Các nhà nghiên cứu tại Microsoft vừa công bố một phương thức lưu trữ thông tin kỹ thuật số đột phá trên các tấm kính nhỏ, mở ra khả năng bảo tồn kho tàng tri thức nhân loại với tuổi thọ lên tới hơn 10.000 năm.

Lời giải cho cuộc khủng hoảng “phân rã dữ liệu”

Dự án có tên gọi Project Silica được ra đời nhằm giải quyết triệt để tình trạng “bit rot” (sự phân rã bit) — một vấn nạn nhức nhối trong giới công nghệ khi các loại băng từ và ổ cứng tại các trung tâm dữ liệu toàn cầu bị thoái hóa theo thời gian.

Khác với các phương thức lưu trữ truyền thống vốn đòi hỏi phải thay mới sau mỗi 5 đến 10 năm, hệ thống lưu trữ bằng kính này có thể trụ vững hàng nghìn năm mà không cần tiêu tốn điện năng hay bảo trì định kỳ.

Công nghệ khắc laser siêu vi

Theo báo cáo trên tạp chí khoa học uy tín Nature , quy trình này sử dụng tia laser femtosecond tốc độ cao để tạo ra các thay đổi vĩnh viễn ở cấp độ siêu hiển vi, được gọi là các voxel, bên trong những tấm kính silica hoặc borosilicate mỏng. Đây cũng chính là loại vật liệu siêu bền được dùng để sản xuất đồ thủy tinh chịu nhiệt Pyrex.

Đội ngũ Microsoft Research Cambridge cho biết, họ có khả năng nén tới 4,84 terabyte dữ liệu vào một miếng kính chỉ rộng khoảng 12 cm² và dày vỏn vẹn 2 mm. Để dễ hình dung, một thiết bị nhỏ hơn cả tấm lót ly này có thể chứa đựng nội dung của khoảng 2 triệu cuốn sách. Điểm khác biệt cốt lõi nằm ở chỗ: trong khi đĩa CD hay DVD chỉ lưu dữ liệu trên bề mặt, Project Silica mã hóa thông tin thành hàng trăm lớp xuyên suốt độ dày của tấm kính.

Ông Richard Black, Giám đốc nghiên cứu dự án, khẳng định: “Một khi dữ liệu đã được ‘khóa’ an toàn bên trong lớp kính, nó sẽ tồn tại bền bỉ trong một khoảng thời gian cực kỳ dài.”

Hiệu suất ghi cũng là một điểm sáng khi mỗi voxel được hình thành chỉ bởi một xung laser duy nhất. Bằng cách chia tách laser thành bốn chùm tia hoạt động đồng thời, nhóm nghiên cứu đã đạt được tốc độ ghi ấn tượng: 65,9 triệu bit mỗi giây.

Khả năng “sinh tồn” khắc nghiệt

Quy trình truy xuất dữ liệu được thực hiện thông qua một kính hiển vi tự động quét qua các lớp kính, sau đó hệ thống học máy (machine learning) sẽ đảm nhận vai trò giải mã các mô hình thị giác trở lại thành dữ liệu số nguyên bản.

Nhờ đặc tính trơ về mặt hóa học, những “thẻ kính” này có thể chịu được mức nhiệt cực đoan lên tới 290°C, ngâm trong nước hay chịu tác động của các xung điện từ (EMP) — những yếu tố vốn dễ dàng quét sạch dữ liệu trên các thiết bị điện tử thông thường.

Tầm nhìn cho lưu trữ doanh nghiệp

Dù mang tính đột phá, các chuyên gia nhận định công nghệ này hiện chưa hướng đến người dùng cá nhân hay văn phòng nhỏ. Hệ thống hạ tầng phức tạp để ghi và đọc dữ liệu hiện chỉ phù hợp với các “ông lớn” điện toán đám mây và các kho lưu trữ quốc gia.

Giáo sư Melissa Terras, chuyên gia di sản văn hóa số tại Đại học Edinburgh, nhận định rằng dù đây là một phương tiện lưu trữ đầy hứa hẹn, sự thành công của nó vẫn phụ thuộc vào cam kết dài hạn từ ngành công nghiệp.

Bà nhấn mạnh: Để dữ liệu thực sự hữu ích cho các thế hệ hàng trăm năm sau, chúng ta không chỉ giữ tấm kính mà còn phải bảo tồn cả phần cứng và tài liệu hướng dẫn cách đọc chúng.

Hiện tại, Microsoft đang nỗ lực tối ưu hóa công nghệ để tăng tốc độ và giảm chi phí, với mục tiêu cung cấp một giải pháp bền vững cho cơn bùng nổ dữ liệu toàn cầu.