微软神奇玻璃真能存储200万本书达万年之久？

数据存储难题催生新技术

人类数据量正以指数级增长，大约每3年翻一番。多数数字档案系统依赖的磁带和硬盘，因微小磁体易失磁，约十年后就老化，不适合长期存储，数据迁移耗时、耗资又耗能。玻璃作为永久性存储材料，具有防水、耐热和防尘特性，安全性高。利用飞秒技术将数据存储在玻璃内部激光脉冲，是实现持久、不可篡改且长寿命存储的少数有望技术之一，微软于2017年在此基础上展开研发。

新型玻璃存储技术亮点多

微软研究团队开发的Silica技术，是基于飞秒激光玻璃直写的综合性归档数字数据存储技术。它是首个在关键存储指标上均出色，且在写入、读取和解码过程中可靠运行的玻璃存储技术。此前该技术仅适用于制造难度高、来源有限的纯熔融石英玻璃，微软改用硼硅酸盐玻璃，常见易获取，解决了成本和可用性问题。新技术能在12厘米见方、2毫米厚玻璃中存储301层数据，数据密度达1.59Gbit/mm³，存储容量4.8TB，写入吞吐量每束激光25.6Mbit/s，能量效率每比特10.1nJ，读取器用单摄像头，降低成本缩小尺寸，写入设备部件少，更易制造校准，编码数据更快。

两种写入方案实现长久存储

微软研究团队展示的双折射体素和相位体素新型玻璃数据写入方案，能最大限度利用激光，减少写入每个体素所需脉冲数，实现高写入吞吐量、高能效和高密度。双折射体素写入方面，将形成体素所需脉冲数从多个减至2个，还实现伪单脉冲写入，可通过光束扫描快速写入。相位体素是新发明的存储方式，改变玻璃相位变化，仅需单个脉冲生成一个相位体素，还设计了读取相位信息技术，利用机器学习分类模型缓解三维符号间干扰。通过结合玻璃内部预热和后热数学模型与多光束传输系统，可同时写入多个相邻数据体素，提高写入速度。

相关问答

微软的神奇玻璃是如何存储数据的？

利用飞秒激光在玻璃上压印出形变来编码数据，通过显微镜读取光穿过点时行为的变化，实现数据存储。

与传统存储介质相比，微软神奇玻璃的优势是什么？

能保存至少1万年，室温下可能保存更长时间，具有物理永恒性和数据不可变性，无需电力维护，成本低且易获取。

目前神奇玻璃存储技术有什么不足？

写入速度约8TB玻璃需150小时，这是其技术应用的主要瓶颈。

双折射体素写入方案有哪些改进？

将形成体素所需脉冲数从多个减至2个，实现伪单脉冲写入，可通过光束扫描在介质上快速写入。

相位体素存储方式有什么特点？

改变玻璃的相位变化来存储数据，仅需单个脉冲生成一个相位体素，还设计了读取技术，利用机器学习缓解干扰。

这项技术未来可能应用在哪些方面？

可用于文化遗产、法律档案等无需频繁改写的“冷数据”存储，还可能成为人类知识对抗极端环境的“末日备份”，甚至搭载探测器驶向深空。