Glaset halvfullt: Vad Microsofts Project Silica innebär för datalagring

Om 1 000 år kommer all den datorutrustning vi använder idag att vara värdelös, även om framtida generationer skulle ha den teknik som krävs för att använda den.

Skärmar kommer att brinna ut, hårddiskar kommer att slitas ut, kretsar kommer att skadas och minnet kommer att bli korrupt. Hur ska vi då lagra värdefull data om vetenskap, kultur och språk?

Med Microsoft Project Silica, som vill skriva nästa Rosetta-sten på sitt experimentella glasminne. 

Vad är Microsofts Project Silica?

Projekt Silica är ett forskningsinitiativ som inriktar sig på ett specifikt problem: lagring som inte försämras.

Alla lagringsmedier som du använder idag har en livslängd. SSD-enheter förlorar sin laddning med tiden. Om du lämnar en utan ström tillräckligt länge försvinner data. Hårddiskar utsätts för magnetisk avklingning. Värme påskyndar båda processerna. Under normala driftsförhållanden kan man räkna med att båda teknikerna håller i ungefär ett decennium. Det räcker gott och väl för en serveruppdateringscykel, men är helt meningslöst om man behöver lagra något i 50 år.

Femtosekundlasrar lagrar information i form av voxlar – mikroskopiska 3D-pixlar – som är inbäddade i själva glaset. Informationen finns inte på glaset. Den finns inuti det. Värme, vatten och elektromagnetisk störning påverkar den inte.

Prototypen: 7 TB på en skiva stor som en DVD. Det senaste genombrottet: Microsoft har lyckats återskapa skrivprocessen med hjälp av borosilikatglas. Det är billigare, lätt att få tag på och finns redan i de flesta kök i form av Pyrex. Det är ett viktigt steg mot en produkt som går att tillverka i stor skala.

Den precision som krävs för detta är enastående. Och just den precisionen är också anledningen till att det är svårt att skala upp.

Vilka är användningsområdena för Project Silica?

Microsofts uttalade mål är permanent lagring, eller så nära det som fysiken tillåter.

I deras dokumentation återkommer samma problem hela tiden: migrering av media. Var 5–10 år kopierar man data från föråldrade hårddiskar och SSD-enheter till ny hårdvara. Denna cykel är kostsam, arbetskrävande och medför en risk för fel varje gång den genomförs. Projekt Silica skulle förlänga lagringsmediets livslängd med en faktor på 1 000 eller mer. Om projektet får bred spridning blir migreringen av lagringsmedier ett problem som hör till det förflutna.

Det är ett betydande “om”.”

Tekniken fungerar. Prototypen på 7 TB är verklig. Kopian i borosilikatglas är verklig. Det som ännu inte är verklighet är en väg till massproduktion till ett pris som är rimligt även utanför högspecialiserade användningsområden.

De organisationer som bör hålla ett öga på detta just nu är: nationalbibliotek, institutioner för genomforskning, arkiv för filmbevarande, myndigheter som förvaltar offentliga handlingar samt underrättelsetjänster. Alla verksamheter som lagrar data en gång och behöver ha dem intakta i årtionden har ett användningsområde som direkt överensstämmer med vad Project Silica erbjuder. Alla andra håller sig för tillfället i bakgrunden.

Frågan är inte om den här tekniken fungerar. Frågan är om företagen kan bygga upp den infrastruktur som krävs för att stödja den i stor skala. Vad kommer det att kosta? 

Kan det här vara under produktion, och hur ser det ut i så fall?

Microsoft har arbetat med detta öppet sedan omkring 2016. Genombrottet inom borosilikattekniken år 2023 innebar ett verkligt framsteg. De mest optimistiska uppskattningarna av den kommersiella lanseringen pekar på att den tidiga produktionen kommer att inledas någon gång under 2030-talet, förutsatt att två problem löses: läs- och skrivhastighet samt kostnad.

Skrivprocessen med femtosekundlaser är oerhört långsam jämfört med alla konventionella lagringsmetoder. En modern SSD kan skriva 7 TB på några timmar. Skrivhastigheten för glasbaserade lagringsmedier kommer inte ens i närheten av det.  

Lasersystemen som skriver data på glaslagringsmedier kostar hundratusentals dollar per enhet. De optiska system som krävs för att läsa voxelkodade data är ännu inte marknadsfärdiga. Det finns inget USB-C-gränssnitt för en glasplatta, och ingen tillverkare har meddelat planer på att ta fram ett sådant. 

Just nu är band den gängse standarden för kallarkivering. Band har snabb skrivhastighet och kostar nästan ingenting per terabyte. Glas har långsam skrivhastighet och kostar betydligt mer per terabyte. Så länge den här situationen kvarstår kommer glas att förbli begränsat till laboratorier eller nischade tillämpningar där kostnaden motiveras av vad som står på spel.

Resursbristen förvärrar tidsplanproblemet. Det finns endast ett begränsat antal specialister inom optisk teknik. Den programvara som krävs för att koda, avkoda och hantera voxelbaserade data i stor skala finns inte i någon kommersiell form. 

Under de närmaste åren kommer de stora kunderna att vara statliga arkiv, sekretessbelagda myndighetshandlingar, genomdatabanker och högvärdiga lagringsplatser av typen ”write-once”. Det rör sig om institutioner där dataförlust skulle få katastrofala följder, där datamängderna är hanterbara och där det finns budget för att täcka kostnaderna för infrastruktur av högsta kvalitet. Det kommer att dröja minst ett decennium innan tekniken får bred tillämpning inom företagssektorn.

Hur skulle lagring med Project Silica passa in i hårdvarans livscykler?

Lagringsenheten i sig är inte något som hårdvaruförsäljare bör räkna med att se till salu, med tanke på teknikens karaktär. Den är utformad för att sträcka sig bortom lagringshårdvarans livscykler, inte bara utveckla dem. Så de få organisationer som kommer att sätta in lagringsbehållaren av kiselglas kommer inte att vilja radera den på ett tag. 

Det kommer att finnas situationer där lagringsmedier av glas måste raderas och förstöras, men de befintliga standarderna för regelefterlevnad och datastyrning är inte utformade med tanke på glas. 

Det finns inte heller något enkelt sätt att radera data på. Enhetens robusta konstruktion gör den motståndskraftig mot elektromagnetisk förstörelse. Som det ser ut nu är det bästa alternativet helt enkelt att krossa enheten. Men hur ser en tillräckligt krossad och förstörd glasplatta ut? 

NIST har inte meddelat oss något ännu. 

Vänta och se, men planera i förväg

Du behöver inte svara på de svåra frågorna kring lagring på glas just nu, men det är ändå värt att ställa dem. De som tidigt tar till sig denna teknik kommer att dra nytta av dess stabilitet och tillförlitlighet. De behöver bara uppdatera sina riktlinjer för lagring och sina regler för datastyrning.

Den här tekniken är ännu inte marknadsmässig, men du kan ändå förbereda dig för den. Ta reda på vilka datamängder du kan flytta över till den här tekniken och sätt igång när glaslagring kommer ut på marknaden. Se bara till att du är helt säker på ditt val innan data blir huggen i sten – eller i det här fallet, i glas.