Microsoft'un Project Silica atılımı, sabit diskleri nihayet ortadan kaldırabilir

Microsoft'un Project Silica atılımı, sabit diskleri nihayet ortadan kaldırabilir

Microsoft destekli bir araştırma ekibi, ultra hızlı lazerler kullanarak verileri sıradan cama yazan ve tek bir avuç içi büyüklüğündeki cama 4,8 terabayt veri sığdıran bir arşiv depolama sistemini tanımlayan hakemli bir çalışma yayınladı. Silica adı verilen sistem, veri yazıldıktan sonra güç, soğutma ve sürekli bakım gerektirmiyor. Teknoloji laboratuvarın ötesine geçerse, hükümetlerin, stüdyoların ve bilimsel kurumların bilgileri on yıllarca veya yüzyıllarca nasıl koruduğunu yeniden şekillendirebilir ve potansiyel olarak manyetik sabit diskleri ve manyetik bantları soğuk depolama için devre dışı bırakabilir.

Lazer Darbeleri Camı Nasıl Veri Kasasına Dönüştürüyor?

Silika, kaynaştırılmış silika cama femtosaniye lazer darbeleri göndererek, malzemenin içindeki hassas noktalarda nano ölçekli yapısal değişiklikler yaratır. Her darbe yaklaşık bir katrilyonda bir saniye sürer; bu da camı çatlatmadan değiştirmek için yeterince kısadır. Bu değişiklikleri yüzlerce katmana yayarak, sistem milimetre küp başına 1,59 Gbit hacimsel yoğunluk elde eder. Bu rakam önemlidir çünkü sadece 120 mm x 120 mm x 2 mm ölçülerindeki bir cam parçasının, yaklaşık iki milyon fotoğraf veya birkaç yüz saatlik yüksek çözünürlüklü videoya eşdeğer olan 4,8 TB veriyi, kimyasal olarak kararlı bir blok içinde mühürlenmiş halde tutabileceği anlamına gelir.

Verilerin geri okunması polarize ışık mikroskobuna dayanmaktadır. Bir okuyucu, ışığı camdan geçirir ve her küçük değişikliğin, ışığın her noktadan geçerken polarizasyonu nasıl döndürdüğünü ölçer ve ışığın davranışındaki ince değişikliklerden bitleri yeniden oluşturur. Bu yaklaşım, verileri üç boyutta kodlayan önceki optik depolama deneylerine dayanmaktadır, ancak Silica ekibi, hem yoğunluk hem de verimlilik açısından bu konsepti önceki gösterimlerin çok ötesine taşımıştır. Yazma hızı şu anda saniyede 25,6 Mbit'tir ve bu, 4,8 TB'lık bir paneli yaklaşık iki haftalık sürekli çalışma süresinde tamamen doldurmak için yeterince hızlıdır. Bu hız, modern katı hal sürücülerine kıyasla yavaştır, ancak arşiv depolama değerlerinde hızdan ziyade kalıcılık önemlidir ve araştırmacılar, paralel lazer ışınlarının ve daha gelişmiş optiklerin süreci önemli ölçüde hızlandırabileceğini savunmaktadır.

Güç Yok, Soğutma Yok, Bakım Yok

Geleneksel depolamaya göre en çarpıcı avantajı, veriler yazıldıktan sonra olanlardır: hiçbir şey. Sabit diskler diskleri döndürmek için elektriğe ihtiyaç duyar, teyp kütüphaneleri iklim kontrollü kasalara ihtiyaç duyar ve her ikisi de zamanla bozulur. Buna karşılık, silika cam kimyasal olarak inerttir. Microsoft ile işbirliği yapan meslektaşlarıyla birlikte geliştirmeyi yöneten Peter Kazansky, Nature dergisine verdiği bir röportajda, veriler cama kazındıktan sonra işlemin fiilen tamamlandığını söyleyerek bu avantajı özetledi. Depolama, sıcaklık kontrolü veya bakım gerektirmez; bu da arşiv depolamasının uzun vadeli maliyetini önemli ölçüde azaltabilir, çünkü enerji ve HVAC giderleri, kütüphanelerin, film arşivlerinin ve bulut sağlayıcılarının soğuk verileri canlı tutmak için harcadığı paranın büyük bir bölümünü oluşturmaktadır.

