Dataopslag in glas: Superman is alvast vereeuwigd

Dit is blog 9 in de blogreeks over Green IT.

De laatste innovatieve opslagtechniek die er veelbelovend uitziet, zeker voor digitaal erfgoed, is dataopslag in glas. Microsoft doet hier al enkele jaren onderzoek naar onder de naam project Silica. Onderzoekers gebruiken speciaal gefabriceerd glas om grote hoeveelheden data duurzaam en voor een lange periode op te slaan. In deze blog leggen we uit hoe dit in zijn werk gaat. (1)

In 2019 begon project Silica als een experiment, oorspronkelijk bedoeld als alternatief voor fysieke opslagmogelijkheden. Tijdens het onderzoek ontdekte men echter dat de informatiedichtheid op glas erg hoog was, wat het onderzoek een nieuwe richting gaf. Microsoft zag het als een potentiële vervanging voor cloudopslag in de toekomst.

Om een voorbeeld te geven van de informatiedichtheid: voor het bewaren van 1,75 miljoen liedjes, 875.000 keer de tekst van de roman ‘Oorlog en vrede’ en 3500 films volstaat een glasplaatje ter grootte van een onderzetter. In totaal kan een glasplaatje tot 500 TB aan data opslaan. (2)

Meest duurzame vorm van dataopslag

Wie zich bezighoudt met digitale preservering, weet dat de meeste bestaande opslagmethoden eindig zijn. Dit dwingt ons om data steeds opnieuw te kopiëren naar nieuwe, duurzamere formaten. Telkens opnieuw kopiëren zorgt niet alleen voor kosten in termen van geld, energie en tijd, maar brengt ook risico's met zich mee voor de data zelf.

Met glasopslag lijkt er nu een duurzaam alternatief te zijn dat tot wel 10.000 jaar onveranderd kan blijven. Bovendien is glas bestand tegen extreme hitte en kou, waardoor het niet constant op een specifieke temperatuur gehouden hoeft te worden (met het daarmee gepaard gaande elektriciteitsgebruik). Ook is glas niet gevoelig voor elektromagnetische pulsen. (3)

Belangrijke mijlpaal: Superman op glas

TV- en filmproducent Warner Bros zocht al langere tijd naar een duurzame opslagoplossing voor zijn filmarchieven, zonder de noodzaak om bestanden om de paar jaar over te zetten naar nieuwe opslagmedia. Samen met Microsoft gingen ze de uitdaging aan om een 'proof of concept' uit te voeren voor het opslaan van films op glas. En met succes: de film Superman werd succesvol opgeslagen en uitgelezen, inclusief technische metadata die ervoor moet zorgen dat ook in de toekomst de bestanden duurzaam toegankelijk blijven . Het experiment is een belangrijke stap in het vinden van een duurzame manier om veel gegevens op te slaan, zowel met oog op het milieu als voor langdurige bewaring.

Glasbibliotheken

Ondertussen ontwikkelt Microsoft een glasbibliotheek waarin glasplaten worden bewaard en opgevraagd met een ingenieus systeem van robotjes. (4) Stel je dit voor als een enorme boekenkast waarin de glasplaten netjes zijn opgeborgen, vergelijkbaar met hoe je boeken op een rij hebt staan. Langs de boekenkasten loopt een rails waarop de robots bewegen. Ze kunnen omhoog en opzij gaan om de glasplaten op te halen en naar een microscoop te brengen, waar ze worden uitgelezen. Vervolgens zetten de robotjes ze keurig terug op hun plek. Op de Microsoftwebsite kun je een video bekijken die stap voor stap laat zien hoe dit systeem precies werkt. (5)

Ecologisch duurzaam

Wanneer we glas langs de duurzaamheidseisen leggen van zowel digitale als ecologische duurzaamheid lijkt dit de meest veelbelovende opslagtechniek voor grote hoeveelheden data in de nabije toekomst. Enig nadeel op dit moment is dat de infrastructuur zal moeten worden aangelegd of aangepast om opslag op glas mogelijk te maken.

Een groot voordeel is dat de glasplaten in de 'boekenkast' geen energie verbruiken, behalve wanneer de robotjes ze verplaatsen. Hierdoor is het energieverbruik extreem lager dan bij datacentra.

Bovendien is kwarts een van de meest milieuvriendelijke materialen. Omdat kwarts het op een na meest voorkomende mineraal op aarde is, is het gemakkelijk lokaal te vinden en eenvoudig te ontginnen. Dit maakt de productie relatief voordelig en vermindert de milieubelasting door het vermijden van lange transportafstanden tussen de ontginningsplaats en de productielocatie.

Tot slot is kwarts een heel duurzaam en daarmee bestendig materiaal. Het raakt niet snel beschadigd en kan talloze externe invloeden doorstaan die andere opslagmedia blijvend zouden beschadigen. Mocht er onverhoopt een reden zijn om de glasplaat niet langer te bewaren, dan kan het materiaal eenvoudig worden gerecycled. Daarmee geniet glas, wat betreft de ecologische duurzaamheid van alle opslagtechnieken die we in deze blogreeks hebben besproken, de voorkeur.

Blogserie

Deze blogpost is onderdeel van een serie blogposts over Green IT geschreven in opdracht van de gelijknamige netwerkgroep van het Netwerk Digitaal Erfgoed (NDE). Deze netwerkgroep monitort de ontwikkelingen rondom Green IT en de impact van de voortschrijdende digitalisering op het klimaat. Specifiek wordt daarbij gekeken naar de (toenemende) digitalisering binnen de erfgoedsector.

Eerder verschenen in deze blogserie

Thema: Introductie Green IT

1 De dubbele rol van IT in duurzaamheid

2. De noodzaak van een duurzaamheidskader voor de erfgoedsector

Thema: Dataopslag

3. De digitale databerg

4. De verborgen impact van cloudopslag

5 1% van alle data ter wereld bewaren – wat kost dat aan CO2-uitstoot?

6 De zoektocht naar duurzame alternatieven voor disks en tapes

7 Dataopslag in synthetisch DNA: coderen en decoderen in geheimschrift

8 Dataopslag in atomen: sciencefiction of toekomstige realiteit?

Gebruikte bronnen:

(1) Meer informatie over project Silica is terug te vinden op de onderzoekspagina van Microsoft: https://www.microsoft.com/en-us/research/project/project-silica/

(2) The Verge, ‘Five-dimensional’glass discs can store data for up to 13.8 billion years’, gepubliceerd op 16 februari 2016.

(3) Microsoft, ‘Project Silica proof of concept stores Warner Bros. Superman movie on glass’, laatst bekeken op 1 november 2023.

(4) Microsoft Research, ‘Research Talk: Storing data for millennia’ YouTube video, laatst bekeken 1 november 2023.

(5) Microsoft ‘Project Silica Library 2022’, YouTube video, laatst bekeken 1 november 2023.