微軟Project Silica技術回顧顯示，該項目代表了連接當前存儲限制和未來歸檔需求之間最有前景的解決方案。

Project Silica是微軟開發(fā)的機器人歸檔庫系統(tǒng)，使用激光寫入的高容量玻璃片，采用多層、多級數(shù)據(jù)編碼方案。

微軟高級技術顧問Mahabir Bisht在9月份寫道："微軟的Project Silica代表了歸檔存儲技術的范式轉變，利用飛秒激光刻寫石英玻璃，能夠存儲數(shù)千年的數(shù)據(jù)，同時在密度和環(huán)境可持續(xù)性方面優(yōu)于現(xiàn)有的磁性和光學存儲解決方案。"

歸檔數(shù)據(jù)存儲的替代方案包括硬盤驅動器、磁帶、傳統(tǒng)光驅以及全息和先進光學技術。

Bisht認為硬盤存在問題："現(xiàn)代硬盤面臨著限制其歸檔實用性的根本物理限制。"他也批評磁帶："雖然磁帶存儲技術已經(jīng)顯著發(fā)展，但面臨幾個根本性挑戰(zhàn)。"這些挑戰(zhàn)包括緩慢的順序訪問速度、僅追加架構、介質(zhì)降解，以及帶有復雜機器人系統(tǒng)的磁帶庫需要維護開銷。

DVD-藍光系列的光盤"面臨長期歸檔的固有限制"，包括化學降解、格式過時和容量限制。

全息和先進光學技術"面臨實際挑戰(zhàn)"，這些挑戰(zhàn)是材料科學限制、系統(tǒng)復雜性，以及高容量潛力的讀寫速度緩慢。

這使我們談到Project Silica，這是一個使用先進機器人技術和高容量先進光學技術玻璃片的復雜庫系統(tǒng)。

成本是一個問題，主要是飛秒激光器，它"在大約100飛秒（10^-13秒）的脈沖持續(xù)時間下運行，每平方厘米產(chǎn)生超過太瓦的峰值功率。這種極端強度使非線性光學相互作用能夠在玻璃矩陣內(nèi)產(chǎn)生局部等離子體形成，而不影響周圍材料。"

Bisht說："目前的飛秒激光系統(tǒng)成本數(shù)十萬美元"，并且"需要復雜的維護和校準"。

記錄方法涉及多層三維體素結構和多維編碼，提供非常高的容量："一片DVD大小、兩毫米厚的玻璃片能夠存儲超過七太字節(jié)的數(shù)據(jù)...考慮到完整厚度利用時，這相當于每平方英寸約1.75太字節(jié)，代表了對傳統(tǒng)光學介質(zhì)的重大進步。"

讀取數(shù)據(jù)也需要先進技術："Project Silica的讀取過程涉及復雜的光學顯微鏡結合機器學習算法。"

寫入性能較慢："由于飛秒激光定位和脈沖傳輸所需的精度，當前的寫入過程本質(zhì)上比傳統(tǒng)存儲慢。寫入速度以兆比特每秒計算，使該技術適用于寫一次、讀多次（WORM）應用。"

Bisht指出："緩慢的寫入速度使Project Silica不適用于需要頻繁數(shù)據(jù)更新或高吞吐量寫入的應用。"

讀取性能也不是很好："讀取涉及光學顯微鏡掃描，提供可預測但有限的吞吐量。光學讀取和AI處理的并行特性為性能優(yōu)化提供了潛力。"

但是，與磁帶不同，Project Silica確實提供隨機而不是順序訪問，這本質(zhì)上更快。

玻璃介質(zhì)"可能在不降解的情況下持續(xù)數(shù)千年"，且與磁帶不同，不需要受控環(huán)境。

玻璃介質(zhì)"可能在不降解的情況下持續(xù)數(shù)千年"，且與磁帶不同，不需要受控環(huán)境。

Project Silica具有"高初始成本...主要由飛秒激光系統(tǒng)和精密光學設備驅動"。隨著制造規(guī)模和技術成熟度的提高，這些成本應該會隨著時間的推移而降低。它減少了持續(xù)的電力需求，不像傳統(tǒng)歸檔系統(tǒng)，不需要定期介質(zhì)遷移，因此隨著時間的推移，其成本應該低于傳統(tǒng)歸檔系統(tǒng)。

