Oggi la tecnologia è diventata indispensabile per conservare enormi quantità di dati in modo sicuro, veloce e duraturo. La crescita continua di informazioni digitali – dai contenuti multimediali ai documenti aziendali, fino ai dati generati da dispositivi e servizi online – richiede sistemi capaci di archiviare tutto senza perdita di qualità e con accesso immediato.

Soluzioni come il cloud, l’archiviazione distribuita e i nuovi supporti ad alta densità permettono non solo di salvare più dati, ma anche di proteggerli da rischi fisici e informatici. 

Saper conservare il patrimonio digitale nel tempo è una necessità strategica.

Project Silica di Microsoft Research 

Il ritorno di interesse per la tecnologia Silica è legato a una recente pubblicazione – di qualche giorno fa – su Nature, che racconta il passaggio da prototipo sperimentale a piattaforma di archiviazione completa e scalabile. 

Project Silica è stato sviluppato da Microsoft Research, con sede principale a Cambridge (Regno Unito), a partire dal 2017-2019, quando furono presentate le prime dimostrazioni, inclusa l’archiviazione del film Superman (1978) su una lastra di vetro in collaborazione con Warner Bros. 

Cosa c’è di nuovo 

La nuova ricerca evidenzia progressi significativi, come la capacità di archiviare fino a 4,8 TB su una lastra di vetro di 120x120x2 mm – un aumento di oltre 60 volte rispetto alle prime prove – e l’uso di materiali come silice fusa e vetro borosilicato per ottimizzare densità e costi. 

Questo coincide con la crescente esplosione dei dati globali (stimata oltre 180 zettabyte annui entro il 2025), rendendo urgente una soluzione per il “cold storage” che superi i limiti dei supporti magnetici e ottici tradizionali. 

Le ripercussioni future e i settori coinvolti

Silica promette di rivoluzionare l’archiviazione a lunghissimo termine, con impatti trasversali:

  • Ricerca scientifica e dati genomici: preservazione eterna di dataset enormi (es. genomi umani, dati di acceleratori come LHC), riducendo costi di ricopia periodica. 
  • Patrimonio culturale e archivi governativi: conservazione immutabile di documenti storici, film e registri pubblici, ideale per enti come biblioteche nazionali o l’INFN in Italia. 
  • Cloud e big data (Azure, AWS): riduzione del 90% dell’energia per storage inattivo; la commercializzazione prevista entro 2028-2030 potrebbe abbassare costi a meno di 1$/TB. 
  • Blockchain e AI: dati training stabili per modelli AI generativi; registri distribuiti immutabili contro manomissioni. 
  • Settore pubblico italiano: applicazioni in pubblica amministrazione per archivi digitali (es. ANAC, Agenzia Entrate), allineandosi a normative UE su data governance (Digital Decade 2030).

Queste evoluzioni posizionano Silica come standard per infrastrutture digitali sostenibili, con potenziali risparmi energetici globali nell’ordine di miliardi di kWh annui.

Qualche dettaglio tecnico

L’applicazione dei file su una lastra di vetro in Project Silica avviene attraverso un processo strutturato di codifica volumetrica, che converte i dati digitali in nanostrutture ottiche stabili all’interno del materiale. 

Il flusso operativo si articola in quattro fasi principali, integrate da algoritmi di compressione e correzione d’errore per massimizzare affidabilità e densità:

  • Codifica e compressione: i file (testo, immagini, video) vengono decompressi in bitstream grezzi. Un software proprietario applica codici di ridondanza (es. Reed-Solomon) e compressione lossy/lossless, riducendo i dati del 60-80% senza perdite percettibili. I bit sono mappati su voxel multi-livello usando uno schema “phase voxel”, che sfrutta la fase della luce per codificare più stati per unità volumetrica. 
  • Scrittura laser (Write Lab): un sistema multi-beam di laser a femtosecondi (impulsi da 10^{-15} s, lunghezza d’onda 520-1040 nm) focalizza fasci paralleli all’interno del vetro borosilicato o silice fusa. Ogni impulso crea un voxel (150x150x600 nm) modificando localmente l’indice di rifrazione tramite assorbimento multiphotonico, inducendo birefringenza. Controllo closed-loop con machine learning monitora e corregge deviazioni in tempo reale, raggiungendo 65 Mb/s per fascio (scalabile a decine di Mbps totali). La lastra (es. 120x120x2 mm) accoglie oltre 300 strati, per 4,8 TB totali. 
  • Verifica e sigillatura: durante la scrittura, un microscopio ottico inline valida i voxel tramite polarimetria. Una volta completata, la lastra è sigillata sottovuoto per prevenire contaminazioni. 
  • Archiviazione fisica: robot selezionano e immagazzinano le lastre in librerie automatizzate, accessibili solo su richiesta per “cold storage”. 

