Un nouveau système de stockage de données basé sur la céramique promet de révolutionner la façon dont les organisations stockent leurs données dans les centres de données à l’avenir. La société Cerabyte a publié une vidéo montrant le potentiel de son système, qui utilise un matériau céramique combiné à du verre pour contenir des montagnes de données. Par exemple, elle veut construire des cartouches de la taille d’une paume qui peuvent stocker 10 000 To de données.Cerabyte a publié une vidéo présentant le potentiel de son système de stockage de données basé sur la céramique, très attendu, qui promet de révolutionner la façon dont les organisations stockent les données dans les centres de données à l'avenir.
Contrairement aux données habituellement stockées sur les meilleurs disques durs et les meilleurs SSD d'aujourd'hui, Cerabyte souhaite utiliser un matériau céramique, associé au verre, pour contenir des montagnes de données.
Le système fonctionne en disposant des couches d’un type spécial de céramique sur une surface de 300 micromètres d’épaisseur, sur une base en verre. Les données sont écrites à des vitesses de Go/s, avec des densités surfaciques de To/cm², bien supérieures à la densité des disques durs actuels qui n’atteignent que 0,02 To/cm². La vidéo montre un prototype entièrement opérationnel du système, qui utilise des rayons laser pour écrire et lire les données sur les cartouches.
Comment fonctionne le stockage à base de céramique de Cerebyte ?
Ce système de démonstration comprend un seul rack de lecture-écriture pour l'accessibilité au stockage ainsi que plusieurs racks de bibliothèque. L'entreprise a utilisé uniquement du matériel commercial disponible dans le commerce pour le construire.
Chaque cartouche comprend un support de données qui utilise une couche de verre, similaire au Gorilla Glass de Corning, avec une fine couche de céramique sombre comme support de stockage de données. Ces cartouches sont conservées dans une bibliothèque robotique. Lorsque des données doivent être écrites, la cartouche est déplacée du rack de bibliothèque vers le rack de lecture-écriture. La cartouche est ouverte et sort le support de données, qui est positionné sur une scène.
Les données sont écrites par deux millions de faisceaux laser qui insèrent des motifs à l'échelle nanométrique semblables à des codes QR sur la surface du support. L'impulsion laser est aiguisée par un dispositif à micro miroir numérique et façonnée par l'optique d'un microscope sur la surface du support de données. Ce processus imprime des trous – ou pas de trous – sur la couche de surface, qui représente des informations binaires.
Ces motifs sont inscrits sur le mouvement vers l'avant puis vérifiés lors d'un mouvement vers l'arrière lorsqu'il revient à sa position d'origine par la caméra microscopique. Une fois entièrement écrit, le support de données est réinséré dans la cartouche et retransféré dans la bibliothèque.
La lecture est similaire, mais cette fois seule la caméra du microscope est engagée pour lire les motifs de type code QR sur le support de stockage, les données étant lues dans les deux sens.
Cette première unité de démonstration ne rivalise pas avec les meilleures unités de stockage de données, mais la société prévoit d'étendre son système de stockage de données basé sur la céramique.
Microsoft avait déjà tenté l'aventure avec le Project Silica
Le système de Cerabyte n’est pas le seul à explorer les possibilités du stockage sur céramique. Le projet Silica a été présenté lors d'un discours d'ouverture de Microsoft Ignite 2017 sur les futures technologies de stockage. Il vise à utiliser le verre comme support de stockage optique :
Les besoins de l’humanité en matière de stockage de données à long terme continuent de croître à un rythme effarant. En tant qu'espèce, nous continuons de générer de grandes quantités de données de grande valeur (notre histoire personnelle, données médicales, industrielles, scientifiques, etc.) qui sont cruciales pour notre survie à long terme, avec une demande qui devrait dépasser les centaines de zettaoctets d'ici 2025. Malgré ce besoin, les supports magnétiques existants ne constituent tout simplement pas une solution durable et rentable. Les supports magnétiques se dégradent avec le temps, ce qui nécessite des émissions, de l'énergie et des coûts importants pour stocker en toute sécurité des données de longue durée.
