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Silica, la ricerca Microsoft si avvicina a uno storage cloud sostenibile in vetro

I ricercatori di Microsoft Research che stanno portando avanti Project Silica hanno di recente pubblicato un paper che presenta Silica.

Si tratta, spiega il team di ricerca, del primo sistema di cloud storage per dati d’archivio basato sul vetro di quarzo, un supporto estremamente resiliente che consente di lasciare i dati in situ a tempo indeterminato.

Infatti, Microsoft sottolinea che l’archiviazione a lungo termine sostenibile ed economica rimane un problema irrisolto. Le tecnologie di archiviazione più diffuse oggi sono quelle magnetiche (dischi rigidi e nastri). Utilizzano supporti che si degradano nel tempo e hanno una durata limitata, il che porta a soluzioni inefficienti, dispendiose e costose per i dati a lunga conservazione.

L’hardware e il software di Silica – spiegano i ricercatori – sono stati co-progettati e co-ottimizzati, dal supporto fino al livello di servizio, con la sostenibilità come obiettivo primario.

Il progetto segue una metodologia cloud-first, data-driven, basata su principi derivati dall’analisi del carico di lavoro archivistico di un grande servizio cloud pubblico. Silica – sostengono i ricercatori Microsoft – è in grado di supportare un’ampia gamma di carichi di lavoro di archiviazione e inaugura una nuova era di storage sostenibile ed economico.

Microsoft Project Silica
James Clegg, scienziato ottico senior di Microsoft, co-autore del paper, carica un pezzo di vetro in un sistema che utilizza l’ottica e l’intelligenza artificiale per recuperare e leggere i dati memorizzati sul vetro, nell’ambito di un proof of concept per Project Silica presentato nel 2019. Foto di Jonathan Banks per Microsoft

Project Silica non è una novità ed è anzi al lavoro da molto tempo. Fa parte del più ampio progetto Optics for the Cloud, che esplora il futuro dell’infrastruttura cloud all’intersezione tra ottica e informatica.

È stato presentato in un keynote di Microsoft Ignite 2017 sulle future tecnologie di storage. Nel novembre 2019, Satya Nadella, CEO di Microsoft, ha annunciato una collaborazione tra Project Silica e Warner Brothers, che ha rappresentato un primo proof of concept della tecnologia.

Il concetto di base di Project Silica è quello di archiviare i dati in vetro di quarzo: un supporto WORM a basso costo e durevole, a prova di campi elettromagnetici e con una durata di vita da decine a centinaia di migliaia di anni. Ciò ha enormi conseguenze per la sostenibilità, in quanto consente di lasciare i dati in loco e di eliminare il costoso ciclo di copia periodica dei dati su una nuova generazione di supporti.

I ricercatori di Microsoft stanno ripensando il modo in cui vengono costruiti i sistemi di archiviazione su larga scala per sfruttare appieno le proprietà dei supporti in vetro e creare un sistema di archiviazione sostenibile e sicuro per supportare lo storage per decenni a venire.

Il team di ricerca sta co-progettando da zero gli stack hardware e software, dai supporti fino alle API per gli utenti del cloud. Questo include un design innovativo e a basso consumo per la media library che sfida l’aspetto della robotica e della meccanica dei sistemi di archiviazione.

Per scrivere e leggere i dati, i ricercatori impiegano tecnologie diverse: laser ultrarapidi a femtosecondi per scrivere e microscopia sensibile alla polarizzazione che utilizza la luce normale per leggere. Di conseguenza, sostiene Microsoft, il sistema di storage Silica garantisce un vero e proprio airgap by design per i supporti di archiviazione: è fisicamente impossibile sovrascrivere accidentalmente i dati durante la lettura, poiché la potenza non è sufficiente a modificare il materiale di vetro. Il design meccanico della libreria di supporti rende inoltre impossibile il rientro dei supporti nel writer, garantendo ulteriormente la sicurezza dei dati archiviati per tutta la loro durata.

Come tecnologia di archiviazione, spiega ancora Microsoft, Silica offre densità di dati volumetriche superiori a quelle degli attuali nastri magnetici (capacità grezza fino a 7 TB in un piatto di vetro quadrato delle dimensioni di un DVD) e, grazie al beam steering del raggio laser, il team di ricerca è stato in grado di raggiungere velocità di scrittura aggregate a livello di sistema paragonabili agli attuali sistemi di archiviazione.

Una tecnologia dalle potenzialità interessanti, dunque, che con il nuovo paper sembra aver fatto un ulteriore passo in avanti verso l’implementazione nel mondo reale.

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