Una nuova pubblicazione su Nature descrive la transizione da esperimento a piattaforma completa del cosiddetto progetto Silica. Il risultato più evidente riguarda la capacità raggiunta. Un singolo pezzo di vetro da 120 x 120 x 2 millimetri ora può ospitare fino a 4,8 terabyte di dati, un valore superiore di oltre sessanta volte rispetto alla prima dimostrazione.
Questo è stato possibile grazie a una densità di 1,59 gigabit per millimetro cubo distribuita su 301 strati di voxel microscopici, minuscole unità tridimensionali che rappresentano l'equivalente tridimensionale dei pixel e che costituiscono l'elemento base della codifica.
Alcuni dettagli sul progetto Silica
Nel 2019 Microsoft aveva presentato un esperimento che sembrava anticipare i data center del futuro. Un'intera copia del film Superman del 1978 era stata incisa in un piccolo blocco di vetro, suggerendo l'idea di archivi digitali immuni al degrado dei supporti tradizionali. Quel prototipo aveva mostrato il potenziale dell'archiviazione ottica tridimensionale, ma non rappresentava ancora un sistema utilizzabile oltre la dimostrazione concettuale. A distanza di alcuni anni la tecnologia è stata sviluppata in modo molto più avanzato, fino a raggiungere una maturità che posiziona Silica tra le soluzioni più promettenti per la conservazione a lunghissimo termine.
Il processo di scrittura utilizza laser a femtosecondi che creano alterazioni permanenti nella struttura del vetro. La ricerca distingue due approcci, ciascuno legato a un materiale differente. La silice fusa, più stabile e pura, permette una scrittura birifrangente che consente densità elevate e prestazioni superiori. Il vetro borosilicato, più economico e semplice da produrre, usa invece una scrittura di fase. La densità è inferiore ma la durata dei dati resta comunque su scala millenaria, caratteristica decisiva per un sistema orientato alla conservazione a lungo termine.
Le velocità di scrittura cambiano a seconda del materiale e della tecnica impiegata. Nella silice fusa si raggiungono 25,6 megabit al secondo per fascio, mentre nel borosilicato ci si attesta su 18,4 megabit al secondo. La modalità parallela con più fasci consente di arrivare a circa 65,9 megabit al secondo. Le prestazioni confermano che il focus non è l'accesso rapido, bensì la durabilità. I test di invecchiamento accelerato sul borosilicato hanno suggerito una conservazione potenziale superiore ai diecimila anni, un valore difficile da eguagliare con qualsiasi tecnologia oggi diffusa nei data center.
La lettura dei dati è l'altra metà del sistema. Un microscopio ottico ad alta risoluzione scansiona gli strati del vetro utilizzando luce polarizzata. Nei voxel birifrangenti la polarizzazione cambia in base all'orientamento delle micro-strutture, mentre nei voxel di fase la lettura avviene attraverso la variazione dell'indice di rifrazione. Le immagini ottenute vengono elaborate da modelli di visione basati su reti neurali convoluzionali che classificano ciascun voxel e ricostruiscono i simboli digitali. La fase finale è affidata alla correzione d'errore tramite codici LDPC, già impiegati in tecnologie comuni come 5G, Wi-Fi e comunicazioni satellitari, utili per garantire la decodifica anche quando la lettura risulta parziale o disturbata.
Una caratteristica cruciale di Silica è l'assenza di consumo energetico per la conservazione. I dati restano intrappolati nel vetro senza necessità di alimentazione, eliminando problemi legati alle migrazioni periodiche e ai supporti magnetici o ottici degradabili. Questo orienta la tecnologia verso applicazioni specifiche come archivi di ricerca scientifica, contenuti culturali o documentazione storica, contesti nei quali la lettura non deve essere immediata e la priorità è la sopravvivenza dell'informazione sul lungo periodo. Un precedente paper del 2023 indicava velocità di lettura comprese tra 30 e 210 megabyte al secondo, valori adeguati per un sistema progettato più per la longevità che per la reattività.
Sebbene non vi siano annunci formali sulla commercializzazione, il nuovo studio e la presentazione di Microsoft mostrano un netto avanzamento rispetto alle fasi sperimentali. Silica soddisfa per la prima volta i requisiti tecnici di un sistema di archiviazione in produzione e potrebbe segnare un cambiamento significativo nelle strategie di conservazione dei dati. In un panorama in cui la quantità di informazioni cresce senza sosta, soluzioni durature e stabili rappresentano un elemento sempre più centrale nella progettazione dell'infrastruttura digitale del futuro.
