El invento de Microsoft contra un apocalipsis digital: guardar datos en cristales por miles de años

Cada día, el ser humano genera más de 300 millones de terabytes de datos, que se convierten en 175 zetabytes anualmente. Una avalancha de información impensable solo hace algunos años, pero que sigue aumentando cada día, tanto en España como en el resto del mundo. La llegada de nuevos formatos de audio y vídeo de alta calidad, las nuevas aplicaciones de IA y la inmensa cantidad de información que se comparte cada día en redes sociales contribuyen a un doble problema a medio y largo plazo: el enorme consumo energético de los centros de datos y la caducidad de las soluciones basadas en formatos electromagnéticos.

Un apagón de larga duración, una tormenta solar particularmente dañina o la propia naturaleza de los soportes físicos de almacenamiento actuales, que los hace particularmente vulnerables, podría provocar un devastador apocalipsis digital. Para evitarlo, Microsoft lleva desde 2016 trabajando en el Project Silica, un nuevo soporte de almacenamiento más duradero y fiable: el vidrio de cuarzo.

La primera muestra de la capacidad del sistema de Microsoft para garantizar un formato más seguro y sostenible llegó en 2019. Ese año, la empresa detrás de Windows anunció una alianza con Warner Bros para guardar y 'leer' una copia de Superman, la película original de 1978, en un pequeño cristal de sílice de cuarzo de 75 x 75 mm y sólo 2 mm de grosor. Este peculiar 'disco' tenía una capacidad de 75,6 GB, podía durar cerca de 1.000 años y era resistente a todo tipo de rayaduras, pero también al calor, al agua y la desmagnetización.

Los cuatro rollos de película de Superman cupieron en un pequeño cristal de cuarzo Microsoft / Warner Bros Omicrono

Ahora, la compañía estadounidense ha comunicado algunos de los avances de la investigación, que demuestra cómo han mejorado el sistema para que cada cristal tenga más capacidad y sea más duradero: ahora pueden superar los 7 TB de datos (equivalente a 3.500 películas o 1,75 millones de canciones) y su vida útil ha aumentado hasta los 10.000 años.

Láseres y vidrio

Actualmente, tecnologías magnéticas como la cinta o las unidades de disco duro proporcionan un almacenamiento fiable y económico, pero tienen importantes limitaciones relacionadas con su longevidad. Este tipo de soportes están diseñados para durar un máximo de 10 años, y el proceso de migrar la información a nuevos soportes implica una inversión constante.

El sistema para escribir datos con láser en el vidrio Microsoft Omicrono

Mantenerlos en buen estado exige además una 'limpieza' periódica, una lectura de datos para "detectar posibles daños y corregir los errores" que "supone un importante consumo de energía", según se lee en la página web de Microsoft dedicada al Proyecto Silica.

El nuevo sistema de almacenamiento que propone la compañía de Redmond está basado en la nube y estaría respaldado por vidrio de cuarzo. Sus principales cualidades se basan en que es "un soporte duradero, químicamente inerte y resistente de bajo coste, impermeable a las interferencias electromagnéticas", que elimina la necesidad de actualizar los datos con regularidad y revisarlos para comprobar si tienen daños.

Para 'insertar' esa información en las placas de cristal de cuarzo se utilizan unos láseres ultrarrápidos de femtosegundos para escribir voxels, que son modificaciones permanentes de la estructura física del vidrio. Estos voxels permiten codificar múltiples bits de datos en sucesivas capas 2D. Para que la escritura sea rápida, los ingenieros del Proyecto Silica escanean "rápidamente los pulsos láser a lo largo del soporte mediante un escáner similar al utilizado en los lectores de códigos de barras".

Para la fase de lectura se utiliza microscopía de polarización, capaz de obtener imágenes muy rápidamente. Así, la unidad de lectura escanea los distintos sectores de información con un patrón en forma de Z, para luego descodificar esas imágenes y convertir las señales analógicas en digitales.

Biblioteca de cristal

Para que todo funcione con la mayor velocidad posible, Microsoft propone grandes bibliotecas automatizadas, en las que cada cristal ocupe una posición determinada. Estas cuentan con bastidores independientes de lectura, escritura y almacenamiento, a los que acceden robots específicamente diseñados para cada tarea.

Uno de los elementos diferenciales frente a los sistemas de hoy en día es que los bastidores de almacenamiento no necesitan alimentación eléctrica, por lo que el ahorro de energía es enorme comparado con los centros de datos actuales.

Además, para impedir que cualquiera de los cristales pueda sobreescribirse, los bastidores de escritura están separados del resto de la biblioteca y el paso de uno a otro es unidireccional: los vidrios, una vez utilizados para almacenar información, no pueden volver en ningún caso a la zona en la que se escriben los datos. 

Aunque el equipo del Proyecto Silica está convencido de que que "aún quedan tres o cuatro fases de desarrollo", por no hablar de una gigantesca inversión para ponerla en marcha, antes de que la tecnología esté lista para su uso comercial. Sin embargo, los avances de la iniciativa muestra un futuro prometedor en sectores como la sanidad, la investigación científica o las finanzas, "en los que el almacenamiento seguro y duradero de datos sensibles es crucial".

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