Project Silica : Pour Microsoft, le futur du stockage de données est… un morceau de verre Project Silica : Pour Microsoft, le futur du stockage de données est… un morceau de verre

Project Silica : Pour Microsoft, le futur du stockage de données est... un morceau de verre Project Silica : Pour Microsoft, le futur du stockage de données est… un morceau de verre © Jonathan Banks

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Première validation du concept du Project Silica, mené par Microsoft Research, annoncée le 4 novembre 2019. La société américaine a révélé, lors la keynote d’ouverture de sa conférence Microsoft Ignite, avoir stocké, en collaboration avec Warner Bros, le film Superman sorti en 1978) sur un carré de quartz de 7,5 cm de côté et de 2 millimètres d’épaisseur.

75,6 Go de stockage sur un matériau très résilient

Principe : un laser femtoseconde encode les données dans le verre en créant des couches d’indentations et déformations tridimensionnelles, à différents angles et profondeurs, à l’échelle nanométrique. Des algorithmes de machine learning peuvent ensuite lire les données en décodant les images et motifs créés lorsque de la lumière polarisée passe à travers le verre. Cette surface de verre peut contenir jusqu’à 75,6 Go de données.

Les chercheurs décrivent ce processus comme créant des voxels (volumetric pixels), des pixels en trois dimensions. Pour rappel les pixels (picture elements) sont les plus petits éléments d’une image en deux dimensions et contiennent des informations de couleur. La particularité du Project Silica est qu’il n’écrit pas les données sur une surface, comme c’est le cas pour les CDs et DVDs, mais les gravent directement dans le quartz. En l’occurrence le morceau utilisé contient plus de 100 couches de voxels.

Chargement d’un morceau de verre dans un système utilisant un système optique et du machine learning pour extraire et lire des données stockées

Une réponse au casse-tête de l’archivage

C’est Warner Bros qui a contacté Microsoft après avoir pris connaissance du projet. La société de production était à la recherche de technologies pour protéger son vaste fonds documentaire, composé de vieux films (Casablanca, La Grande Evasion, La Fureur de Vivre…), d’émissions de radio des années 1940, de courts-métrages d’animation (Looney Tunes), de pièces de théâtre numériques, de sitcoms ou encore de rushs de tournages de films.

Le studio hollywoodien fonctionnait jusque-là en conservant trois copies – deux copies numérisées distinctes et une copie physique originale – de chaque élément. « La copie physique originale a une durée de vie limitée qui nécessite une migration vers de nouveaux formats« , explique Warner Bros. Pour les films récents et tournés en format numérique, la société créait un troisième exemplaire en analogique via des négatifs de film en noir et blanc, placés ensuite dans une unité de stockage frigorifique avec contrôle strict de l’atmosphère. Des processus longs et coûteux, qui n’empêchent pas par ailleurs une détérioration des matériaux.

Or le principal bénéfice de cette technologie est la suivante : le quartz, composé de silice (d’où le nom du projet), peut supporter d’être trempé dans l’eau bouillante, cuit dans un four, passé au micro-ondes, ou d’être frotté avec de la laine d’acier… « et les autres menaces environnementales pouvant détruire des archives historiques ou des trésors culturels inestimables« , avance Microsoft.

Morceau de quartz plongé dans de l’eau bouillante

Réduire l’espace et les coûts de stockage

Microsoft explique que cette technologie pourrait considérablement réduire les coûts nécessaires au stockage de données, et qu’elle pourrait être mise en œuvre dans le cadre de ses services cloud Azure. Elle représente en effet une opportunité pour l’entreprise dans un contexte où la quantité de données que l’humanité cherche maintenant à stocker explose, et ce alors que la capacité des technologies de stockage existantes plafonne. « Les coûts de stockage à long terme sont alimentés par la nécessité de transférer de manière répétée des données sur un nouveau support avant que les informations ne soient perdues« , rappelle Microsoft.

Contrairement à un disque dur, qui a une durée de vie de trois à cinq ans, ou à une bande magnétique (cinq à sept ans), le stockage sur quartz « permet de conserver les données pendant des siècles« . Autre avantage : les données n’étant écrites qu’une seule fois sur le quartz, elles ne subissent pas de dégradation comme lors de migration de données classique. Autre source de réduction des coûts et d’empreinte environnementale : le quartz n’a pas besoin, contrairement à des datacenters par exemple, de système de climatisation ou d’aération. Les deux partenaires reconnaissent cependant qu’il reste encore beaucoup à faire avant de pouvoir industrialiser la technologie, notamment sur la vitesse à laquelle les données doivent être écrites et lues.

Les détails du fonctionnement de Projet Silica en vidéo