El almacenamiento de datos en vidrio no es nuevo, pero en la última década la tecnología ha avanzado a pasos agigantados. Microsoft ha renovado recientemente su proyecto de almacenamiento de datos en vidrio de cuarzo, Project Silica, cuyo objetivo es almacenar grandes cantidades de datos en pequeños paneles de cuarzo en una estructura similar a una biblioteca.
Tecnología punta
Desde 2009, los investigadores han hecho grandes avances en el aprovechamiento del poder del vidrio de cuarzo para el almacenamiento de datos. El mayor avance se produjo en 2012, cuando Hitachi descubrió una forma de grabar y «reproducir» datos grabados en vidrio de cuarzo. Este descubrimiento atrajo el interés de Microsoft, ya que el descubrimiento apuntaba al potencial de almacenamiento robusto de cargas de trabajo de datos en la nube.
En aquel momento, el soporte de vidrio de cuarzo sólo podía contener 40 MB de datos. La tecnología dio un gran salto adelante en 2016, cuando investigadores de la Universidad de Southampton grabaron 360 TB de datos en vidrio y presentaron al mundo el concepto 5D.
Este concepto añade posicionamiento y tamaño a las tres dimensiones estándar de altura, anchura y profundidad. Esto permite grabar grandes cantidades de datos en varias capas de cuarzo del tamaño de un disco compacto.
Aunque la tecnología es prometedora, sigue siendo en gran medida el dominio de artículos de investigación y conferencias académicas. Microsoft tiene grandes planes en la nube para el almacenamiento de datos en cristal de cuarzo en sus centros de datos, pero es posible que las empresas no puedan acceder a esta tecnología hasta dentro de algún tiempo.
¿Cuál es la naturaleza del almacenamiento de datos en vidrio?
El cuarzo, compuesto de sílice, sigue siendo un recurso abundante en todo el mundo. El vidrio de cuarzo, también llamado sílice fundida, resiste grandes cambios de temperatura y tiene un coste relativamente bajo, según los analistas. De hecho, es la sílice fundida la que se utiliza en el espejo del telescopio Hubble y en la Estación Espacial Internacional. Por eso es ideal para almacenar datos en vidrio.
Para escribir datos en la sílice fundida, los investigadores necesitan un láser de femtosegundo. Este láser ultrarrápido graba formas en el vidrio que se convierten en estructuras llamadas vóxeles. Estos vóxeles viven en cientos de capas dentro de un panel de vidrio de sílice puro.
¿Cuáles son los componentes del sistema de almacenamiento en vidrio?
El almacenamiento en vidrio requiere hardware y software. Para el Proyecto Sílice, esto incluye
- Soporte de cuarzo fundido 5D (vidrio de cuarzo)
- Láser ultrarrápido de femtosegundo (escritura de datos en vidrio de cuarzo); estas máquinas son populares en la industria del tratamiento de cataratas.
- Biblioteca (almacenamiento físico de soportes de datos)
- Software especializado
A continuación, los investigadores alojan el soporte de almacenamiento de vidrio de cuarzo en una biblioteca de varios niveles con raíles delante de cada nivel. Luego, robots autónomos suben y bajan por los raíles, recogiendo el cristal de cuarzo que eligen los programadores.
¿Cuáles son los casos de uso del almacenamiento en vidrio?
A medida que surge cada iteración del almacenamiento de datos en vidrio, los posibles casos de uso de la tecnología se vuelven más claros. El almacenamiento de datos para los mejores servicios de computación en nube surge como el caso de uso más rentable para el almacenamiento de datos en vidrio en su forma actual. Los principales casos de uso son
- Centros de datos a hiperescala – Microsoft prevé aprovechar la tecnología en todos sus centros de datos a hiperescala, ayudando a la firma a cumplir sus objetivos de sostenibilidad, al tiempo que reduce los costos operativos asociados con el almacenamiento de datos en la actualidad, como los controles de integridad.
- Blockchain: el proyecto Silica de Microsoft ofrece una infraestructura de almacenamiento ideal para los datos relacionados con blockchain.
- Protección de los datos en reposo: la seguridad de los datos en sectores muy regulados, como el financiero, podría mejorarse con el almacenamiento de datos en vidrio. Según Microsoft, las organizaciones que deben garantizar la seguridad de los datos en reposo podrían hacerlo utilizando almacenamiento de vidrio, debido a su durabilidad física.
