（文章來源：DeepTech深科技）

書籍容易腐爛，照片終將褪色，CD 和硬盤的壽命不過數年，那么有沒有更好的數據存儲介質呢？微軟公司（Microsoft）找到了新的數據儲存方式。該公司和華納兄弟公司（Warner Bros.）合作，將 1978 版的《超人》存儲到了一塊玻璃中，數據多達 75.6GB。這是玻璃硬盤從概念到落地的實踐。

這塊玻璃為杯墊大小，75 毫米 x 75 毫米 x 2 毫米。微軟使用紅外激光將電影數據解碼為三維像素（voxels），存入玻璃后，其中的數據可以機器學習來進行解碼讀取。與數字硬盤存儲方式不同，玻璃硬盤是激光通過在玻璃不同的深度和角度上創建一層三維納米光柵和變形進行數據編碼存儲，讀取數據則需要機器學習算法來解碼在偏振光透過玻璃時產生的圖像和圖案。

其編碼和解碼原理是，飛秒激光（發出超短光脈沖且通常用于治療近視的 LASIK 手術）會熔融玻璃形成與光偏振相關的納米光柵結構，那么寫入納米光柵的點可以表示"1"，而"0"則無需寫入。此前澳大利亞斯威本科技大學課題組 James Chon 副教授及顧敏教授在 2009 年就用這個方法實現了數據儲存，即在 5 個維度上實現信息編碼，包括了光的偏振、波長以及 x、y、z 三個坐標等 5 個物理維度。

華納兄弟通過將數字副本轉換回模擬膠片并將其分成 3 個色彩分量（青色，品紅色和黃色）分別將其轉移到黑白膠片負片上，這就不會像彩色膠片一樣褪色。微軟表示，一塊 2 毫米厚的玻璃可以包含 100 多個數據層。每一層都由激光寫入的納米光柵組成，然后機器學習算法在它們之間跳轉以對其進行解碼。

長期以來，華納兄弟在尋找能夠長期儲存那些無需經常訪問的"冷"數據。該公司目前在溫度和濕度受控的冷庫中用膠卷來保存巨量的影視數據，時不時還要用探測器檢測有沒有化學分解，同時其存儲數字檔案的固態硬盤需要每 3 年遷移一次，以避免電子衰減而丟失數據。

這個過程代價高昂。華納兄弟還作了多手準備來防備數據存儲事故，比如要應對地震或颶風來襲，還要防止火災和洪水破壞膠片。他們準備在世界各地放置 3 個拷貝，2 份為數字副本，1 份為原始素材拷貝。微軟的硅項目讓他們看到了一勞永逸存儲數據的希望。

微軟公司 CEO Satya Nadella 說，這個玻璃硬盤系統是一個嶄新的冷存儲系統。要知道，玻璃經過煮沸、烘焙和刮擦都無損其存儲穩定性，因此數據可以保存數個世紀。此外玻璃存儲不需要控制溫度和濕度，這就大大降低了數據庫的環保成本。玻璃硬盤更保真。華納兄弟檔案高管 Brad Collar 說，如今電影拍攝為數字拍攝，需要將數字像素存儲到膠片模擬介質中，這就損失了原有的像素，并且這是不可逆的，而玻璃存儲則如同相機一樣保留了原始像素。

與 CD 光盤相比，玻璃硬盤也有很大優勢。CD 光盤只能以平面上的凹凸來儲存"0""1"，而玻璃可以三維陣列來實現高儲存密度，那么以激光技術可以實現在 2 毫米玻璃中存儲 100 多層三位像素。另外，玻璃存儲通過光學讀取器來訪問數據，速度也更快，機器學習算法可以迅速進行數據定位然后歸位，大大減少提取信息的延遲，而光盤、磁帶則需要時間來找到讀取位置。

微軟這個項目名為硅項目（Project Silica），微軟研究院是負責部門。作為科技公司巨頭，微軟公司希望玻璃硬盤能滿足數據長期存儲的需求。玻璃存儲研究是微軟公司與英國南安普頓大學（the University of Southampton）合作開展的，后者于 2013 年開發了利用飛秒技術進行玻璃存儲數據的技術。

玻璃還是有點特殊的，因為微軟這個技術是玻璃在激光照射下會發生物理特性的改變，尤其是采用脈沖激光器多個脈沖的時候，會在焦點內形成這種周期性的納米光柵的分布。這種與偏振取向相關的周期性納米光柵結構是它存儲的原理。如果換用其他物質不一定會有這個機制，就沒法實現偏振維度的復用。同時，玻璃具有抗高溫，抗電磁干擾，還耐磨損的特性，所以它可以保存時間達到千年左右。

冷數據也值得保存。比如你朋友圈的微信發出去，可能當天或者一周之內朋友訪問和點擊很多，但是一周之后數據就不再被訪問了，但是根據國家法律規定，這些數據它是有用的、也是有效的，信息企業有義務保存這些信息。大數據現在存儲每天的數據容量很大，但是這些數據的話不把它存下來，丟了又可惜，但是你要把它全部存下來的話，現在存儲介質又不夠。

微軟用玻璃的好處是材料相對很簡單，但他們有個最大的問題，就是技術原理決定它存儲速度不夠快，因為它要多個脈沖寫入數據，所以在每個點停留的時間要很長。我們用的方法正好解決了他們的寫入速度的問題，可以做到單個脈沖的記錄，所以比微軟的技術要快 1 到 2 個數量級！而且，我們可以實現對 7 個維度的復用存儲，存儲容量比微軟的技術也要高 2 到 3 個數量級。
? ? ?（責任編輯：fqj）