Microsoft lavora all'archiviazione olografica, ecco Project HSD

Microsoft lavora all'archiviazione olografica, ecco Project HSD

Microsoft ha parlato di Project HSD, ossia di come intende applicare la tecnologia di archiviazione olografica al mondo del cloud. In un lungo post l'azienda spiega come un'idea degli anni '60 potrebbe rappresentare una svolta per il futuro.

di pubblicata il , alle 10:41 nel canale Storage
Microsoft
 

Secondo alcune previsioni, da qui al 2024 il mondo del cloud verrà inondato da 125 zettabyte di dati ogni anno. Si tratta di una cifra astronomica e tutte le aziende del settore avranno i loro bei grattacapi nel gestire una così elevata mole di informazioni. D'altronde ci sono delle esigenze ben precise: non solo offrire la capacità di archiviazione richiesta, ma farlo anche ad alte prestazioni e nel modo più economico possibile, il che significa molte cose - costo dell'hardware, consumi, raffreddamento e molto altro.

Microsoft, con Azure, è tra le realtà direttamente interessate dal problema, e per questo motivo sta pensando a nuove e inedite soluzioni per archiviare i dati dei propri clienti in modo veloce, sicuro e in spazi più contenuti. Quando si parla di cloud oggi, il quadro prevede servizi virtualizzati e clienti che pagano per avere un determinato spazio di archiviazione. La virtualizzazione apre a nuove opportunità, ma c'è un problema: tutti i supporti attuali sono stati creati nell'era pre-cloud, quindi hanno caratteristiche che non si adattano pienamente alle necessità odierne.

Microsoft Research sta affrontando il problema e tramite il programma "Optics for the Cloud" ha messo al lavoro ricercatori (fisici) e ingegneri per trovare nuove applicazioni per le ottiche, sfruttando al tempo stesso l'intelligenza artificiale. Nell'ambito di Project Silica, la casa di Redmond sta sviluppando una tecnologia di archiviazione ottica che usa il vetro come supporto per salvare le informazioni. In questo caso Microsoft sfrutta la longevità del vetro per l'archiviazione di tipo WORM, ossia "write once read many".

Project Silica risponde alle esigenze di archiviazione a lungo termine, ma non si adatta al cloud, quindi i ricercatori stanno battendo altre strade e una di queste prende il nome di Project HSD (Holographic Storage Device), un nuovo progetto che vuole portare lo storage olografico nel settore cloud. L'archiviazione olografica non è una novità e l'idea risale agli anni '60. Agli inizi del 2000 diversi gruppi di ricerca fecero grandi passi avanti, dimostrando come fosse possibile raggiungere densità incredibilmente elevate. Ed è per questo che la casa di Redmond è tornata a studiare quella tecnologia.

Microsoft è partita da due assunti: il primo è che i componenti legati alle ottiche hanno fatto grandi passi avanti negli ultimi anni e il secondo è che le nuove tecniche di machine learning possono essere integrate nel processo e dare un forte contributo. Insomma, Microsoft ha guardato al mondo degli smartphone e in particolare a come ottiche di piccole dimensioni e a basso costo assicurino un'alta densità. Nel corso delle sue sperimentazioni il colosso statunitense ha raggiunto una densità dell'80% superiore allo stato dell'arte dello storage olografico volumetrico, e sta lavorando per migliorare ancora di più densità e tempi di accesso.

Lo storage olografico usa la luce per registrare pagine di dati, ognuna con centinaia di kilobyte di dati, come un piccolo ologramma all'interno di un cristallo. L'ologramma occupa un piccolo volume dentro al cristallo, o una "zona" come la chiama Microsoft, e più pagine possono essere registrate nello stesso volume fisico o zona. Le pagine sono rilette mediante la diffrazione di un impulso di luce dall'ologramma registrato, catturandolo tramite una piccola telecamera. Questo consente di ricostruire la pagina di dati originaria. Gli ologrammi registrati possono essere cancellati con luce UV (ultravioletta) e successivamente il supporto può essere riusato per archiviare più ologrammi, creando quindi un supporto riscrivibile.

Lo storage olografico è quindi un buon candidato per l'archiviazione a caldo perché è riscrivibile e garantisce di tempi di accesso veloci. Il parallelismo intrinseco delle ottiche - la possibilità di scrivere e leggere più bit in parallelo - è da sempre "stata una delle caratteristiche più attraenti dell'archiviazione olografica", secondo Microsoft. Ed è proprio questo parallelismo che offre un throughput dati potenzialmente elevato.

Ricercare e indirizzare pagine differenti richiede solo di cambiare direzione ai fasci ottici, e questo avviene a velocità molto più alte rispetto ai dispositivi di archiviazione esistenti (come gli hard disk) utilizzando dispositivi elettronici. L'archiviazione olografica ha il potenziale per avere latenze di ricerca molto inferiori e, di conseguenza, garantire maggiori velocità di accesso a capacità economicamente vantaggiose. Questa funzionalità è particolarmente interessante per le numerose applicazioni cloud che richiedono velocità di accesso elevate e latenza di coda ridotta durante l'accesso allo storage.

