Het grootste deel van de informatie ter wereld wordt momenteel digitaal opgeslagen. Ieder jaar genereren we meer data dan het jaar daarvoor. Nu AI in beeld is, een technologie die afhankelijk is van heel veel gegevens, neemt de hoeveelheid digitale informatie die we opslaan exponentieel toe.
De onderzoeksafdeling van Microsoft heeft gewerkt aan een methode voor gegevensopslag waarbij een laser wordt gebruikt om in glas te schrijven. De onderzoekers zeggen dat de informatie die in het glas is geschreven 10.000 jaar meegaat.
Als deze methode kan worden opgeschaald voor commercieel gebruik, kan dit de manier veranderen waarop we de informatie in de wereld opslaan. Datarot – het verlies van informatie als gevolg van oude opslagsystemen – betekent dat we minstens één keer per generatie data moeten overdragen om deze te behouden. Anders raakt het met de jaren beschadigd.
Microsoft’s Project Silica-onderzoeksdirecteur Richard Black vertelt CNET dat zijn werk aantoont dat digitale opslag op lange termijn in glas praktisch is, en niet alleen een wetenschappelijk experiment.
“Een van de grootste uitdagingen met de hedendaagse opslag is dat media verslijten en regelmatig moeten worden vervangen”, zegt Black. “Glas heeft dat probleem niet.”
Het gebruik van een laser om stukjes glas aan te passen om gegevens vele levens lang veilig te houden, kan een drastische en blijvende impact hebben op alle informatie die we besluiten te bewaren.
Glazen geheugen
Het opslaan van gegevens in glas in plaats van het gebruik van traditionele digitale systemen is een project waar Microsoft al een tijdje aan werkt. Hier is een filmpje die CNET zes jaar geleden van het project maakte, toen het nog maar een idee was.
Op 18 februari werd Project Silica van Microsoft gepubliceerd een papier in het wetenschappelijke tijdschrift Nature, dat echte vooruitgang laat zien in dit langetermijnproject. Een van de grote voordelen is het schrijven van de informatie op een goedkoper materiaal, waardoor deze techniek betaalbaarder wordt.
Oorspronkelijk gebruikten de onderzoekers glas genaamd fused silica. Maar dit materiaal, dat wordt gebruikt voor componenten in lasers en halfgeleiders, is duur om te vervaardigen, waardoor de opslagtechnologie voor veel doeleinden onbetaalbaar zou kunnen worden.
Nu hebben de onderzoekers ontdekt hoe ze informatie kunnen opslaan in een stevig glas dat wordt gebruikt voor keukengerei, borosilicaatglas genoemd. Dit materiaal verlaagt de kosten aanzienlijk.
Schrijven met lasers
Om in het glas te schrijven maakt Project Silica gebruik van femtosecondelasers. Een femtoseconde is een biljardste van een seconde. Dit soort laser zendt supersnelle pulsen uit. Het wordt vaak gebruikt voor oogoperaties omdat het eronder kan snijden zonder het oppervlak te beschadigen.
Close-up van Writer die snelle gegevenscodering met meerdere bundels op laserpulsen toont.
Om informatie op te slaan, snijdt de laser voxels in het glas. Een voxel is als een pixel, maar slaat informatie op in drie dimensies, zoals een kubus, in plaats van in twee dimensies. De videogame Minecraft maakt op beroemde wijze gebruik van voxels om zijn werelden te creëren.
“De belangrijkste doorbraak is iets dat het team fasevoxels noemt: kleine, gecontroleerde veranderingen die met behulp van een enkele laserpuls in gewoon borosilicaatglas worden geschreven”, zegt Black. “Dit maakt het schrijven en lezen van gegevens eenvoudiger en sneller, en maakt het gebruik van goedkoop glas mogelijk in plaats van gespecialiseerde materialen.”
Omdat glas een hard materiaal is, zal het in de loop van de tijd niet veranderen. Daarom kan deze opslagmethode de integriteit van de gegevens veel langer behouden dan een standaard computersysteem.
Om de informatie te achterhalen heeft Project Silica archieven bedacht om de stukjes glas in te bewaren. Robots halen het glas op en vervolgens leest een neuraal netwerk de gegevens die erin zijn geschreven. Microsoft heeft een website waarop te zien is hoe de robots door het archief zoomen om het glas op te halen.
Eeuwige opslag
Microsoft heeft deze opslagtechniek al gebruikt in proofs of concept. In 2019 Project Silica bewaarde de Superman-film uit 1978 in een stuk glas ter grootte van een onderzetter.
In Svalbard, Noorwegen, wordt deze technologie gebruikt voor de Wereldwijde muziekkluis project, dat is ontworpen om een grote verscheidenheid aan muziek “toekomstbestendig” te maken. Microsoft zegt ook dat deze technologie een aanvulling zou kunnen zijn op projecten als de Global Seed Vault in Svalbard, een doemsdagkluis dat een opslagplaats heeft met zaden van verschillende planten over de hele wereld.
“Glas is extreem duurzaam en kan veel beter hitte, vochtigheid, elektromagnetische interferentie en fysieke schade verdragen dan harde schijven of magneetband”, zegt Black. “Het gaat ook veel langer mee, wat betekent dat gegevens niet om de paar jaar opnieuw hoeven te worden gekopieerd.
“Omdat het van nature bestand is tegen manipulatie en geen voortdurende stroomvoorziening of frequente vervanging vereist, is het bijzonder geschikt voor archieven”, vervolgt hij. “Op lange termijn kan het ook duurzamer zijn dan de huidige opslagtechnologieën.”
