A Microsoft aprendeu a armazenar dados permanentemente em quadrados de vidro para pratos — até 1,5 TB em um vidro facetado.

No próximo ano, completam-se dez anos desde que a Microsoft anunciou o desenvolvimento do Projeto Silica, uma tecnologia para gravar informações em vidro para armazenamento de longo prazo. O projeto previa um sistema de arquivamento de dados passivo e resistente às intempéries por pelo menos 10.000 anos. Anteriormente, a empresa havia mencionado a gravação de dados em vidro de quartzo, relativamente caro. Agora, surgiu um novo avanço: os dados podem ser gravados em vidro borossilicato resistente ao calor.

Fonte da imagem: Microsoft

Além de adotar o vidro borossilicato (presente em todas as casas, em portas de fornos e utensílios de cozinha), os pesquisadores da Microsoft Research aprimoraram a tecnologia Silica de diversas outras maneiras, tornando-a potencialmente mais barata e acessível. Embora um laser de femtosegundo, muito caro, ainda seja usado para gravar dados no vidro (afinal, como se pode alcançar alta resolução espacial de outra forma?), o número de pulsos de luz necessários para gravar cada voxel — um “bit” espacial de dados — foi drasticamente reduzido.

Assim, enquanto antes eram necessários quatro ou mais pulsos de laser para formar uma estrutura modificada no vidro (o voxel), agora dois ou até mesmo um são suficientes. Enquanto a tecnologia Silica original utiliza um voxel que modifica a polarização da luz, a nova tecnologia divide cada pulso em dois: um cria as alterações básicas no vidro para formar o voxel, e o segundo modifica as propriedades de polarização de outro voxel, previamente criado como base. A empresa chama isso de pseudo-pulso único.

Outro modo de gravação funciona simplesmente com um único pulso, cada um dos quais cria um voxel no vidro com uma transição de fase na estrutura do portador. Este é um novo modo de gravação com deslocamento de fase. Enquanto anteriormente a gravação e decodificação de dados dependiam da detecção da polarização nos pulsos de luz de resposta, o deslocamento de fase é um novo método que decodifica os dados com base no avanço ou atraso da fase da luz à medida que cada voxel é lido. Este método também simplifica a plataforma sem comprometer a confiabilidade do armazenamento de dados.

O que é importante para acelerar o trabalho comUtilizando mídias de vidro, foi desenvolvido um novo método para gravação paralela de múltiplos voxels, mesmo aqueles localizados próximos uns dos outros. Isso exigiu o desenvolvimento de uma tecnologia para avaliar as características térmicas do vidro em tempo real. A empresa também conseguiu simplificar o sistema de leitura de voxels, reduzindo o número de câmeras de três ou quatro para uma. Por fim, os algoritmos de correção de erros foram aprimorados, com grande auxílio de tecnologias de inteligência artificial.

Atualmente, a capacidade de uma mídia de vidro de 120 x 120 x 2 mm atinge 4,8 TB em vidro de quartzo (densidade de 1,59 Gbit/mm³, 301 camadas) e aproximadamente 2 TB em vidro parabólico (258 camadas). Cálculos simples mostram que até 1,5 TB de dados podem ser gravados em um vidro facetado típico. A imagem acima mostra uma placa contendo uma cópia do Microsoft Flight Simulator.

As velocidades de gravação aumentaram, embora ainda sejam inferiores às dos drives modernos. No entanto, sua durabilidade foi confirmada por testes de envelhecimento acelerado — os dados são retidos por pelo menos 10.000 anos, mesmo em temperaturas elevadas. As velocidades de gravação atingem 25,6 Mbps em quartzo e 65,9 Mbps em vidro. A empresa continuará a aprimorar a tecnologia, com a intenção de implementá-la, pelo menos inicialmente, para armazenamento em nuvem.