Microsoft Research ha pubblicato i risultati dello sviluppo di Project Silica basato sul vetro borosilicato. Lo studio (Laser writing in glass for dense, fast and efficient archival data storage) illustra come sia possibile incidere dati in un materiale comune ed economico come quello delle teglie da forno. Il team, guidato da Richard Black, ha dimostrato che è possibile superare i limiti del silicio fuso, materiale precedentemente necessario ma caratterizzato da costi elevati e disponibilità limitata.
L'adozione di questo supporto risolve la criticità del degrado fisico tipico di nastri e hard disk. La stabilità del vetro permette di eliminare le migrazioni periodiche dei dati, abbattendo drasticamente i costi operativi e l'impatto ambientale dei datacenter, almeno per quanto riguarda la mera conservazione del dato La resilienza del materiale a calore, acqua e interferenze elettromagnetiche garantisce una conservazione sicura anche in condizioni ambientali estreme.
Il sistema utilizza laser a femtosecondi per creare voxel, pixel tridimensionali, all'interno della struttura vetrosa. Rispetto alle prime fasi del progetto, i ricercatori hanno introdotto i voxel di fase, che richiedono un singolo impulso laser per essere scritti. Questa innovazione semplifica la configurazione hardware e accelera il throughput, permettendo di scrivere dati alla frequenza di ripetizione del laser di 10 MHz.
La densità di archiviazione raggiunta è di circa 2,02 terabyte per ogni platter spesso 2 millimetri. Sebbene questa capacità sia inferiore a quella ottenibile con il silicio fuso, il borosilicato offre una velocità di scrittura superiore, tra 18,4 e 65,9 Mbit/s. Il ricorso a sistemi multibeam consente di gestire più fasci laser in parallelo, ottimizzando i tempi di incisione senza indurre danni termici al supporto.
La lettura delle informazioni viene effettuata tramite un microscopio a campo largo e una singola telecamera. Questo semplifica i lettori rispetto ai modelli precedenti, che richiedevano sensori multipli per decodificare la birifrangenza. Il processo di decodifica si affida a reti neurali convoluzionali (CNN) per interpretare i segnali ottici e mitigare l'interferenza tra i voxel sovrapposti.
Soluzioni di storage per la resilienza aziendale a lungo termine
Supporti più stabili ed economici per l’archiviazione a lungo termine possono essere una risposta al problema della sostenibilità delle infrastrutture IT; in particolare, questa soluzione è interessante per l'assenza di consumo energetico per il mantenimento dei dati. Allo stesso tempo, rispetto a conservare un hard disk, chip di memoria o supporti ottici, ci si garantisce una migliore durabilità nel tempo.
Ovviamente non abbiamo applicazioni o normative dove possa avere senso un supporto che dura 10mila anni, ma questa soluzione può essere meritevole anche per finestre temporali meno estreme.
Project Silica è stato testato con successo da realtà come Global Music Vault nelle isole Svalbard per preservare il patrimonio musicale mondiale. La natura del supporto offre inoltre una protezione nativa contro gli attacchi ransomware, rendendo il dato inciso letteralmente impossibile da sovrascrivere.
Può durare 10mila anni ma lo spazio è limitato
Attraverso esperimenti di invecchiamento accelerato, i ricercatori hanno stimato una durata dei dati superiore ai 10.000 anni. Questa longevità trasforma il vetro nel supporto ideale per l'archiviazione di record legali, medici e storici. L'uso di soluzioni di backup immutabile su vetro borosilicato permette alle PMI di pianificare strategie di conservazione decennali con investimenti contenuti.
La scelta di passare a materiali economici come il borosilicato indica una chiara intenzione di procedere verso una scalabilità industriale. Tuttavia, la densità di archiviazione rimane inferiore ai sistemi magnetici di ultima generazione, costringendo i responsabili IT a una gestione oculata degli spazi fisici. Il vero valore non risiede nella velocità di accesso, spesso limitata dai sistemi robotizzati di movimentazione delle lastre, ma nella certezza assoluta dell' integrità del dato nel tempo.
Microsoft Research ha completato la fase di ricerca e sta valutando l'integrazione di questi supporti nelle infrastrutture cloud. Resta da affrontare il tema della standardizzazione dei lettori per evitare il rischio di un vendor lock-in su supporti così duraturi. Un archivio che dura millenni richiede infatti la garanzia che l'hardware per leggerlo sia altrettanto disponibile o facilmente riproducibile, sfida che l'intera industria dello storage freddo dovrà affrontare per rendere questa tecnologia un pilastro del futuro digitale.
Dalla ricerca alla pratica
La tecnologia di archiviazione su vetro borosilicato si inserisce in una nicchia specifica ma cruciale: l' archiviazione fredda a lungo termine. La sua utilità primaria non riguarda i dati ad accesso frequente (hot data), ma tutte quelle informazioni che devono essere conservate "per sempre" ma lette raramente.
I governi e le istituzioni sono obbligati per legge a conservare documenti, atti notarili e cartelle cliniche per decenni o secoli. Attualmente, questo processo richiede una manutenzione costante e costosa. Il vetro borosilicato offre una soluzione definitiva che riduce la necessità di sorveglianza attiva e rinfresco tecnologico dei supporti.
Per le imprese, l'immutabilità fisica del vetro è un'arma potente contro il cybercrime. Poiché il dato è inciso fisicamente nella struttura atomica del vetro, nessun malware può cancellarlo o criptarlo. Questo rende la tecnologia ideale per conservare i cosiddetti "backup di ultima istanza", necessari per il disaster recovery dopo attacchi catastrofici.
L'uso del borosilicato (Pyrex) abbatte le barriere economiche all'ingresso. La possibilità di produrre supporti di storage con lo stesso materiale e gli stessi processi delle stoviglie da cucina permette una produzione di massa a costi ridotti. Inoltre, il risparmio energetico derivante dalla mancanza di climatizzazione e alimentazione per i supporti statici rende questa tecnologia l'unica via percorribile per datacenter a impatto zero.
