存储专家谢长生：数据长期存储面临的四大挑战与两大有效对策

埃及象形文字保存的真好，每一个字都清清楚楚，但是谁也不知道是什么意思，信息其实是丢失了。这个问题怎么解决的？在18世纪法国一个探险队到埃及一个港湾城市罗塞塔（Rosetta）发现一块石碑（在英法两国战争之中辗转到了英国大英博物馆），上面有三个部分，分别是古埃及的象形文字，古希腊文和当时的通俗体文字，刻的是同样的内容，考古学家根据这个碑把协议找出来了，破解了失传千余年的埃及象形文之意义与结构，在博物馆里就知道写的什么意思了。为了表示感谢，埃及赠送了一个方尖碑给法国，安置在法国广场。有个翻译软件叫罗塞塔，就是根据这个故事来的。这就是协议的长期一致性，光物理保存下来还不行，软件这个协议还要一致。

如何应对挑战？

我认为，对策有两个，一是开发更长寿命更廉价的大容量存储设备，二是解决协议的一致性问题。

主流非易失性存储介质的寿命分析

目前主流存储介质，硬盘五年、磁带十年，固态盘靠电荷保存信息，更不可靠，随着密度提高，电荷越来越少，寿命越来越短，我们用很多技术保证它保存五年。

光盘寿命会长一些。CD刚出来的时候我就买了，到现在快40年了，还能放出歌曲来，后来又一个出了染料DVD，寿命短的，三年就会坏。蓝光可以保存50年，现在有一种M—Disc（千年光盘），一种熔融石英玻璃光盘，几乎可以永久保存。

对比认为，光存储是寿命潜力最大的存储介质。

光存储为什么寿命比较长呢？给大家一个启示。我们古老的东西保存都很长，中东古巴比伦谟拉比法典距今3800年，埃及莎草纸死亡之书，都是光存储。传统存储，如石刻、竹简、纸张上书写本质上都是对光的反射差别形成的信息记录，只要是光反射的介质寿命足够长，信息就可以长期保存。

光存储在大数据存储领域的优势

光存储的优势一是长寿命，二是节能，介质与驱动器分离的，不存储的时候可以存放起来，抗电磁干扰、防水，飓风来的时候磁带、硬盘都会损坏，只有光盘还有。日本人把蓝光光盘放在海里泡两个月数据还能读出来。光存储还有一个优势是成本低廉，就在塑料片镀一层模板，对环境要求也不高。

光存储也有劣势，一个是容量小，第一代蓝光光盘只有25G，后来50G，现在最高300G，硬盘固态盘起码高一个数量级；二是速度慢，光驱速度10M/s，比硬盘慢，比固态盘更慢，接近两个数量级的差别。

十年前，光盘当时音视频分发的功能和软件分发的功能即将被取代的前夜，光存储界探讨能否开发新的产品，发挥光存储的优势来克服光存储劣势，国内外工作者工作用了将近十年时间交出了答案——超大容量的光盘库。

国际上有三种光盘或者类型，紫晶、日立、Facebook与互盟。

没有一种各方面都理想的存储介质

谈到用途，应该说是这样，热数据用闪存介质，温数据用磁记录介质。冷数据和归档数据用光介质的时机已经到了，当前用磁盘更多，磁带库也不少，但Facebook已经用光存储存冷数据。

在自主创新方面，我们和紫晶一起做出来世界上最大的光盘库，在密度、带宽、响应时间方面，关键指标上都是优于国际同类产品，形成了自主核心技术，已经开始应用于实际了。

光存储未来有三种变革性的技术

光存储技术，在蓝光光盘容量到了1TB以后就到了极限，几乎就没有突破的可能了。如果再往后就靠波层，这个路走不很远了。

蓝光之后下一代变革性光存储技术。

第一种是同轴多维全息光存储技术，刚刚列入国家重点研发计划，我们和福建师大，中科院光电所和紫晶一起参与了这个项目。第二种是2014年得了诺贝尔奖的突破光的衍射极限项目，澳大利亚科学家就是把这个技术用到光上，把光斑从300纳米理论上可以减少到九个纳米，这是非常大的容量上巨大的提高，至少可达15TB每盘，理想上可实现PB级。第一发明人是大陆过去的甘棕松博士，现在回到国内武汉广电中心，实验室最新的进展是380纳米这么一个点，现在差不多在一个位上100个点上去了，实现了百倍的提高。

最近有个新闻，说是微软公司将今年好莱坞影片“超人”刻在玻璃上可以永久保存。这个技术来源于英国南开普敦大学开发的纳米晶玻璃5维光盘，存储寿命可超过300亿年，1000度高温下不丢失信息。

这个技术被微软看重了，微软投了很大人力物力，成立几十人团队，进展很快，从英国引进的5D纳米晶悠久存储的领先研究者张静宇博士，他回来以后在武汉启动了多维永久存储的研发。

5维是哪5维？是三维加上光强、偏振，而我们实验室除了刚才光强和偏振以外还有姿态，不同的姿态形成七维，一个点可以有很多信息，他在英国把圣经写进去了，国内把习主席的社会主义核心价值观刻进去了。这是我们目前做的工作。

光存储前景与我们的目标

近年来，光学衍射极限的突破和多维技术的进展，使光存储技术具有 吉大的容量提升空间，超过了目前所有的存储技术。加上光存储寿命上的突破，未来光存储技术呈现出光明的前景。

武汉光电研究中心 将光学衍射极限的突破与多为技术结合，再加上已经成功的光盘库技术，将形成巨大容量、超长寿命的全新产品，迎接未来大数据存储的挑战，有望形成新的产业。

国家级的研究中心在光存储的现有技术和未来技术上都形成了很好的技术积累和人才积累，花了8年时间研制成功超大容量光盘库，大力引进掌握世界最先进技术的人才。

武汉光电研究中心的目标就是用这个技术做到300TB，可能目标到不了那么高，但一个盘50 TB，我们已经有12000光盘库，现有技术加未来技术，一个标准位可以存600 PB，而且是永久存储。

（编辑：辽源站长网）

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