Das Glas ist halb voll: Was Microsofts Projekt Silica für die Datenspeicherung bedeutet

In 1.000 Jahren werden alle Computer, die wir heute benutzen, nutzlos sein, selbst wenn künftige Generationen über die entsprechende Technologie verfügen, um sie zu bedienen.

Die Bildschirme werden durchbrennen, die Laufwerke werden ausfallen, die Schaltkreise werden beschädigt werden und der Speicher wird beschädigt werden. Wie werden wir dann wertvolle Daten über Wissenschaft, Kultur und Sprache speichern?

Mit dem Microsoft Project Silica, das den nächsten Rosetta Stone auf seinen experimentellen Glasspeicher schreiben will. 

Was ist das Projekt Silica von Microsoft?

Das Projekt Silica ist eine Forschungsinitiative, die sich auf ein bestimmtes Problem konzentriert: die Speicherung, die sich nicht abbaut.

Jedes Speichermedium, mit dem Sie heute arbeiten, hat ein Verfallsdatum. SSDs verlieren mit der Zeit an Ladung. Wenn man sie lange genug nicht mit Strom versorgt, gehen die Daten verloren. HDDs erfahren magnetischen Zerfall. Wärme beschleunigt beides. Unter normalen Betriebsbedingungen kann man froh sein, wenn man mit einer der beiden Technologien ein Jahrzehnt übersteht. Das ist gut für einen Server-Aktualisierungszyklus, aber nutzlos, wenn Sie etwas 50 Jahre lang aufbewahren müssen.

Femtosekundenlaser kodieren Informationen als Voxel - mikroskopisch kleine 3D-Pixel -, die im Glas selbst geschichtet sind. Die Daten befinden sich nicht auf dem Glas. Sie befinden sich im Glas. Hitze, Wasser und elektromagnetische Interferenzen können ihnen nichts anhaben.

Der Prototyp: 7 TB auf einer Platte von der Größe einer DVD. Der jüngste Durchbruch: Microsoft hat den Schreibprozess mit Borosilikatglas nachgebaut. Es ist billiger, weithin verfügbar und steht in Form von Pyrex bereits in den meisten Küchen. Das ist ein bedeutender Schritt hin zu etwas Herstellbarem.

Die dafür erforderliche Präzision ist außergewöhnlich. Genau diese Präzision ist es auch, die die Skalierung erschwert.

Was ist der Anwendungsfall für Project Silica?

Microsofts erklärtes Ziel ist die dauerhafte Speicherung, oder so nahe wie es die Physik erlaubt.

In der Dokumentation wird immer wieder derselbe Schmerzpunkt genannt: die Medienmigration. Alle 5-10 Jahre kopieren Sie Daten von alternde HDDs und SSDs auf neue Hardware. Dieser Zyklus ist teuer, arbeitsintensiv und birgt bei jeder Ausführung ein Ausfallrisiko. Das Projekt Silica würde die Lebensdauer der Speicher um den Faktor 1.000 oder mehr verlängern. Wenn es auf breiter Basis eingeführt wird, wird die Medienmigration zu einem Problem der Vergangenheit.

Das ist ein großes “Wenn”.”

Die Technologie funktioniert. Der 7-TB-Prototyp ist echt. Die Borosilikat-Replikation ist real. Was es noch nicht gibt, ist ein Weg zur Massenproduktion zu einem Preis, der außerhalb von hochspezialisierten Anwendungsfällen Sinn macht.

Die Organisationen, die dies jetzt verfolgen sollten: Nationalbibliotheken, Genomforschungsinstitute, Filmarchive, staatliche Archivbüros, Geheimdienste. Jeder Vorgang, bei dem Daten einmal geschrieben werden und jahrzehntelang intakt bleiben müssen, hat einen Anwendungsfall, der sich direkt mit dem Angebot von Project Silica deckt. Alle anderen beobachten das Geschehen vorerst nur von der Seitenlinie aus.

Die Frage ist nicht, ob diese Technologie funktioniert. Es geht darum, ob die Unternehmen die Infrastruktur aufbauen können, um sie in großem Umfang zu unterstützen. Was wird das kosten? 

Könnte dies in der Produktion sein, und wie sieht das aus?

