Британский стартап SPhotonix запускает стеклянное 5D-хранилище, срок службы центра обработки данных может достичь 13,8 миллиардов лет, пока существует Вселенная

Британский стартап SPhotonix объявил в этом месяце, что революционное стеклянное хранилище 5D скоро покинет лабораторию и будет развернуто в пилотных центрах обработки данных по всему миру в течение двух лет. Эта новая технология Университета Саутгемптона позволяет хранить до 360 ТБ данных на одном 5-дюймовом стеклянном диске и сохранять их в течение 13,8 миллиардов лет при температуре 190°C, что эквивалентно возрасту Вселенной.

Глобальные центры обработки данных сталкиваются с ключевыми проблемами: согласно статистике, от 60% до 80% хранимых в мире данных представляют собой «холодные данные» (архивированные данные с крайне низкой частотой доступа). Срок службы традиционных носителей резервного копирования, таких как ленты и оптические диски, составляет всего от 5 до 1000 лет, что гораздо менее долговечно, чем кварцевое стекло. Как новые технологии переопределяют долгосрочные стратегии управления данными предприятий и анализируют различия с конкурирующими решениями, такими как Microsoft Project Silica и немецкая Cerabyte.

Пространственное 5D-кодирование: преодолевая физические ограничения традиционного хранилища

Технология 5D-кристаллов памяти SPhotonix использует фемтосекундные лазерные импульсы для травления наноразмерных «вокселей» (3D-пикселей) в кварцевом стекле. Характеристики двойного лучепреломления вокселей объединяют трехмерные пространственные координаты (x, y, z), оптическое направление и интенсивность для достижения 5D-кодирования данных. Этот метод трехмерного хранения позволяет каждому вокселю переносить 8 бит данных вместо 1 бита традиционного плоского хранилища, а 5-дюймовый диск имеет потрясающую емкость – 360 ТБ. Для сравнения, основная лента LTO-7, представленная на рынке, имеет емкость одной катушки всего 6 ТБ, а для достижения той же емкости хранилища необходимо 60 лент.

В качестве носителя информации используется кристалл кварца, тот же материал, что и оптическое волокно, который обладает чрезвычайно высокой физической стабильностью. Питер Казанский, профессор Исследовательского центра оптоэлектроники Саутгемптонского университета, а также соучредитель и главный научный сотрудник SPhotonix, впервые продемонстрировал его в 2013 году и успешно записал классические фильмы на стеклянный диск в 2019 году. Он был сертифицирован Книгой рекордов Гиннеса как «самый надежный цифровой носитель информации». Команда подсчитала, что период хранения данных при температуре 190°C может достигать 13,8 миллиардов лет, что намного превышает тысячелетний срок службы, заявленный дисками M-DISC.

Что касается проблем, текущая скорость записи системы составляет 4 МБ/с, а скорость чтения — 30 МБ/с, что значительно отличается от скорости записи 300 МБ/с на ленте LTO-7. SPhotonix планирует увеличить скорость чтения и записи до 500 МБ/с в течение трех-четырех лет, чтобы удовлетворить требования к производительности систем архивирования корпоративного уровня. Компания также планирует выпустить устройство для чтения, которое можно будет развернуть на месте в течение 18 месяцев. В настоящее время доступ к данным все еще необходимо выполнить в лаборатории.

Три мощные силы: стекло, керамика и облачное хранилище сражаются за превосходство

На рынке оптических накопителей сформировалась новая конкурентная среда: SPhotonix сталкивается с прямой конкуренцией со стороны технологического гиганта Microsoft и немецкого стартапа Cerabyte. Microsoft Project Silica также использует стеклянные носители для хранения данных. Проект возник в результате более чем двухлетних исследований в лаборатории профессора Казанского и прошел множество публичных испытаний. Немецкая компания Cerabyte выбрала путь использования керамической подложки и в сентябре объявила о своей цели: достичь к 2030 году емкости хранения 100 ПБ в одном шкафу и скорости передачи данных 2 ГБ/с при периоде хранения данных 5000 лет.

