Glas half vol: wat Microsofts Project Silica betekent voor dataopslag

Over 1000 jaar zal alle computerapparatuur die we gebruiken nutteloos zijn, zelfs als toekomstige generaties de compatibele technologie hadden om ermee te werken.

Schermen zullen doorbranden, schijven zullen verslechteren, circuits zullen beschadigd raken en het geheugen zal corrupt raken. Hoe gaan we dan waardevolle gegevens over wetenschap, cultuur en taal opslaan?

Met Microsoft Project Silica, dat de volgende Rosetta Stone op zijn experimentele glazen opslag wil schrijven. 

Wat is Microsofts Project Silica?

Project Silica is een onderzoeksinitiatief dat zich richt op één specifiek probleem: opslag die niet degradeert.

Elk opslagmedium waar je vandaag mee werkt heeft een vervaldatum. SSD's verliezen na verloop van tijd lading. Laat er eentje lang genoeg zonder stroom zitten en de gegevens lopen leeg. HDD's ervaren magnetisch verval. Hitte versnelt beide. Je hebt geluk als je een decennium haalt uit een van beide technologieën onder normale bedrijfsomstandigheden. Dat is prima voor een serververversingscyclus, maar nutteloos als je iets 50 jaar moet bewaren.

Femtoseconde lasers coderen informatie als voxels - microscopische 3D-pixels - gelaagd in het glas zelf. De gegevens bevinden zich niet op het glas. Ze zitten erin. Warmte, water en elektromagnetische interferentie raken het niet aan.

Het prototype: 7 TB op een plaat ter grootte van een DVD. De recente doorbraak: Microsoft heeft het schrijfproces nagebootst met borosilicaatglas. Dat is goedkoper, overal verkrijgbaar en ligt al in de meeste keukens in de vorm van Pyrex. Dat is een belangrijke stap in de richting van iets maakbaars.

De precisie die hiervoor nodig is, is buitengewoon. Die precisie is ook precies wat het moeilijk schaalbaar maakt.

Wat is de use case voor Project Silica?

Het doel van Microsoft is permanente opslag, of zoveel als de fysica toelaat.

Hun documentatie blijft terugkomen op hetzelfde pijnpunt: de migratie van media. Elke 5-10 jaar kopieer je gegevens van verouderende HDD's en SSD's op nieuwe hardware. Die cyclus is duur, arbeidsintensief en introduceert storingsrisico's elke keer dat je het uitvoert. Project Silica zou de levensduur van opslag met een factor 1000 of meer verlengen. Als het op grote schaal wordt toegepast, wordt de migratie van media een probleem uit het verleden.

Dat is een belangrijke “als”.”

De technologie werkt. Het prototype van 7 TB is echt. De borosilicaatreplicatie is echt. Wat nog niet echt is, is een weg naar massaproductie tegen een prijs die zinvol is buiten zeer gespecialiseerde gebruikssituaties.

De organisaties die dit nu zouden moeten volgen: nationale bibliotheken, genomische onderzoeksinstellingen, filmarchieven, overheidsarchieven, inlichtingendiensten. Elke organisatie die data eenmalig wegschrijft en het tientallen jaren intact wil houden, heeft een use case die direct aansluit bij wat Project Silica biedt. Alle anderen kijken voorlopig vanaf de zijlijn toe.

De vraag is niet of deze technologie werkt. De vraag is of bedrijven de infrastructuur kunnen bouwen om het op schaal te ondersteunen. Wat gaat dat kosten? 

Zou dit in productie kunnen zijn en hoe ziet dat eruit?

Microsoft werkt hier publiekelijk aan sinds ongeveer 2016. De doorbraak van borosilicaat in 2023 was een echte vooruitgang. Volgens de meest optimistische schattingen voor commerciële toepassingen zal de vroege productie ergens in 2030 plaatsvinden, ervan uitgaande dat twee problemen worden opgelost: lees-/schrijfsnelheid en kosten.

Het schrijfproces met de femtoseconde laser is buitengewoon langzaam in vergelijking met conventionele opslag. Een moderne SSD kan 7 TB in uren schrijven. Glasopslag kan daar niet bij in de buurt komen.  

De lasersystemen die glasopslag beschrijven kosten honderdduizenden dollars per eenheid. De optische systemen die nodig zijn om voxelgecodeerde gegevens te lezen zijn nog niet marktrijp. Er is geen USB-C interface voor een glasplaat en geen enkele fabrikant heeft plannen aangekondigd om er een te bouwen. 

De benchmark voor koude archiefopslag is op dit moment tape. Tape schrijft snel en kost bijna niets per terabyte. Glas schrijft langzaam en kost aanzienlijk meer per terabyte. Tot die vergelijking verandert, blijft glas in het lab of in nichetoepassingen waar de kosten gerechtvaardigd zijn door de inzet.

De beperkte middelen verergeren het tijdlijnprobleem. Gespecialiseerd optisch technisch talent is een kleine groep. De software die nodig is om voxel-gelaagde data op schaal te coderen, decoderen en beheren bestaat in geen enkele commerciële vorm. 

In de komende jaren zullen de grote klanten overheidsarchieven, geclassificeerde overheidsbestanden, genomische databanken en hoogwaardige bewaarplaatsen zijn. Dit zijn allemaal instellingen waar gegevensverlies catastrofaal is, de volumes beheersbaar zijn en er budget is om de hoge infrastructuurkosten te absorberen. Brede toepassing in het bedrijfsleven duurt nog minimaal tien jaar.

Hoe zou Project Silica Storage passen in de levenscyclus van hardware?

De opslag zelf is niet iets waarvan hardwareverkopers moeten verwachten dat ze het te koop aanbieden, gezien de aard van deze technologie. Het is ontworpen om de levenscycli van opslaghardware te overstijgen, niet om ze alleen maar te laten evolueren. Dus de zeldzame organisaties die de opslag van silicaglas inzetten zal het niet snel willen wissen. 

Er zullen scenario's zijn waarbij de opslag van glas moet worden gewist en vernietigd, maar de bestaande standaarden voor compliance en data governance zijn niet geschreven met glas in gedachten. 

Er is ook geen eenvoudige methode om gegevens te wissen. De robuustheid maakt het apparaat bestand tegen elektromagnetische vernietiging. Het beste is om het apparaat gewoon te verbrijzelen. Maar hoe ziet een voldoende verbrijzelde en vernietigde glasplaat eruit? 

Het NIST heeft het ons nog niet verteld. 

Afwachten, maar vooruit plannen

Je hoeft de moeilijke vragen die komen kijken bij glasopslag nu nog niet te beantwoorden, maar die vragen zijn nog steeds de moeite waard. Vroege gebruikers van deze technologie zullen profiteren van de stabiliteit en consistentie. Ze moeten alleen hun best practices op het gebied van opslag en regels voor gegevensbeheer bijwerken.

Deze technologie is nog niet marktrijp, maar u kunt zich er wel op voorbereiden. Identificeer alle opslag die u kunt overhevelen naar deze technologie en voer het uit wanneer de glazen opslag op de markt komt. Zorg er wel voor dat je het zeker weet voordat de gegevens in steen zijn gebeiteld - of in dit geval, glas.