Dayanıklılık testleri, camın veri kaybı olmadan aşırı ısıya ve fiziksel strese dayanabileceğini, manyetik ortamları veya katı hal sürücülerini yok edecek koşullarda hayatta kalabileceğini göstermektedir. Kaynaştırılmış silika korozyona uğramaz, manyetik özelliğini kaybetmez ve yıllar içinde geleneksel ortamları etkileyen yavaş bozulma olan bit çürümesinden etkilenmez. Ulusal arşivler, tıbbi görüntüleme depoları ve genomik veri tabanları gibi on yıllar veya daha uzun süre boyunca kayıtlara erişimi garanti etmesi gereken kurumlar için, beş yıl süren bir ortam ile yüzyıllar süren bir ortam arasındaki fark, kademeli bir fark değildir. Bu, korumanın ekonomisini ve lojistiğini tamamen değiştirerek, arşivcilerin her birkaç donanım neslinde bir yapılan geçişler yerine kalıcı koleksiyonlar açısından düşünmelerini sağlar.

Sabit Disklerin Hala Avantajı Neden Var?

Uzun vadeli depolama için açık avantajlarına rağmen, Silica, mevcut teknolojinin yerini büyük ölçekte almadan önce gerçek engellerle karşı karşıya. Saniyede 25,6 Mbit yazma hızı, kurumsal sabit disklerin veya hatta LTO bantlarının sağlayabileceğinden kat kat daha yavaştır. Günlük olarak petabaytlarca yeni veriyi alması gereken kuruluşlar için, mevcut sistem lazer yazıcıların büyük ölçüde paralelleştirilmesini gerektirecektir ve ne Microsoft ne de araştırma ekibi bu tür donanımlar için ticari bir üretim zaman çizelgesi veya maliyet tahmini yayınlamamıştır. Laboratuvar gösterimi ile endüstriyel dağıtım arasındaki bu boşluk, özellikle özel üretim ve hassas optikler söz konusu olduğunda, geçmişte birçok umut vadeden depolama teknolojisinin takıldığı noktadır.

Rastgele erişim ve esneklik sorunu da var. Arşivleme amaçlı kullanılan cam depolama, tek seferlik yazma özelliğine sahip bir ortamdır: veriler yerinde üzerine yazılamaz veya güncellenemez; bu da onu veritabanları, işletim sistemleri veya sık sık değişiklik gerektiren herhangi bir iş yükü için uygunsuz hale getirir. Düşük gecikme süresi ve yüksek IOPS'nin kullanım ömründen daha önemli olduğu bu kullanım durumlarında sabit diskler ve SSD'ler hakim olmaya devam edecektir.

Gerçek rekabet daha dardır: Silica, kuruluşların bir kez yazdığı ve nadiren okuduğu ancak düzenleyici, yasal veya kültürel nedenlerle bozulmadan koruması gereken büyük veri havuzları olan soğuk depolamayı hedeflemektedir. Bu pazar şu anda ucuz ancak kırılgan ve erişimi yavaş olan manyetik bant ve iklim kontrollü veri merkezlerinde tutulan, güvenilir ancak on yıllarca bakımı pahalı olan sabit diskler tarafından karşılanmaktadır. Silica'nın burada kazanması için, yalnızca daha uzun ömür sunmakla kalmayıp, mevcut arşivleme yazılım yığınları ve alma iş akışlarıyla da entegre olması gerekir.

Merkezi Olmayan Arşivlere Doğru Olası Bir Geçiş

Bakım gerektirmeyen cam depolamanın az araştırılmış bir sonucu, daha küçük kurumlar için ne anlama gelebileceğidir. Günümüzde, büyük veri kümelerini on yıllarca saklaması gereken bölgesel bir hastane, belediye veya üniversite araştırma laboratuvarı genellikle bulut sağlayıcılarına veya merkezi manyetik bant arşivlerine güvenmektedir. Her iki seçenek de tekrarlayan maliyetler ve üçüncü taraf altyapıya bağımlılık içermektedir.

