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“玻璃硬盘”微软黑科技,这会是海量数据存储的未来吗?

发布时间:2019-11-11 21:52

电影的长期保存一直都是个让人头疼的问题。


在数字时代来临前,大部分的老电影都是拍在胶卷上,存放在仓库里,但由于胶片容易受潮发霉变色,保存不当还会变形,遇上火灾非常容易烧毁;接下来我们进入到了DVD光盘时代,光盘储存虽然有其优点,但在可靠性方面却令人非常担忧,它和胶片同样脆弱,容易损毁,一旦氧化就彻底报废。


如今,很多电影都用数字形式储存,表面看起来便捷了许多,不需要实体了,但实际上,所有的数字电影都是储存在机房的硬盘里,所谓的“云存储”不过是把这些硬盘集中到了一起,但其实我们大部分现有的资料存储媒介都不适合静态的长时间保存。硬盘同样有劣化与机械故障的问题不说,光学碟片也会随着时间退化,基本上长时间的保存就意味着要不停地主动制造新的备份,对于保存者来说既耗费时间又耗费财力,所以现在各家电影公司都在为自家的片库寻求一种可靠的、长期存放的新媒介。


直到微软“玻璃硬盘”的问世。



微软与华纳兄弟合作推出便携式“玻璃硬盘”。7.5厘米见方、厚度仅2毫米的玻璃片可以存储75.8G数据,无惧风吹雨淋、刀刮火烤,寿命可能长至1000年。这会是海量数据存储和数据中心的未来吗?来新智元 AI 朋友圈和AI大咖们一起讨论吧。


一种杯垫大小的玻璃片,可能成为海量存储数据技术的未来。


微软和华纳兄弟公司合作进行了一项概念性测试,测试项目是一种新的长期信息存储技术。两家公司的研究人员成功将1978年的电影《超人》装入了一个杯垫大小的氧化硅玻璃片上,并成功读取。这种新的媒介其实这也是一种用激光写入和读取的光学存储方式,只不过介质换成了石英玻璃。


研究人员使用的石英玻璃载玻片尺寸为75 x 75毫米,厚度仅为2毫米,但可以安全地存储75.6 GB数据,而且留有存储错误冗余代码的余量。尽管玻璃片听起来很脆弱,但这种特殊的玻璃性质非常稳定,对于温度和湿度都不挑剔,无论是放在热水里煮、还是烤箱微波炉里烤,无论泡水还是洗刷……都不会损坏数据。它在实际运用当中,可以避免火灾,洪水,地震,停电或电磁等方面的干扰。而且,它们占用的物理空间也比传统存储设备小得多。


华纳兄弟公司的Brad Collar(左)和Vicky Colf(右)比较了在胶片和载玻片的卷盘上存储相同大小数据的区别。



他们采用了分地备份的方式:在世界上三个不同地点,保存下一部电影的三份拷贝,两份是彼此独立的数字拷贝,一份是拍摄时采用的原始实体拷贝(通常是胶片)。


胶片负片在保存得当的情况下,可以保存几个世纪。但现在很多电影是数字化制作的,没有原始胶片。华纳就依据当年的三色彩色电影法,把一部彩色电影分解成青色、洋红色、黄色三种颜色,分别印制到三条黑白胶片上。之所以要这样而不是直接用彩色胶片,是因为彩色胶片时间长了会褪色。但这样做的成本很高,因此对数字化的电视剧,华纳就不转成胶片,而是直接数字化存放在硬盘上。因为如果将数字化电影转回到胶片,同样也会对画质方面有所损害。


此次微软的玻璃存储让他们看到了希望,这种数字化存储最大程度还原了电影本身。


下面是一段演示视频:


两家公司合作将上世纪70年代《超人》电影存储在玻璃片上,并成功读取,证明了该技术的可行性。


数据通过飞秒级激光的短脉冲写入玻璃介质,红外信号以像素的纳米级3D版本编码数据,称为“体素”(voxels)。每个体素的形状都像倒置的泪珠,通过编排不同“体素”的大小和放置角度实现存储不同的数据。目前研究人员可以将“体素”堆叠100层以上,写入仅2毫米厚的玻璃中。当需要读取数据时,可以使用计算机控制的显微镜,用另一束激光检查玻璃片。根据体素的排布方向,光线会以不同的颜色反射回相机,根据体素的大小不同,反射光的强度也不同。可以使用机器学习算法分析这些信息及其所在的层,快速解码原始数据。


微软首席研究软件工程师理查德·布莱克(Richard Black)说:“如果你现在上了些岁数,一定能回想起当年使用盒式磁带倒带和转录歌曲的场景,可能要花一些时间才能找到想要的部分。相比之下,从玻璃介质上读取的速度非常快,因为可以在三个维度上同时找。”


可以使用计算机控制的显微镜读取玻璃片上的数据。


当然石英玻璃存储并不是该项目唯一的新数据存储技术。但它在很多领域仍有相当强的竞争力。现阶段来说,对于需要存储备份的重要资料,这种玻璃硬盘无疑是首选项。



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