甭再擔心硬碟、雲端掛掉!微軟「玻璃」資料儲存黑科技,成功備份經典超人電影

by:徽徽
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本文經授權轉載自友站數位時代文/ 陳建鈞 

微軟與華納兄弟合作,成功利用AI(人工智慧)與雷射技術,將片長超過2個小時、一部1978年的《超人》電影,儲存在一塊杯墊那麼大的玻璃片之中。

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為破除當今儲存裝置限制,微軟與華納兄弟合作將1978年的《超人》電影,儲存在一塊玻璃之中,並期盼未來能應用在Azure雲端業務上

Photo: Microsoft

在一個幾乎所有資料都邁向電子化,甚至儲存於雲端的時代,最令人們害怕的莫過於硬碟、伺服器突然「拋錨」,導致經年累月的檔案、回憶一夕之間化為泡影。為防止這樣的情況發生,資料儲存技術的革新也愈來愈受到關注。

身為雲端領域的領導企業,微軟估計2023年時,全球將有超過100ZB(約等於1,000億TB)的資料儲存在雲端上。要應付日益龐大的資料儲存需求,相應的科技也勢必要有所進化。

這片存有1978年《超人》電影的方形玻璃,出自微軟一項研究計畫「Project Silica」,這是他們對未來儲存技術的一項投資,其終極目標是開發出專為雲端運算打造、耐久的儲存裝置,而不必利用電腦硬碟等為其餘使用場景設計的產品。

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微軟利用飛秒雷射將編碼成立體像素的電影內容,刻在玻璃上。

Photo: Microsoft

風吹雨打、放置百年也不會壞

微軟提到,他們利用飛秒雷射(常用於視力矯正)將編碼成「立體像素(Voxels)」的電影內容,刻在薄薄的玻璃片上,並透過改變雷射的強度與方向,輸入想要儲存的資訊。

如果要解讀玻璃片上密密麻麻的立體像素,則需要以一套專門的儀器,利用AI解析光線穿透玻璃映照出的圖案。聽起來很原始,但這種方式其實比磁帶快上許多,微軟軟體工程師理查.布萊克(Richard Black)解釋,因為可以在XYZ三個維度上同時移動,從玻璃讀取資訊的速度其實非常快。

若以資料儲存量來看,這種技術似乎不怎麼夠看,畢竟一個鑰匙圈那麼大的隨身碟,就擁有超過1TB的容量,可儲存數十部高畫質電影;相形之下,一塊杯墊大小的玻璃片,僅能容納一部老舊電影。(搭雲端服務快車,微軟衝上市值破兆美元的科技企業)

然而這項技術的賣點在於耐久性,一個普通硬碟大多只能用個3至5年,並且對於環境有著重重要求與限制,但儲存資料用的玻璃卻相當堅固,實驗中研究人員試著將玻璃放入滾燙的熱水、在烤箱或微波爐中加熱、經水沖刷、消磁等,經歷嚴苛環境考驗,裡頭的資料卻依然完好。

Azure技術長馬克.羅西諾維奇(Mark Russinovich)表示,將整部《超人》電影儲存進玻璃裡並成功讀取是個意義非凡的里程碑,雖然這不代表難題已悉數克服,但意謂著他們已成功跨出第一步,越過自問「我們真的做得到嗎」的階段。

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對於華納兄弟而言,保存歷史影片一直是個沈重、高成本的任務。

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為影業當前儲存技術帶來革新曙光

身為美國成立時間第三悠久的電影公司,華納兄弟是全球最珍貴的娛樂文化藏寶庫之一。對於有著近百年歷史的這家公司來說,保存過往的作品既是業務所需,也是一項重要的文化責任。

不僅老舊的電影有保存需求,即便是現時的電影,華納兄弟在保存數位檔案外,也會以膠卷的形式建立實體副本。但這些膠卷保存條件相當嚴苛,不只需要處於溫度、濕度均嚴格控管的環境,還必須時時監控是否有分解跡象發生。

這樣的維護代價非常高昂,因此華納兄弟才希望攜手微軟,找出更便利、低成本的實體儲存辦法。且不單膠卷維護困難,即使是數位檔案,華納兄弟也會每3年更換一次硬體,防止檔案劣化的情況發生。

Project Silica - Storing Data in Glass

微軟英國劍橋研究院研究人員Ant Rowstron表示,他們致力於消除搬遷或重新寫入數據的昂貴成本,希望做到能不必分半點心力維護儲存的資料,放置50年、100年甚至1,000年都不會損壞。

這項技術設想的用途,是儲存一些不需要常讀取的資料,例如病患一生的醫療數據、契約、金融規範資料等。影視作品的備份,恰好也屬於這個行列。

華納兄弟相信,如果微軟有辦法證明這項技術的可行性,對於保存影視資料無疑項重大突破。技術長Vicky Colf認為,雖然Project Silica仍處在初步階段,但若能驗證其成本效益及大規模施用的可能性,她希望能有更多同業加入這個行列。

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利用結合光學技術與人工智慧的專門裝置,便能讀取刻在玻璃中的資料。

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專家跨領域合作,盼打造雲端專用裝置

雖然階段性的目標是用於影片儲存,但微軟研究人員的終極願景,仍是用於雲端儲存上。當今所有儲存裝置都是在雲端萌芽前發明的,無法為這項技術發揮理想中的效果。

Rowstron提到,最終他們希望為雲端系統量身打造專屬的儲存裝置。

Project Silica始於與南安普敦大學光電研究中心的合作,目前在微軟Azure、劍橋研究院、英國等多方的支持下,研究已大有斬獲,並建立了一個由物理學家、光學專家、電機工程師等多方專家組成的研究團隊。

雖然Project Silica離商用尚待一段時日,微軟聲稱,他們正與Azure團隊密切合作,在研究中納入對雲端業務使用的需求考量。Rowstron指出,從這樣的出發點進行設計,最後他們定能開發真正具有實用價值、對雲端技術發展有所幫助的產品。


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