Project Silica développe la première technologie de stockage au monde conçue et construite à partir des médias pour répondre au besoin de l’humanité d’une technologie de stockage durable à long terme. Nous stockons les données dans du verre de quartz : un support WORM durable et peu coûteux, résistant aux champs électromagnétiques et offrant une durée de vie de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de milliers d'années. Cela a d’énormes conséquences sur la durabilité, car cela signifie que nous pouvons laisser les données sur place et éliminer le cycle coûteux de copie périodique des données vers une nouvelle génération de médias.
Nous repensons la manière dont les systèmes de stockage à grande échelle sont construits afin d'exploiter pleinement les propriétés du support en verre et de créer un système de stockage durable et sécurisé pour prendre en charge le stockage d'archives pour les décennies à venir ! Nous co-concevons les piles matérielles et logicielles à partir de zéro, depuis les médias jusqu'à l'API utilisateur du cloud. Cela inclut une nouvelle conception à faible consommation pour la médiathèque qui remet en question l’apparence de la robotique et de la mécanique des systèmes de stockage d’archives.
Nous utilisons différentes technologies pour écrire et lire les données : des lasers femtosecondes ultrarapides pour écrire et une microscopie sensible à la polarisation utilisant une lumière ordinaire pour lire. En conséquence, le système de stockage Silica garantit dès sa conception un véritable entrefer pour les supports de stockage ; il est physiquement impossible d’écraser accidentellement des données pendant la lecture, car il n’y a tout simplement pas assez de puissance pour modifier le matériau du verre. La conception mécanique de la médiathèque rend également impossible le retour des médias dans un graveur, garantissant ainsi la sécurité des données archivées pendant toute leur durée de vie.
En tant que technologie de stockage, Silica offre des densités de données volumétriques supérieures à celles des bandes magnétiques actuelles (capacité brute supérieure à 7 To dans un plateau de verre carré de la taille d'un DVD), et en utilisant l'orientation du faisceau laser, nous sommes en mesure d'obtenir un système- des débits d'écriture globaux comparables à ceux des systèmes d'archivage actuels.
Project Silica développe la première technologie de stockage au monde conçue et construite à partir des médias pour répondre au besoin de l’humanité d’une technologie de stockage durable à long terme. Nous stockons les données dans du verre de quartz : un support WORM durable et peu coûteux, résistant aux champs électromagnétiques et offrant une durée de vie de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de milliers d'années. Cela a d’énormes conséquences sur la durabilité, car cela signifie que nous pouvons laisser les données sur place et éliminer le cycle coûteux de copie périodique des données vers une nouvelle génération de médias.
Nous repensons la manière dont les systèmes de stockage à grande échelle sont construits afin d'exploiter pleinement les propriétés du support en verre et de créer un système de stockage durable et sécurisé pour prendre en charge le stockage d'archives pour les décennies à venir ! Nous co-concevons les piles matérielles et logicielles à partir de zéro, depuis les médias jusqu'à l'API utilisateur du cloud. Cela inclut une nouvelle conception à faible consommation pour la médiathèque qui remet en question l’apparence de la robotique et de la mécanique des systèmes de stockage d’archives.
Nous utilisons différentes technologies pour écrire et lire les données : des lasers femtosecondes ultrarapides pour écrire et une microscopie sensible à la polarisation utilisant une lumière ordinaire pour lire. En conséquence, le système de stockage Silica garantit dès sa conception un véritable entrefer pour les supports de stockage ; il est physiquement impossible d’écraser accidentellement des données pendant la lecture, car il n’y a tout simplement pas assez de puissance pour modifier le matériau du verre. La conception mécanique de la médiathèque rend également impossible le retour des médias dans un graveur, garantissant ainsi la sécurité des données archivées pendant toute leur durée de vie.