Microsoft arbeitet seit etwa 2016 öffentlich an diesem Thema. Der Durchbruch bei Borosilikat im Jahr 2023 war ein echter Fortschritt. Die optimistischsten Schätzungen für den kommerziellen Einsatz gehen von einer frühen Produktion in den 2030er Jahren aus, vorausgesetzt, zwei Probleme werden gelöst: Lese-/Schreibgeschwindigkeit und Kosten.

Der Femtosekundenlaser-Schreibprozess ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Speicherung außerordentlich langsam. Eine moderne SSD kann 7 TB in Stunden beschreiben. Schreibende Glasspeicher kommen nicht annähernd an das heran.  

Die Lasersysteme, die Glasspeicher beschreiben, kosten Hunderttausende von Dollar pro Einheit. Die optischen Systeme, die zum Lesen voxelkodierter Daten benötigt werden, sind noch nicht marktreif. Es gibt keine USB-C-Schnittstelle für eine Glasplatte, und kein Hersteller hat angekündigt, eine zu bauen. 

Der Maßstab für kalte Archivierungsspeicher ist derzeit das Band. Bänder schreiben schnell und kosten fast nichts pro Terabyte. Glas schreibt langsam und kostet deutlich mehr pro Terabyte. Solange sich diese Gleichung nicht ändert, bleibt Glas im Labor oder in Nischenanwendungen, wo die Kosten durch den Einsatz gerechtfertigt sind.

Die Ressourcenbeschränkungen verschärfen das Problem der Zeitplanung. Es gibt nur wenige Fachleute für optische Technik. Die Software, die für die Kodierung, Dekodierung und Verwaltung von Voxel-Layer-Daten in großem Maßstab erforderlich ist, gibt es in keiner kommerziellen Form. 

In den nächsten Jahren werden staatliche Archive, klassifizierte Regierungsunterlagen, genomische Datenbanken und hochwertige einmalig beschreibbare Datenspeicher zu den großen Kunden gehören. Dies sind alles Institutionen, bei denen Datenverluste katastrophale Folgen haben können, deren Volumen überschaubar ist und die über ein Budget verfügen, um die hohen Infrastrukturkosten aufzufangen. Die breite Einführung in Unternehmen ist noch mindestens ein Jahrzehnt entfernt.

Wie würde sich Project Silica Storage in den Lebenszyklus von Hardware einfügen?

Der Speicher selbst ist nichts, was Hardware-Händler zum Verkauf anbieten sollten, da es sich um eine Technologie handelt. Sie wurde entwickelt, um die Lebenszyklen von Speicherhardware zu überdauern und nicht nur weiterzuentwickeln. Die wenigen Unternehmen, die das Quarzglaslager aufstellen Sie werden es so schnell nicht mehr löschen wollen. 

Es wird Szenarien geben, in denen Glasspeicher gelöscht und vernichtet werden müssen, aber die bestehenden Compliance- und Data-Governance-Standards sind nicht auf Glas ausgerichtet. 

Es gibt auch keine einfache Methode zur Datenlöschung. Die Robustheit des Geräts macht es resistent gegen elektromagnetische Zerstörung. Die beste Möglichkeit ist, das Gerät einfach zu zertrümmern. Aber wie sieht eine ausreichend zerbrochene und zerstörte Glasplatte aus? 

Das NIST hat es uns noch nicht gesagt. 

Abwarten, aber vorausschauend planen

Sie müssen die schwierigen Fragen, die mit der Glasspeicherung verbunden sind, nicht sofort beantworten, aber diese Fragen sind es wert, gestellt zu werden. Die ersten Anwender dieser Technologie werden von ihrer Stabilität und Konsistenz profitieren. Sie müssen lediglich ihre Best Practices für die Datenspeicherung und ihre Data Governance-Vorschriften aktualisieren.

Diese Technologie ist noch nicht marktreif, aber Sie können sich dennoch darauf vorbereiten. Ermitteln Sie, welchen Speicherplatz Sie auf diese Technologie verlagern können, und führen Sie dies durch, wenn die Glasspeicher auf den Markt kommen. Vergewissern Sie sich nur, dass Sie sicher sind, bevor die Daten in Stein - oder in diesem Fall in Glas - gemeißelt sind.