Microsoft développe une solution de stockage qui durerait… mille ans

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Le verre sera-t-il le support de stockage longue durée du futur ? C’est ce que croient les équipes de recherche de Microsoft qui développent leur « Project Silica ».
Prenant l’apparence d’une plaque de verre (du verre de quartz, en fait), cette technologie de pointe fait appel à des lasers femtoseconde pour l’écriture et des microscopes pour la lecture. En clair : il s’agit pour l’heure d’un projet de recherche. Mais il est suffisamment avancé pour que le studio de cinéma Warner Bros décide de commencer à l’utiliser à titre expérimental pour quelques films comme le Superman de 1978. Un film qui a été choisi pour une raison de communication : l’un des plus vieux enregistrements audio de la Warner datant des années 40 est une fiction radio mettant en scène le super héros. La boucle semble bouclée.

Project Silica veut répondre à deux besoins : gagner de la place et assurer une préservation longue durée. Deux problématiques au cœur de la préservation des films par les studios de cinéma comme la Warner.
En plus des copies numériques, la sauvegarde des films (oui, même numériques) impose de séparer les trois couleurs composantes qui seront archivées chacune sur des films noir et blanc. Des bobines qui doivent être de plus stockées dans un environnement ultra contrôlé en matière de températures et d’humidité pour ne pas dégrader les composés chimiques.
Comme vous pouvez le voir sur les photos, préserver un film de manière physique est très encombrant, mais nécessaire puisque la durée de vie des sauvegardes numériques sur disque dur est tellement limitée que la Warner migre toutes ses données numériques tous les trois à cinq ans. Là encore, la tâche est lourde, coûteuse et n’assure qu’une préservation de courte durée.

Stocker pour mille ans… à moindres frais

C’est là que Project Silica intervient : le projet de Microsoft permet d’enregistrer un film sur une plaque de verre de 75 mm de côté pour deux millimètres d’épaisseur, le tout pendant… mille ans ! Le verre de quartz est en effet un composé stable et très solide. Les chercheurs de Microsoft ont fait subir mille torture à des plaques enregistrées (bouillir, démagnétisation, passage au micro-ondes, abrasion à la paille de fer, etc.) et ont à chaque fois pu récupérer les données.

Insensible à tout ce qui détruirait la moindre bobine ou le moindre disque dur, la plaque de verre de quartz de Microsoft pourrait, si l’industrialisation s’avère possible, devenir le système d’archivage froid de référence. Archivage « froid » car Silica est taillé pour un usage en lecture seule et non une lecture/réécriture permanente comme les disques durs à plateau ou la mémoire flash. La limite de Project Silica est pour l’heure son caractère expérimental, tout se passant en laboratoire avec de l’équipement coûteux et des scientifiques « aux platines ».

Sur le plan théorique, ce type de stockage devrait coûter bien moins cher qu’aucun autre médium. En effet, le mot « Silica » du projet n’a pas été choisi au hasard : le quartz qui sert de support est une forme cristalline de la silice, le dioxyde de silicium (SiO2), qui constitue rien de moins que 60% de la croûte terrestre. Si obtenir un verre de quartz est un procédé assez complexe, la silice reste courante par rapport aux composés métalliques (sans même parler des terres rares !).

Laser femtoseconde et microscope à lumière polarisée

La vidéo de présentation du projet est sans aucun doute le meilleur moyen de comprendre comme le procédé fonctionne. Le support est une « simple » plaque de verre de quartz, sans substrat organique – la forme de verre la plus pure. Cette plaque est placée sous un laser femtoseconde à intensité variable doté d’un mécanisme de polarisation qui va graver des points tridimensionnels appelés voxels. Le laser, très rapide (100 femto secondes correspondent à 1/10 000 000 000 000e de seconde !), va graver des voxels de différente taille (intensité) et orientation (polarisation) pour coder les données, et ce, sur plusieurs couches en faisant varier la zone de mise au point.
Ainsi, une plaque de Project Silica peut recevoir des données codées de manière complexe sur plusieurs dizaines de couches (l’an dernier, le prototype en avait jusqu’à 75 !).

La lecture est elle aussi très complexe à l’heure actuelle puisqu’il faut placer la plaque de verre sous un microscope contrôlé par ordinateur. Une source lumineuse polarisée va permettre à une caméra placée en dessous de lire les différentes couches de la plaque. Les informations tridimensionnelles vont ensuite être combinées et moulinées par des algorithmes issus du machine learning, pour être finalement converties en code binaire pour être exploité par les programmes informatiques.

Pour rendre le procédé plus simple, il va falloir que Microsoft et ses éventuels partenaires développent un support facile à manier – une cartouche ? – et des appareils d’écriture lecture moins coûteux que ces lasers de laboratoire. En clair : simplifier et industrialiser le système. Les chercheurs de Microsoft reconnaissent volontiers que tous les problèmes n’ont pas été résolus, mais il se félicitent de « ne plus en être dans la phase “peut-on le faire ? ” », mais dans une phase d’amélioration et d’expérimentation.

Avec l’explosion des données et les défis que leur stockage représente, il faut croiser les doigts pour que Microsoft ou d’autres arrivent à leurs fins le plus vite possible, l’évolution de l’espace de stockage des disques durs ne suivant plus la cadence. Le milieu du cinéma croise sans doute très fort les doigts.

Sources : Microsoft via The Verge