Ventajas
Las principales ventajas del almacenamiento de datos en vidrio son su durabilidad y permanencia. En su forma actual, los soportes de almacenamiento de vidrio de cuarzo pueden soportar temperaturas de hasta 1.000 grados centígrados.
Es inerte y resistente a la degradación por la luz o la humedad. Las empresas podrían hacer un gran uso de él como medio de almacenamiento para sus copias de seguridad de datos.
En comparación, la cinta o el almacenamiento magnético actuales tienen una vida útil de entre 10 y 30 años, antes de que los datos deban trasladarse a la siguiente generación de almacenamiento. En el proceso, los datos pueden corromperse, perderse o degradarse, lo que hace necesaria una amplia recuperación de los mismos. El coste de esta tarea no es moco de pavo. Por no hablar del peaje que supone para nuestra creciente huella de carbono global.
Incluso las mejores unidades de estado sólido (SSD) duran entre 5 y 10 años y son sensibles a la luz, el polvo y las fluctuaciones de temperatura. Por eso, el coste de gestionar el entorno de los datos podría reducirse enormemente con el almacenamiento de datos en vidrio.
Inconvenientes
Un inconveniente evidente del almacenamiento en vidrio de cuarzo es el elevado coste del proceso de escritura ultraláser, que podría alejar su uso generalizado durante muchos años. Aunque los costes de mantenimiento del almacenamiento de datos en vidrio son bajos, el coste medio del láser de femtosegundo necesario para escribir datos en soportes de vidrio de cuarzo, oscila entre 10.000 y 500.000 dólares, según el fabricante. Casi nada.
Como tal, su uso a gran escala es más adecuado para centros de datos a hiperescala gestionados por empresas de computación en nube. La escritura magnética de datos, aunque sensible, tiene un coste relativamente bajo, incluso si se tienen en cuenta los costes de gestión del entorno de almacenamiento.
Otros inconvenientes
- Un ecosistema de proveedores/usuarios finales incipiente, por no decir inexistente.
- Pocos detalles sobre los componentes críticos de la infraestructura de almacenamiento, como las aplicaciones y las garantías de que los formatos de archivo seguirán siendo accesibles.
- Falta de información sobre la durabilidad frente a riesgos como las catástrofes naturales, que figuran entre las tres causas más probables de interrupción del servicio en la nube.
Los datos se han borrado, larga vida a los datos
Microsoft adopta un enfoque algo comedido de la tecnología en su documento académico en torno al Proyecto Silica. Otras presentaciones de los resultados de la investigación, como el vídeo y la entrada de blog del proyecto, se inclinan por el ángulo de los 10.000 años de almacenamiento de datos.
Aunque convincente, esto atrae principalmente a los archiveros, y no a las empresas que buscan un almacenamiento de datos estable pero accesible. En esta línea, Microsoft ha realizado recientemente una prueba de concepto en colaboración con Warner Bros.
En dicha prueba, la realidad superó a la ficción, ya que se consiguió que la película original de Superman apareciera inscrita en un trozo de cristal de cuarzo (haciendo honor a la tecnología de la fortaleza de la soledad del kriptoniano). El estudio cinematográfico espera que en el futuro pueda utilizar el almacenamiento de datos en vidrio para archivar de forma segura su propiedad intelectual.
¿En qué punto del ciclo de desarrollo nos encontramos?
Algunos consideran que el almacenamiento de datos en vidrio es humo para gigantes tecnológicos.
Sin embargo, Microsoft ha demostrado que tiene aplicación práctica escalable (no como el grafeno), y ponerlo a disposición de los usuarios de forma gradual, ya que el uso que le da todavía de forma mayoritaria es en Azure.
Aunque el coste de fabricación del almacenamiento de cristal puede ser prohibitivo actualmente, Microsoft puede utilizar la innovación en sus centros de datos y ofrecer acceso al almacenamiento de cristal desde un modelo OpEx, similar al de la nube. Esto serían los primeros pasos hacia una reducción de costes todavía mayor en el futuro, y convertir a esta tecnología en un estándar para todo el mundo dentro de no mucho tiempo.