"Abbiamo implementato sistemi laser in fibra ad alta potenza sviluppati di recente per ridurre i tempi di scrittura e lettura di oltre un ordine di grandezza per sostenere velocità di accesso elevate. Abbiamo anche sfruttato i recenti sviluppi nei modulatori di luce spaziale LCOS ad alta risoluzione e nelle fotocamere, spinti rispettivamente dall'industria dei display e da quella degli smartphone, per aumentare la densità. In particolare, la tecnologia delle fotocamere ad alta risoluzione è fondamentale in quanto ci consente di spostare la complessità dall'hardware ottico al software".

In precedenza era necessario usare ottiche complesse per ottenere la corrispondenza dei pixel uno a uno dal dispositivo di visualizzazione alla fotocamera per massimizzare la densità. Oggi, grazie alle fotocamere ad alta definizione e alle moderne tecniche di deep learning la "complessità" passa nel dominio digitale. "Questo ci consente di usare ottiche più semplici ed economiche senza corrispondenza dei pixel e compensare le distorsioni ottiche risultanti con hardware e software. Questo approccio riduce anche le tolleranze di produzione poiché il sistema può essere compensato e calibrato in fase di esecuzione nel software", ha spiegato Microsoft.

I progressi sono quindi palpabili, ma c'è molto lavoro da fare prima di parlare di archiviazione olografica usata sui server cloud. "Anche se abbiamo visto prestazioni convincenti in termini di tempo di scrittura / lettura e densità che possiamo ottenere in una singola zona", spiega Microsoft, "la sfida per rendere pratico lo storage olografico per il cloud è sviluppare approcci che consentano il ridimensionamento della capacità di archiviazione aumentando il numero di zone e mantenendo le stesse velocità di accesso su più zone. I precedenti approcci richiedevano il semplice spostamento meccanico dei supporti, ma erano troppo lenti. Per risolvere il problema stiamo lavorando per dimostrare un approccio multi-zona senza movimento meccanico che mantenga la velocità di accesso".

10 Commenti
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djfix1326 Settembre 2020, 14:13 #1
mi incuriosisce sempre vedere questi argomenti trattati e trovarli senza commenti; come se non ci fosse nessuno che capisce cosa ci sia scritto.

la tecnica olografica era stata pensata già prima che vincesse il formato BluRay ( https://it.wikipedia.org/wiki/Holog..._Versatile_Disc )
quindi riprenderla sarebbe intrigante
xxxyyy26 Settembre 2020, 14:40 #2
Speriamo in un formato che dia filo da torcere allo streaming.
Rubberick26 Settembre 2020, 15:02 #3
non credo che l'idea sia quella dei dischi consumer
supertigrotto26 Settembre 2020, 16:55 #4
Il mondo ha bisogno di tanta archiviazione,mi domando se,facessimo sparire le fotocamere degli smartphone,la situazione potrebbe migliorare?
Abbiamo millemila fotografie che non guardiamo più e che forse ci siamo dimenticati di avere e guarda caso,sono memorizzate nel Cloud....
chaosblade26 Settembre 2020, 18:56 #5
Io invece in contro tendenza rifiuto il cloud e mi affido a mezzi propri
demon7726 Settembre 2020, 23:30 #6
In realtà questa tecnologia di storage è allo studio da decenni.
Ricordo di aver letto di prototipi di storage olografico almeno una ventina di anni or sono.. poi come spesso accade più nulla..
CarmackDocet27 Settembre 2020, 13:33 #7

@chaosblade

posso capire l'indole a diffidare ma... col progresso è come con i Borg... la resistenza è inutile!

Ad ogni cambio c'è sempre una percentuale di persone che "resiste" al cambiamento...
dai vecchi cellulari agli smartphone, dai cavalli alle auto, ecc...

alla fine capitolerai! :P
Mith8928 Settembre 2020, 08:28 #8
Originariamente inviato da: supertigrotto
Il mondo ha bisogno di tanta archiviazione,mi domando se,facessimo sparire le fotocamere degli smartphone,la situazione potrebbe migliorare?
Abbiamo millemila fotografie che non guardiamo più e che forse ci siamo dimenticati di avere e guarda caso,sono memorizzate nel Cloud....


già, sarei proprio curioso di vedere un'analisi di come sono composti questi zettebyte di dati e quale porzione siano materiale "utile"
jepessen28 Settembre 2020, 09:26 #9
Originariamente inviato da: chaosblade
Io invece in contro tendenza rifiuto il cloud e mi affido a mezzi propri


Perche' evidentemente non ti serve. Un'azienda che deve gestire diversi server risparmia un sacco di soldi col cloud.
euscar29 Settembre 2020, 11:03 #10
Originariamente inviato da: chaosblade
Io invece in contro tendenza rifiuto il cloud e mi affido a mezzi propri


Allora siamo almeno in due
Faccio la stessa cosa con tutte le foto ed i documenti personali.

Il cloud lo uso solo in ambito lavorativo.

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