Как меняется долговременное хранение данных: новые материалы и старые носители

Объёмы данных продолжают расти, и вместе с ними растёт спрос на системы хранения, рассчитанные не только на годы, но и на десятилетия. При этом привычные носители — HDD, магнитные ленты и оптика — хорошо работают на среднем горизонте, но требуют регулярной миграции и обслуживания, если речь идёт о долгосрочных архивах.

Масштаб проблемы хорошо иллюстрируют оценки International Data Corporation: рост мировой датасферы с 33 зеттабайт в 2018 году до 175 зеттабайт к 2025-му.

Мир всё глубже погружается в data-driven-реальность — и назад дороги уже нет. Когда объёмы измеряются сотнями зеттабайт, вопрос хранения становится не только вопросом ёмкости. Архив должен переживать смену поколений оборудования, платформ и инфраструктуры, не превращаясь в постоянный процесс миграций. 

Поэтому индустрия параллельно развивает два направления: улучшает классические HDD как основной инструмент массового хранения и ищет новые среды для долговременного архивирования. Среди наиболее заметных подходов — запись данных в стекло, хранение в ДНК и эксперименты с карбидом кремния.

В этой статье разберём, как устроены  эти технологии и где проходят границы их практического применения.

Project Silica и переход от красивой идеи к практическому носителю

Microsoft уже несколько лет развивает Project Silica — технологию архивного хранения, в которой данные записываются внутрь стеклянной пластины фемтосекундными лазерами. В 2026 году проект получил важное развитие: Microsoft показала, что технология может работать на более доступном материале и в более простой аппаратной конфигурации. [Источник]

Принцип работы у Silica почти кинематографический: сверхкороткие лазерные импульсы фокусируются внутри стекла и формируют в его объёме микроструктуры — воксели, то есть трёхмерные аналоги пикселей. В них и кодируется информация. Затем эти структуры считываются оптической системой и декодируются программно. На выходе получается носитель, которому не нужно питание в режиме ожидания, который не боится воды, тепла и пыли и который, по данным Microsoft, потенциально способен сохранять информацию до 10 000 лет. 

Самое важное в свежем этапе Project Silica даже не сама идея записи в стекло, а смена материала. Раньше проект опирался на fused silica — плавленый кварц, материал отличный, но не самый дешёвый и не самый удобный для массовой индустриализации. Теперь Microsoft показала, что технология работает и на обычном боросиликатном стекле — том самом, из которого делают лабораторную посуду и жаропрочную кухонную утварь. 

Да, компромиссы есть. В статье Nature Microsoft пишет о плотности 1,59 Гбит/мм³ и ёмкости 4,8 ТБ на стеклянной пластине размером 120 × 120 мм и толщиной 2 мм для кварцевого стекла. Для боросиликатного стекла ёмкость ниже, но компания подчёркивает другое: запись и чтение становятся проще и дешевле, а сам носитель — доступнее. Более того, phase voxel-подход позволяет записывать воксель одним лазерным импульсом, а считывающая система стала заметно проще, вплоть до перехода к конфигурации с одной камерой вместо трёх. 

ДНК: когда архив можно уместить в пробирку 

Раз природа уже миллиарды лет хранит информацию в молекулах ДНК, почему бы не свести всё к предельному минимуму и не использовать тот же принцип для цифровых архивов? Именно поэтому ДНК уже давно рассматривают не как нечто феерическое, а как потенциальную платформу для архивного хранения сверхвысокой плотности. Microsoft описывает DNA Storage как способ молекулярного хранения данных, ориентированный именно на архивные сценарии. 

Главная причина интереса к ДНК — сочетание плотности и долговечности. В Nature Communications исследователи называют ДНК перспективной средой для цифрового хранения благодаря её исключительной информационной плотности и долговременной химической стабильности. В той же статье упоминается ориентир порядка 17 эксабайт на грамм. Даже если до реальных промышленных систем ещё далеко, сама физика носителя выглядит почти неприлично привлекательно на фоне всего, к чему мы привыкли при классическом хранении данных на массивах.

Но ровно здесь начинается всё самое сложное. ДНК хороша как идея, но очень непроста как продукт. Синтезировать молекулы дорого, считывать — медленно, ошибки нужно исправлять сложными алгоритмами. Ранние схемы хранения в ДНК вообще требовали читать огромный пул последовательностей целиком, даже если нужен был конкретный файл. Иначе говоря, плотность была фантастической, а удобство доступа — мягко говоря, нет.

Поэтому особенно важно, что в 2025 году в Nature Communications появилась работа про произвольный доступ и смысловой (семантический) поиск в DNA data storage. Исследователи показали извлечение конкретных файлов с помощью CRISPR-Cas9 и нанопорового секвенирования, а также семантический поиск по молекулярному архиву.  [Источник].

На практике это означает очень важный сдвиг: ДНК-архив пытаются научить не просто «что-то хранить», а хранить так, чтобы потом к нужным данным можно было обратиться без тотального перебора. В работе, в частности, описаны 1,6 млн ДНК-последовательностей в пуле из 25 файлов и база из 1,74 млн изображений для экспериментов с поиском по сходству.

С коммерческой стороны поле тоже оживляется. В мае 2025 года Twist Bioscience выделила направление DNA data storage в отдельную компанию Atlas Data Storage и объявила о $155 млн seed-финансирования на развитие и коммерциализацию технологии  [Источник].