Dopo l’applicazione dei file, la lastra funge da medium ottico 4D: i voxel alterano la polarizzazione della luce incidente, rendendo i dati immutabili e resistenti a temperature fino a 290°C. 

La lettura inversa il processo: un microscopio polarimetrico (405 nm) scansiona i layer, decodifica via AI i pattern di birefringenza e ricostruisce i file con errore <10^{-6}. 

Vantaggi e limiti

Project Silica offre vantaggi significativi rispetto agli HDD per l’archiviazione a lunghissimo termine, ma presenta limiti pratici che ne confinano l’uso a scenari specifici di “cold storage”. 

  • Durata eccezionale: i dati su vetro rimangono integri per oltre 10.000 anni (fino a 290°C), contro i 3-5 anni medi degli HDD, eliminando migrazioni periodiche costose e rischi di degradazione magnetica.
  • Resistenza ambientale: immune a umidità, campi magnetici, EMP e radiazioni; zero consumo energetico per la conservazione, riducendo costi operativi del 90% rispetto agli HDD che richiedono alimentazione continua. 
  • Densità volumetrica: fino a 4,8 TB in una lastra 120x120x2 mm (2,02 TB per platter), superiore per unità volume agli HDD consumer (es. 20 TB in 3,5″ drive). 
  • Sicurezza intrinseca: scrittura una tantum (WORM), immutabile e non sovrascrivibile, ideale per compliance normativa (es. GDPR, archivi pubblici). 
  • Velocità di accesso: scrittura a 65,9 Mb/s (multi-beam), lettura a kb/s con scanner robotizzati; HDD raggiungono GB/s random read/write, rendendo Silica inadatta a accessi frequenti. 
  • Costi iniziali: scrittura laser-intensive (~centinaia $/GB oggi), sebbene in calo verso 1$/TB; HDD sotto 20$/TB con capacità elevate (fino 30 TB enterprise). 
  • Scalabilità e maturità: non rewritable, richiede hardware specializzato; HDD maturi per hot storage con capacità petabyte-scale immediate. 
  • Gestione fisica: lastre fragili a urti meccanici (non testati estensivamente); HDD più robusti ma con parti mobili vulnerabili. 

In pratica, Silica eccelle in contesti di preservazione eterna (es. dati scientifici, governativi), mentre gli HDD dominano per performance quotidiane. 

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FAQ 

Che cos’è Project Silica?

Project Silica è una tecnologia sviluppata da Microsoft Research che permette di archiviare dati su lastre di vetro tramite laser a femtosecondi. È pensata per il cold storage a lunghissimo termine, con durata superiore ai 10.000 anni.

Perché il vetro è considerato ideale per l’archiviazione dei dati?

Il vetro è stabile, resistente a calore, radiazioni, umidità e campi magnetici. A differenza dei supporti magnetici, non si degrada nel tempo e non richiede energia per la conservazione.

Quanti dati può contenere una lastra Project Silica?

Le ultime versioni raggiungono fino a 4,8 TB per una lastra di 120x120x2 mm, grazie alla scrittura volumetrica multi-strato di voxel ottici.

Quando sarà disponibile Project Silica sul mercato?

Le prime implementazioni commerciali sono previste tra il 2028 e il 2030, con possibile integrazione nei servizi cloud come Microsoft Azure.

Quanto costa oggi archiviare dati con Project Silica?

Attualmente i costi sono elevati a causa della scrittura laser intensiva, ma le stime indicano una possibile riduzione a circa 1$/TB entro il prossimo decennio.

Project Silica sostituirà gli hard disk tradizionali?

No. Gli HDD restano più performanti per letture e scritture frequenti. Silica è ottimizzato solo per il cold storage, cioè archivi da consultare raramente ma da mantenere intatti per secoli.

Quali settori useranno Project Silica per primi?

Ricerca scientifica, archivi governativi, cloud provider e conservazione culturale. Anche l’industria cinematografica — come dimostrato dalla collaborazione con Warner Bros. — è tra i primi interessati.