75,6 GB dat na kousku skla. Kredit: Jonathan Banks for Microsoft.

Společnosti Microsoft a Warner Bros spojily síly, aby polapili legendárního superhrdinu a uvěznili ho na tisíc let do skla. I když to na první pohled nevypadá, nejde o zápletku nového supermanského příběhu, Je to součást Projektu Silica, který se věnuje testování revoluční technologie pro ukládání dat.

Vlevo Superman na klasickém filmu, vpravo na křemenném sklu. Kredit: John Brecher for Microsoft.

Odborníci těchto společností dokázali nacpat dnes již klasický snímek Superman z roku 1978 na plátek křemenného skla velikosti pivního tácku a film pak rovněž ze skla načetli. Takové médium by mělo vydržet celá staletí, pokud ho někdo pečlivě nerozbije. Zmíněné křemenné sklo, která má rozměry 75 krát 75 milimetrů a tloušťku 2 milimetry může bezpečně a s dostatečnou rezervou pojmout 75,6 GB dat.

Tenhle kousek skla je nesmírně odolný. Jeho tvůrci díky sérii násilnických experimentů zjistili, že je možné ho zaplavit vodou, smažit ho mikrovlnami, demagnetizovat ho, vařit ho ve vodě, drhnout drátěnkou anebo péct v troubě při teplotě 260 °C. Po všech těchto zákrocích zůstala data na křemenném skle čitelná.

Čtení dat z křemenného skla se provádí pomocí počítačem řízeného mikroskopu. Kredit: Jonathan Banks for Microsoft.

Vysoká odolnost skla se Supermanem ukazuje, že úložiště dat s takovým médiem by mělo vydržet rozmanité katastrofy, včetně požárů, záplav, zemětřesení, výpadků proudu anebo působení magnetického pole. Oproti soudobým datacentrům by takové úložiště zabralo při stejném objemu uložených dat mnohem méně prostoru, a také by spotřebovalo mnohem méně energie. Dnešní datacentra obvykle chladí jako o život, což v případě dat na křemenných sklech není nutné.

Nejvíce nápadné je, že data na křemenné sklu vydrží věčně. Nebo alespoň tisíc let. Média založená na magnetickém ukládání dat mohou být nečitelná již za desetiletí, i když jsou uložená v ideálních podmínkách. Mnohé firmy kvůli tomu preventivně přehrávají svá data ze starých médií na nové každých pár let. To bývá časově náročné a hlavně dost drahé. Právě takové zákazníky by měl oslovit Projekt Silika, který necílí na běžné zákazníky, ale na společnosti, které potřebují spolehlivě uložit veliká množství dat.

Test odolnosti v konvici s vroucí vodou. Kredit: Jonathan Banks for Microsoft.

Takovým zákazníkem je i Warner Bros. Potřebují archivovat asi tak století vyrobených filmů, televizních vysílání, krátkých animovaných filmů, rozhlasových pořadů a dalších médií. Díky Supermanovi teď ve Warner Bros vědí, že technologie Microsoftu na ukládání dat do křemenného skla funguje.

Data se zapisují do skla femtosekundovým infračerveným laserem. Ten kóduje data v nanoměřítku, pomocí 3D pixelů zvaných voxely. Každý voxel má přitom tvar obrácené kapky a může být různé velikosti a orientace, což vyjadřuje kódovaný zápis dat. Do plátku křemenného skla o tloušťce 2 mm může být laserem vypáleno více než 100 vrstev těchto voxelů. Ke čtení dat se používá mikroskop řízený počítačem. Přečtená data pak do původní podoby rychle dekóduje umělá inteligence. Křemenné sklo by se teď společně s dalšími slibnými médii, jako je DNA nebo další organické molekuly, mohlo stát úložištěm velkých objemů dat dohledné budoucnosti.

Video:  Project Silica - Storing Data in Glass


Literatura
Microsoft Innovation Stories 4. 11. 2019.