Güç veya iklim kontrolüne ihtiyaç duymadan süresiz olarak bir rafta durabilen bir depolama ortamı, bu kuruluşların kendi arşivlerini saklamalarına, uzun vadeli koruma için büyük bulut platformlarına olan bağımlılıklarını azaltmalarına ve potansiyel olarak hassas verileri fiziksel olarak kaynağına daha yakın tutmalarına olanak sağlayabilir.

Bu değişim bir gecede gerçekleşmeyecek ve lazer yazma ve okuma donanımının maliyetinin Fortune 500 bütçelerinin dışında erişilebilir olacak kadar düşmesine bağlıdır. Ancak altta yatan fizik bunu desteklemektedir: cam ucuzdur ve tek bir 4,8 TB'lık cam panelin ham maddesi, bir sabit diskin on yıl boyunca dönmesini sağlamak için gereken elektrikten çok daha az maliyetlidir.

Eğer kompakt, uygun fiyatlı okuyucular ortaya çıkarsa, belki de rafa monte üniteler veya hatta masaüstü cihazlar olarak, daha küçük oyuncular sürekli işletme gideri olmadan kalıcı arşivler oluşturabilirler. Zamanla, bu durum, müzelerin, yerel yönetimlerin ve araştırma ekiplerinin her şeyi bir avuç hiper ölçekli veri merkezine göndermek yerine kendi cam kütüphanelerini koruduğu, daha dağıtık bir veri koruma modelini teşvik edebilir.

Bu Çığır Açan Gelişme Neleri Çözüyor ve Neleri Çözmüyor?

Nature'da yayınlanan hakemli sonuçlar, fiziksel veri yoğunluğu ve uzun ömürlülüğünde bir dönüm noktası oluşturuyor, ancak dijital korumadaki her zorluğu ortadan kaldırmıyor. Silika, bitleri kararlı bir cam matrise kilitleyerek depolama ortamlarının kırılganlığını ele alıyor ve ısı, nem veya manyetik alanların bilgileri silme riskini önemli ölçüde azaltıyor.

Ayrıca, cam panellerin rafta durması için güç gerektirmediğinden, arşivlerin enerji ayak izini de ele alıyor. Bununla birlikte, verileri korumak sadece bitleri sağlam tutmakla ilgili değil. Aynı zamanda gelecekteki sistemlerin bu bitleri yorumlayabilmesini sağlamakla da ilgilidir. Dosya formatları, kodekler ve şifreleme şemaları eski hale gelebilir ve uyumlu bir yazılım veya anahtar yoksa, mükemmel şekilde korunmuş veriler etkili bir şekilde okunamaz hale gelebilir.

Bu nedenle, arşivciler cam depolamayı, sihirli bir çözümden ziyade daha geniş bir koruma stratejisinin bir katmanı olarak ele alacaklardır. Kurumlar, altta yatan depolama ortamı asla yıpranmasa bile, dosya formatlarını periyodik olarak değiştirmeye veya öykünme ortamlarını sürdürmeye ihtiyaç duyabilirler. Veriler bir kez yazıldığında ve değiştirilemediğinde, sürümleme, silme ve yasal uyumluluğun nasıl yönetileceği konusunda da sorular mevcuttur.

Örneğin, unutulma hakkını gerektiren düzenlemeler, değiştirilemez ortamlarla pek bağdaşmaz. Silica'nın vaadi, arşivlemenin fiziksel yönünü daha ucuz, daha yoğun ve daha dayanıklı hale getirmektir. Sınırlamaları, bilginin uzun vadeli yönetiminin, bir gün gelecekteki arşivlerin raflarını doldurabilecek cam plakalar kadar politika, yazılım ve kurumsal uygulamalara da bağlı olmaya devam edeceğini vurgulamaktadır.

Kaynak: MO