В интервью TechRadar генеральный директор SPhotonix отметил, что стратегии трех компаний имеют очевидные различия: «Cerabyte обладает превосходной производительностью записи с низким энергопотреблением, аппаратная интеграция Project Silica добилась прогресса, и мы позиционируем себя как масштабируемое решение облачного уровня, заменяющее физические жесткие диски стеклянными дисками высокой плотности вместо магнитных накопителей». Бизнес-модель SPhotonix ориентирована на лицензирование своих носителей данных и оптических платформ для интеграции в архитектуры центров обработки данных, а не на создание закрытых комплексных услуг, в отличие от стратегий вертикальной интеграции конкурентов.

Данные институтов рыночных исследований показывают, что рынок оптических устройств хранения данных будет расширяться с совокупным годовым темпом роста 12,1%, увеличившись с 6,914 миллиардов долларов США в 2024–2029 годах. Спрос на холодные хранилища для центров обработки данных в Азиатско-Тихоокеанском регионе особенно высок, на него будет приходиться 36% доходов мирового рынка в 2024 году, и ожидается, что до 2030 года ежегодный темп роста будет поддерживаться на уровне 20%. Анализ отрасли блоков и файлов отмечает, что эти стартапы по оптическим хранилищам бросают вызов многолетнему доминированию на рынке ленточных накопителей, особенно в таких областях, как финансы, медицина и научные исследования, которые требуют сохранения данных столетней давности.

Новые варианты стратегии корпоративных данных: реконструкция затрат на управление холодными данными

SPhotonix четко позиционирует свою технологию для сценария «холодного хранения данных», который может принимать архивные данные со временем отклика более 10 секунд, образуя четкое различие между «горячими данными» (обработка SSD), требующими ответа в течение 5 миллисекунд, и теплыми данными (потоковое мультимедиа, файловое хранилище), требующими ответа от 20 миллисекунд до 1 секунды. Для предприятий основная ценность заключается в устранении трех основных затрат, связанных с долговременным хранением данных: миграция носителей (данные необходимо переносить на новые носители каждые пять-десять лет), контроль окружающей среды (лента требует постоянной температуры и влажности) и непрерывное энергопотребление (традиционное хранилище требует питания для поддержания целостности данных).

В описании продукта Cerabyte подчеркивается, что характеристики керамических носителей «не требуют обслуживания и питания» могут значительно снизить затраты на долгосрочное хранение и выбросы углекислого газа. Это преимущество также относится и к стеклянным решениям SPhotonix. Сравнительный анализ Archiware показал, что традиционное хранилище на оптических дисках лучше, чем линейное чтение лент при произвольном доступе к небольшим файлам, но производительность записи большой емкости уже давно отстает, и это является узким местом, которое необходимо преодолеть 5D-стеклу. SPhotonix компенсирует этот недостаток, увеличивая скорость до 500 МБ/с, которая затем будет конкурировать со скоростью передачи данных 360 МБ/с ленточных систем корпоративного класса.

Влияние новых технологий на ИТ-архитектуру предприятия происходит постепенно. На начальном пилотном этапе стеклянная система хранения дополнит существующие ленточные библиотеки для обработки данных соответствия, требующих сверхдлительных периодов хранения (например, записи финансовых транзакций, медицинские изображения). Снижение затрат и повышение производительности устройств чтения/записи в будущем могут превратиться в стандартный уровень холодного хранения в центрах обработки данных.

Последняя миля от лаборатории до компьютерного зала

SPhotonix была выделена из Саутгемптонского университета в 2024 году и завершила первый раунд внешнего финансирования, что представляет собой ключевой переход для кристаллов 5D-памяти от академических исследований к коммерциализации. Пилотная программа центров обработки данных в ближайшие два года станет решающим этапом проверки осуществимости технологии. Корпоративным пользователям необходимо обратить внимание на три основных показателя: зрелость развертывания устройств чтения-записи на месте, стоимость хранения за терабайт по сравнению с ценами на ленты и совместимость с существующим программным обеспечением для резервного копирования. Объем глобальных данных растет экспоненциально. Готовы ли предприятия принять эту новую модель хранения данных «напишите один раз, сохраните на миллиарды лет» и переопределите стратегическое мышление в области управления активами данных?

(Эта статья написана Развязать Про Перепечатано с разрешения; источник первого изображения: SPhotonix)