Пока, впрочем, ДНК остаётся ставкой на более дальнее будущее, чем стекло. Она слишком хороша по фундаментальным свойствам, чтобы её игнорировать, но всё ещё слишком тяжела по инфраструктуре, скорости и цене, чтобы считать её готовым ответом на архивный кризис ближайших лет. 

Карбид кремния: архив на атомарных дефектах 

Карбид кремния — прочный и радиационно-стойкий полупроводниковый материал, давно знакомый электронике. В 2024 году международная исследовательская группа под руководством Центра Гельмгольца в Дрездене предложила использовать в SiC атомарные дефекты — по сути, центры окраски в кристалле — как основу для сверхдолгого архивного хранения. Запись выполняется сфокусированным пучком протонов или ионов гелия, а чтение — по люминесцентному отклику созданных дефектов. 

Носителем данных становится не магнитный слой и не заряд в ячейке памяти, а сама локально изменённая кристаллическая решётка. Авторы рассматривают два режима считывания — фотолюминесценцию при оптическом возбуждении и катодолюминесценцию при возбуждении электронным пучком. За счёт кодирования в оттенках серого и многослойной записи плотность при оптическом чтении уже сопоставляют с Blu-ray, а электронный пучок в перспективе позволяет обойти дифракционное ограничение, которое сдерживает обычные оптические носители. [Источник]. 

Исследователи подают SiC как способ уйти от бесконечной миграции архивов с поколения на поколение носителей. Для больших хранилищ это важно не меньше самой плотности: заметная часть затрат и энергии уходит не на «лежание» данных как таковое, а на регулярное переписывание, проверку и перенос массивов, чтобы они просто дожили до следующего жизненного цикла инфраструктуры.

Классические HDD тоже не сдаются: гелий, стекло и HAMR 

Пока «вечные» носители ещё дозревают в лабораториях, HDD остаются главным экономическим инструментом для хранения гигантских массивов «тёплых» и «холодных» данных.

И производители продолжают довольно агрессивно выжимать из классической архитектуры всё новые терабайты, снижая при этом энергопотребление и стоимость хранения на единицу объёма.

Одно из направлений — гелий. В герметичных HDD вместо воздуха используется гелий, который уменьшает сопротивление, турбулентность и рабочую температуру внутри накопителя. За счёт этого в тот же 3,5-дюймовый форм-фактор можно упаковать больше пластин, а заодно улучшить энергоэффективность на терабайт. 

Дальше разворачивается уже полноценная технологическая гонка, в которой производители выжимают из классической архитектуры всё новые терабайты.

• 3 февраля 2026 года WD объявила о дорожной карте HDD ёмкостью 100 ТБ+, о квалификации 40 ТБ UltraSMR ePMR и о power-optimized HDD с энергопотреблением на 20% ниже. [Источник]. 

• Toshiba представила серию nearline HDD M12 форм-фактора 3,5 дюйма для гиперскейлеров и облачных провайдеров. Новые диски используют технологию SMR и обеспечивают ёмкость от 30 до 34 ТБ. Поставки образцов SMR-моделей уже начались, а образцы CMR-версий ёмкостью до 28 ТБ компания планирует начать отгружать в третьем квартале 2026 года. [Источник].

• Со стороны Seagate картина не менее показательная: в январе 2025 года компания сообщала о массовом выходе на 32 ТБ и образцах на 36 ТБ [Источник].

• Также 3 марта 2026 года Seagate объявила, что платформа Mozaic 4+ с HAMR прошла квалификацию и запущена в производство у двух крупнейших облачных провайдеров, поддерживая ёмкости до 44 ТБ. HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) – технология магнитной записи с локальным нагревом носителя. Во время записи миниатюрный лазер кратковременно нагревает микроскопический участок пластины. Нагрев поверхности снижает коэрцитивность материала поверхности, что позволяет значительно уменьшить размеры магнитной области, хранящей один бит информации, и увеличить стабильность хранения данных. У Seagate эта технология уже лежит в основе платформ Mozaic 3+ и Mozaic 4+, на которых компания и наращивает линейку накопителей до 36–44 ТБ с дальнейшей дорожной картой к 100 ТБ. [Источник]

Важно и то, что HDD сейчас развивают не только в сторону «побольше терабайт», но и в сторону производительности. WD в феврале 2026 года отдельно показала две технологии для роста пропускной способности. Первая из них — High Bandwidth Drive Technology, где диск получает доступ сразу к нескольким дорожкам и за счёт параллельной работы с данными повышает пропускную способность накопителя.

Ещё одно направление, которое развивает Western Digital, — Dual Pivot Technology. В этой конструкции внутри одного HDD появляется второй независимый актуатор на отдельной оси, так что диск может параллельно выполнять несколько операций чтения и записи. 

За счёт этого компания рассчитывает заметно повысить пропускную способность накопителя и добиться до двукратного роста производительности при последовательном вводе-выводе, не жертвуя полезной ёмкостью диска [Источник]. 

Иначе говоря, классический жёсткий диск стремительно становится более пригодным для AI-эпохи, где важны не только объёмы архива, но и скорость повторного доступа к накопленным данным.

Пока классические HDD остаются главным практическим инструментом массового хранения, новые подходы — от стекла и ДНК до карбида кремния — пытаются ответить на другой вопрос: каким должен быть носитель, если данные нужно сохранять не на годы, а на десятилетия и дольше.

Скорее всего, у будущего не будет одного идеального носителя. Вместо этого индустрия придёт к многослойной модели, где одни технологии отвечают за быстрый доступ, другие — за дешёвый архив, а третьи — за по-настоящему долговременное хранение наиболее ценной информации