SSD替代品,而是用来归档的工具。最适合用的地方就是国家图书馆、博物馆还有气象台这种需要存好几百甚至几千年数据的地方;还有云冷存储也可以把不常改的“冷数据”封进玻璃里;另外在太空探测器或者深海钻探设备里放一块玻璃芯片也不错。 这个技术也有瓶颈要突破:现在的写入速度只有66 Mb/s;填满那块4.84 TB的玻璃要150小时;飞秒激光器本身很贵;不同团队走的路线不一样读写器还不兼容。 SPhotonix公司用他们的5D玻璃存储技术把360 TB压进了5英寸大的圆盘里;NASA也把玻璃存储列进了深空探测候选方案;微软则在攻关企业级友好材料和高速写入算法。 大家普遍觉得以后的存储体系会是SSD加上玻璃再加上磁带和纸带的金字塔形状:短期会让激光器成本减半、写入速度翻倍;中期让单块玻璃做到1 PB、读写设备缩到像个机架那么大;长期还能做出生物兼容的玻璃来存医学影像和基因测序数据。 当硬盘都要退役的时候,玻璃里的这些数据就能跟人类文明一起一直活下去——这可能就是“永久保存”最硬核的答案吧。