Microsoft lưu trữ thành công 4,84 TB dữ liệu trên tấm kính, tuổi thọ thiết kế 10.000 năm
Các nhà nghiên cứu thuộc Microsoft Research Cambridge vừa công bố công nghệ Project Silica, cho phép lưu trữ 4,84 terabyte dữ liệu trên một tấm kính dày 2 mm. Giải pháp này khắc phục triệt để rủi ro phân rã dữ liệu vật lý tại các trung tâm máy chủ, bảo đảm tính toàn vẹn của thông tin trong 10.000 năm mà không tiêu thụ điện năng duy trì.
Ứng dụng công nghệ khắc laser đa lớp và hiệu suất 65,9 Mbps
Báo cáo chi tiết trên tạp chí khoa học Nature chỉ ra quy trình mã hóa sử dụng tia laser femtosecond tốc độ cao để tạo ra các điểm ảnh ba chiều (voxel) bên trong cấu trúc kính silica hoặc borosilicate. Đây là vật liệu công nghiệp có độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt độ cao. Đội ngũ nghiên cứu đạt được khả năng nén 4,84 terabyte dữ liệu vào một tấm kính có diện tích 12 cm2 và độ dày 2 mm, tương đương mức dung lượng của hai triệu cuốn sách. Điểm khác biệt công nghệ cốt lõi là dữ liệu được mã hóa thành hàng trăm lớp xuyên suốt độ dày của vật liệu, thay vì giới hạn ghi trên bề mặt như đĩa CD hay DVD quang học.
Về mặt hiệu suất, mỗi voxel được tạo ra bởi một xung laser duy nhất. Bằng kỹ thuật phân tách laser thành bốn chùm tia hoạt động cùng lúc, hệ thống đạt tốc độ ghi 65,9 triệu bit/giây (Mbps). Giám đốc nghiên cứu dự án, ông Richard Black xác nhận thông tin sau khi được mã hóa vào cấu trúc kính sẽ duy trì độ ổn định trong thời gian dài.
Giải pháp thay thế ổ cứng truyền thống tại trung tâm dữ liệu
Dự án Project Silica tập trung xử lý hiện tượng phân rã bit (bit rot) trên các thiết bị lưu trữ hiện tại. Hệ thống băng từ và ổ cứng truyền thống có rủi ro thoái hóa, yêu cầu chu kỳ thay mới từ 5 đến 10 năm. Phương thức lưu trữ trên nền tảng kính bảo đảm tính nguyên vẹn của thông tin mà không yêu cầu công tác bảo trì định kỳ. Quá trình trích xuất dữ liệu vận hành qua hệ thống kính hiển vi tự động quét các lớp vật liệu. Thuật toán học máy (machine learning) tiếp nhận các mô hình thị giác và trực tiếp giải mã trả về định dạng dữ liệu số.
Đặc tính trơ về hóa học giúp các tấm kính lưu trữ chịu được nhiệt độ lên đến 290 độ C, môi trường ngâm nước và miễn nhiễm với các xung điện từ (EMP) – tác nhân có khả năng xóa dữ liệu trên thiết bị điện tử thông thường.
Định hướng thương mại hóa đối với hệ thống điện toán đám mây
Hạ tầng thiết bị ghi và đọc hiện tại được thiết kế chuyên biệt phục vụ hệ thống điện toán đám mây quy mô lớn và kho lưu trữ dữ liệu cấp quốc gia, chưa có kế hoạch phân phối cho người dùng cá nhân. Giáo sư Melissa Terras từ Đại học Edinburgh đánh giá tính khả thi của phương pháp này phụ thuộc vào năng lực duy trì hệ thống phần cứng và tài liệu giải mã của các tổ chức vận hành qua nhiều thế kỷ. Đội ngũ kỹ sư của Microsoft tiếp tục tiến hành các bước tối ưu hóa quy trình sản xuất để tăng tốc độ truy xuất và tối ưu chi phí phần cứng.