En tant que technologie de stockage, Silica offre des densités de données volumétriques supérieures à celles des bandes magnétiques actuelles (capacité brute supérieure à 7 To dans un plateau de verre carré de la taille d'un DVD), et en utilisant l'orientation du faisceau laser, nous sommes en mesure d'obtenir un système- des débits d'écriture globaux comparables à ceux des systèmes d'archivage actuels.
Le film Superman est sur verre de quartz
Le projet a réussi à stocker le film Superman de 1978 sur un disque de verre de la taille d’un dessous de verre, en utilisant une technologie similaire à celle de Cerabyte :
Envoyé par Microsoft
Microsoft et Warner Bros. ont collaboré pour stocker et récupérer avec succès l'intégralité du film emblématique « Superman » de 1978 sur un morceau de verre à peu près de la taille d'un dessous de verre, 75 x 75 x 2 millimètres d'épaisseur.
Il s'agissait du premier test de validation de principe du Project Silica, un projet de Microsoft Research qui utilise les découvertes récentes en matière d'optique laser ultrarapide et d'intelligence artificielle pour stocker des données dans du verre de quartz. Un laser code les données dans le verre en créant des couches de réseaux tridimensionnels à l'échelle nanométrique et des déformations à différentes profondeurs et angles. Les algorithmes d’apprentissage automatique lisent les données en décodant les images et les motifs créés lorsque la lumière polarisée brille à travers le verre.
Le verre de silice dure peut résister à l'ébullition dans l'eau chaude, à la cuisson au four, au micro-ondes, à l'inondation, au récurage, à la démagnétisation et à d'autres menaces environnementales qui peuvent détruire des archives historiques inestimables ou des trésors culturels si les choses tournent mal.
Il s'agissait du premier test de validation de principe du Project Silica, un projet de Microsoft Research qui utilise les découvertes récentes en matière d'optique laser ultrarapide et d'intelligence artificielle pour stocker des données dans du verre de quartz. Un laser code les données dans le verre en créant des couches de réseaux tridimensionnels à l'échelle nanométrique et des déformations à différentes profondeurs et angles. Les algorithmes d’apprentissage automatique lisent les données en décodant les images et les motifs créés lorsque la lumière polarisée brille à travers le verre.
Le verre de silice dure peut résister à l'ébullition dans l'eau chaude, à la cuisson au four, au micro-ondes, à l'inondation, au récurage, à la démagnétisation et à d'autres menaces environnementales qui peuvent détruire des archives historiques inestimables ou des trésors culturels si les choses tournent mal.
Conclusion
Le stockage sur céramique présente de nombreux avantages par rapport aux supports de stockage traditionnels, comme les disques durs et les bandes magnétiques, qui sont lents, fragiles et consomment beaucoup d’énergie. Il pourrait donc devenir le moyen privilégié de stocker les données à l’ère du big data, où les besoins en capacité et en durabilité ne cessent de croître. Cerabyte espère commercialiser son système d’ici 2030, et affirme qu’il sera abordable et compatible avec les infrastructures existantes
Sources : Vidéo dans le texte (publiée par l'entreprise sur Vimeo https://vimeo.com/841629751), Microsoft (1, 2)
Et vous ?
Que pensez-vous du potentiel du stockage sur céramique pour réduire la consommation d’énergie et l’empreinte écologique des centres de données ? Quels sont les défis techniques et économiques à surmonter pour rendre le stockage sur céramique accessible au grand public ? Quelles sont les applications les plus intéressantes du stockage sur céramique pour la préservation du patrimoine culturel, la sauvegarde des données médicales ou la conservation des informations stratégiques ? Quels sont les risques liés au stockage sur céramique, notamment en termes de protection de la vie privée, de sécurité des données et de responsabilité en cas de perte ou de détérioration des données ? Comment le stockage sur céramique pourrait-il changer la façon dont nous produisons, partageons et consommons les données à l’ère du big data ? 
