5D玻璃存儲技術開啟商用 數(shù)據(jù)存入玻璃，“保鮮期”可達138億年
來源：科普時報 時間：01-13 作者：張旅陽
圖①： 磁帶機、硬盤等傳統(tǒng)存儲設備。
圖②： 5D玻璃存儲介質(zhì)。（作者供圖）
如果把人類文明比作一條長長的時間軸，數(shù)據(jù)就是軸上的刻痕。
這些數(shù)據(jù)記錄著人類的歷史、科研成果和生活點滴，大多以磁帶和硬盤的方式保存。
不過，磁帶老化及硬盤損壞是它們最大的“敵人”。這些數(shù)據(jù)需要一直跟時間“對抗”，才能安全、完整地保留下來。
英國科技新聞網(wǎng)The Register日前報道，一家創(chuàng)新企業(yè)成功將5D玻璃存儲技術帶出實驗室，計劃兩年內(nèi)在全球數(shù)據(jù)中心試點部署。
這項存儲黑科技，并不以“更快更便宜”為賣點，而是主打一個“超長待機”——將數(shù)據(jù)存進玻璃，“保鮮期”可高達138億年！
在玻璃中寫“立體日記”
5D玻璃存儲，聽著高深，其實就是用激光在玻璃里“刻字”。
科研人員需要用超短脈沖激光，在透明的石英玻璃內(nèi)部寫入微小結(jié)構(gòu)。
這些結(jié)構(gòu)不只分布在玻璃的長、寬、高三個維度，還能通過納米結(jié)構(gòu)的大小和朝向，改變光線的偏振特性。
多出來的這兩個維度，加上原本的空間三維，便形成了更為穩(wěn)定的5D數(shù)據(jù)編碼。
5D玻璃存儲介質(zhì)是一塊比指甲蓋大一點的高純度熔融石英玻璃，核心成分是高純度二氧化硅。
如果用顯微鏡放大看，會發(fā)現(xiàn)玻璃內(nèi)部有無數(shù)個由激光“雕刻”出的納米小點——每個小點都承載著數(shù)據(jù)信息。
跟我們平時用的U盤、硬盤不一樣，5D玻璃存儲不是在材料表面存信息，而是在玻璃內(nèi)部“搭立體迷宮”。
把數(shù)據(jù)裝入5D“保險箱”
5D玻璃存儲之所以持久，秘密全在材料和寫入方式上。
首先，它用的石英玻璃，本身就特別“皮實”，不怕潮、不怕曬，就算過了千百年，物理化學性質(zhì)也很難改變。
其次，它的寫入方式很特別。普通存儲是靠磁性或電荷記錄信息，易受外界影響。
5D玻璃存儲是用激光改變玻璃的折射率，相當于在玻璃內(nèi)部刻“花紋”。
這些花紋不會因為斷電、磁場干擾而消失，只要玻璃不被徹底打碎，信息就一直在。
更厲害的是，它不用定期“翻錄”數(shù)據(jù)。不像磁帶，隔段時間就得重錄一遍，不然就會丟信息。
5D玻璃存儲一次寫入，就能永久讀取，省心又省力。
“存得久”為何更重要
人類每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中，超過一半都很“安靜”。
它們不常被調(diào)取，卻必須長期保存，這就是“冷數(shù)據(jù)”。比如醫(yī)院的病歷、科研機構(gòu)的實驗數(shù)據(jù)、國家的檔案文件。
這些數(shù)據(jù)要是丟了，可能會引發(fā)法律風險，讓科研進程中斷，甚至造成巨大的社會損失。
傳統(tǒng)存儲方式對付這些冷數(shù)據(jù)，實在有點吃力。
傳統(tǒng)的磁帶、光盤的壽命有限，隔幾年就得復制一遍；就算是不用通電的離線存儲，也得耗費大量能源，控制好溫度和濕度，才能延緩介質(zhì)老化。
說白了，傳統(tǒng)介質(zhì)保存數(shù)據(jù)，就是“用能源換時間”。
5D玻璃存儲完全打破了這一邏輯。
它不需要持續(xù)維護，全憑石英玻璃本身抗摔、抗老化、抗電磁干擾的超強穩(wěn)定性，讓數(shù)據(jù)“被時間遺忘”的概率幾乎為零。
數(shù)據(jù)存儲的“候補”隊員
5D玻璃存儲技術很厲害，不過暫時還不能完全取代磁帶、U盤、硬盤。
目前，激光寫入設備的成本高，讀寫速度比不上成熟的磁帶系統(tǒng)。
當然這并不是缺點，而是它的“專屬定位”——為冷數(shù)據(jù)而生。
相信很快，它就能以“候補”的身份走進我們的日常生活。
比如，先用它來保存醫(yī)院的病歷、博物館的數(shù)字檔案、科研機構(gòu)的實驗數(shù)據(jù)等關鍵資料，等技術越來越成熟，再慢慢拓展應用范圍。
可以說，當前數(shù)據(jù)存儲的最大弱點，正在被一塊小小的石英玻璃解決。
（作者系中國計算機學會科學普及工作委員會委員）