他認為Project Silica很好地適合文化遺產(chǎn)保護、科學數(shù)據(jù)歸檔、法律數(shù)據(jù)保留的監(jiān)管合規(guī)以及災難恢復等需求。

總體而言，Bisht認為："作為一項新興技術，Project Silica需要進一步發(fā)展以實現(xiàn)商業(yè)部署、標準化和生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展。"同時："高資本需求可能將采用限制在超長期存儲證明投資合理的應用中。"

未來發(fā)展將包括激光系統(tǒng)成本降低、更快的讀取系統(tǒng)、與現(xiàn)有歸檔管理軟件集成、綜合元數(shù)據(jù)系統(tǒng)、行業(yè)標準化以及供應鏈發(fā)展。

Bisht預見：

近期發(fā)展（2025-2027）增加容量和速度，

中期創(chuàng)新（2027-2030）改進編碼（全息？）并擁有更集成的系統(tǒng)，如基于云的玻璃存儲服務，

長期愿景（2030+）將容量擴展到每個玻璃單元多個PB，超快數(shù)據(jù)訪問和自組織存儲。

潛在的Project Silica采用時間線：

2025-2027：專門應用的試點部署 - 政府國家檔案和情報機構、大規(guī)?？茖W研究數(shù)據(jù)保存、娛樂業(yè)母版存儲，

2027-2030：企業(yè)歸檔的商業(yè)可用性

2030-2035：在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中廣泛采用

2035+：消費者應用和普遍部署

Bisht總結："被動存儲的環(huán)境效益，結合超長壽命和高密度，為需要擴展數(shù)據(jù)保留的應用提供了引人注目的總擁有成本優(yōu)勢。隨著我們每年將生成大量175澤字節(jié)的數(shù)據(jù)，對可持續(xù)、長期存儲解決方案的需求變得越來越關鍵。"

但是："雖然當前在寫入性能和初始成本方面的限制帶來了近期挑戰(zhàn)，但該技術的發(fā)展軌跡表明在解決日益增長的全球歸檔存儲需求方面具有巨大潛力。"

并且："隨著技術的持續(xù)發(fā)展和成本的降低，它代表了連接當前存儲限制和未來歸檔需求之間最有前景的解決方案。"

評論

Project Silica已經(jīng)是一個由微軟資助、持續(xù)8年的科學、光學工程和機器人技術研究項目。任何商業(yè)回報都不會在2027-2030年期間之前發(fā)生，微軟可能通過提供使用該技術的Azure云數(shù)據(jù)歸檔服務成為該技術的潛在消費者。飛秒激光器必要的成本降低不在微軟的控制范圍內(nèi)。讀取速度的必要增加可以通過并行化來幫助，但寫入速度加速似乎更困難。

生態(tài)系統(tǒng)和供應鏈發(fā)展可以通過微軟與現(xiàn)有機器人磁帶庫系統(tǒng)供應商（如Quantum或Spectralogic）的合作來協(xié)助。

總體而言，Project Silica似乎正處于其基礎研發(fā)階段的末期，準備進入后原型、初始試點生產(chǎn)。它可能面臨來自Cerabyte等公司的競爭，這肯定會影響微軟繼續(xù)商業(yè)化的決定。

Q&A

Q1：Project Silica是什么技術？它有什么特點？

A：Project Silica是微軟開發(fā)的玻璃存儲技術，使用飛秒激光在石英玻璃上刻寫數(shù)據(jù)，采用多層、多級編碼方案。其特點是能夠存儲數(shù)千年而不降解，密度極高，一片DVD大小的玻璃片可存儲超過7TB數(shù)據(jù)，且不需要受控環(huán)境。

Q2：Project Silica什么時候能商用？成本如何？

A：預計2027-2030年期間開始商業(yè)部署，2030-2035年在數(shù)據(jù)中心環(huán)境廣泛采用。目前主要成本來自飛秒激光系統(tǒng)（數(shù)十萬美元），隨著制造規(guī)模擴大和技術成熟，成本將逐步降低。雖然初始投入高，但長期運營成本較低。

Q3：Project Silica有什么限制？適用于哪些場景？

A：主要限制是寫入速度慢（以兆比特每秒計算）和初始成本高，更適合寫一次讀多次的應用。最適合文化遺產(chǎn)保護、科學數(shù)據(jù)歸檔、法律合規(guī)數(shù)據(jù)保留和災難恢復等需要超長期存儲的場景，不適合頻繁更新數(shù)據(jù)的應用。