存储在玻璃中的数据可保存1万年

那些正在为长期数据归档的成本和复杂性而挣扎的企业，很快就会有一个新选择：一块玻璃。

最新发表的研究表明，一块 120 毫米见方、仅 2 毫米厚的硼硅酸盐玻璃板，可在 301 层中存储 4.8TB 数据。加速老化测试表明，这些数据将至少保持完整 10,000 年。

"玻璃是一种永久性数据存储材料，具有防水、耐热、防尘的特性，"微软研究人员在发表于科技期刊《自然》的论文中写道。"我们已经解锁了并行高速写入的科学原理，并开发了一种技术来对已写入的玻璃进行加速老化测试，结果表明数据应能保持完整至少 10,000 年。"

此前版本的技术需要熔融石英（一种高纯度玻璃，仅有少数几家制造商能够提供）。新研究结果表明，该系统在硼硅酸盐玻璃上同样有效——后者生产广泛且成本低得多——这使得该技术离商业可行性又近了一步，论文补充道。

意义重大

论文引用的希捷研究显示，全球数据圈大约每三年翻一番，但作者指出，"大多数数字归档系统依赖的介质会在远短于法律、财务和监管义务日益要求的数十年保留时间之前就开始退化"。

磁带是当今部署最广泛的归档介质，但也反映了这些限制。LTO-10（线性磁带开放）磁带盒是目前的企业基准，原生容量为 30TB 至 40TB，传输速度为 400MB/s，但其额定保质期仅为 30 年。它需要在 16°C 至 25°C 之间的受控气候条件下存储，并且大约每五到十年需要迁移一次。

分析师表示，这种运营开销才是磁带的真正成本——而非介质本身。"归档存储库很少因为磁带盒按计划化学降解而失效，"Greyhound Research 首席分析师 Sanchit Vir Gogia 表示。"它们失效是因为兼容性窗口关闭、驱动器代际演进、固件支持终止，以及机器人设备需要更新。"

Gartner 首席分析师 Vishesh Divya 指出，磁带即服务（Tape-as-a-Service）模式已经转移了部分负担，在定义的服务级别保证下将硬件生命周期管理转移给提供商。

"LTO 磁带仍然是企业冷存储的基准，"他说。"每 TB 的介质成本仍然很低，生态系统成熟，企业在管理更新周期方面拥有数十年的运营经验。"

索尼的光盘归档系统（Optical Disc Archive）——主要的光学替代方案，每盒 5.5TB，额定保质期 100 年——已于 2025 年 3 月停产，市场上没有可比较的产品。

数据如何写入和读取玻璃

微软基于玻璃的存储计划 Project Silica 使用飞秒激光脉冲将数据编码为玻璃内部的三维结构（称为体素/voxels），每束光束的写入速度为 25.6 兆比特/秒，每比特能耗为 10.1 纳焦耳。

论文描述了两种编码方法。第一种方法是双折射体素（birefringent voxels），它改变玻璃的偏振特性。团队将所需的激光脉冲减少到伪单脉冲技术——一个脉冲同时开始一个体素并完成另一个体素——从而实现更快的光束扫描。

第二种方法是相位体素（phase voxels），这是一项新发明，它改变玻璃的相位特性，每个体素只需一个脉冲。关键在于，它适用于硼硅酸盐玻璃，而双折射方法则不适用。"相位体素中更高水平的三维符号间干扰可以通过机器学习分类模型来缓解，"研究人员写道。

早期的 Project Silica 读取器需要三到四个摄像头来检索数据；更新后的系统只需要一个，完成了研究人员所描述的从写入、存储到检索的首个完全演示的端到端玻璃归档系统。

通过加速老化验证寿命

寿命声明得到了团队开发的非破坏性光学方法的支持，该方法用于测量体素的现场退化，并结合应用于已写入硼硅酸盐样品的加速老化技术。"对硼硅酸盐中已写入体素的加速老化测试表明，数据寿命超过 10,000 年，"研究人员指出。

对于企业买家而言，仅凭寿命还不足以说服他们。

"现实的总体拥有成本（TCO）比较必须跨越数十年的生命周期范围来建模，而非采购周期，"Gogia 表示。"玻璃存储通过 potentially 消除迁移周期——减少人工、对账开销和运营中断——重新定义了经济曲线。"然而，写入速度仍然明显慢于磁带，这使得玻璃更适合超冷、低摄入量的存储库。

合规性增加了另一个维度。编码为永久性光学修改的数据无法被覆盖，从而降低了勒索软件的风险。但"合规性是一个系统属性，而非基质属性，"Gogia 警告说。"企业仍必须确保加密密钥轮换、元数据索引和审计跟踪的完整性。10,000 年的介质并不能免除展示治理纪律的义务。"

尚无商业产品

微软在一篇单独的博客文章中表示，Project Silica 的研究阶段现已完成。"随着我们探索对数字信息进行可持续长期保存的持续需求，我们将继续考虑 Project Silica 的经验教训，"该公司表示，但未披露商业化路线图。如果实现商业化，玻璃存储不太可能取代磁带。

"它更可能作为一种专门的超长保留解决方案出现，而非取代基于磁带的冷存储，"Gartner 的 Divya 表示。"任何新介质都必须在完整堆栈方程上竞争——经济性、硬件、软件和运营模型——而不仅仅是介质寿命。"