SPhotonix：5D光存储，探究AI时代数据永存之道

数据存储前沿技术

发布于 2025-10-09 11:07:24

350

阅读收获

掌握5D光存储核心原理：了解飞秒激光在石英玻璃中实现五维数据编码的机制，及其带来的超高存储密度与介质稳定性
洞察冷数据归档挑战：识别AI时代海量冷数据对传统存储（磁盘、磁带）在成本、能耗、寿命上的严峻考验。
评估可持续存储方案：分析5D光学存储如何通过“千年寿命”和“零功耗”特性，为数据中心提供经济、环保的长期归档路径。

全文概览

AI与物联网正以前所未有的速度驱动数据爆炸式增长，你是否曾思考过，这些海量数据，尤其是那些不常访问却价值连城的“冷数据”，将如何被长期、安全、经济地存储？传统的磁盘和磁带技术，在面对“千年级”存储需求、高昂能耗与频繁迁移成本时，已显疲态。SPhotonix的5D光学存储技术，正试图用“千年记忆水晶”颠覆这一现状。它如何实现数据永存，并为数据中心带来可持续的未来？

👉 划线高亮观点批注

SPhotonix是一家专注于光存储的前沿科技公司[1]，致力于通过其核心的5D光学存储技术，解决海量数据长期、低成本、高能效的归档问题。

该技术利用飞秒激光在石英玻璃内制造纳米结构，通过控制三维位置、偏振和双折射五个维度，实现极高密度存储（可达10GB/mm³）。

其主要用于“冷数据”归档，石英玻璃介质稳定，可抵抗极端环境，宣称数据可保存数千年（“千年记忆水晶”）。写入后无需能耗，大幅降低数据中心PUE和碳排放，实现可持续存储。同时，因使用廉价石英玻璃，其单位存储成本优势显著。

人工智能（AI）驱动下数据增长的严峻挑战 右侧图表区：

图表标题： “Global growth in annual data generated” (全球年度数据生成量增长情况)。
单位： 图表右上角注明了数据单位是 “in zettabytes” (泽字节, ZB)。1 ZB 等于约十万亿亿字节。
Y轴： 代表每年生成的数据量，范围从0到500 ZB。
X轴： 代表年份，从2016年到2028年。
数据趋势：
- 图表用柱状图清晰地展示了全球年度数据生成量的飞速增长。
- 历史数据（黑色柱体）： 从2016年的18 ZB增长到2024年的149 ZB。
- 预测数据（红色柱体）： 从2025年的182 ZB开始急剧攀升，预计到2028年将达到惊人的394 ZB。红色部分突显了未来几年增长的剧烈程度。

核心内容总结：

这张PPT的核心观点是：由AI和物联网驱动的数据爆炸式增长，已经对现有的存储技术构成了前所未有的压力，一场存储技术的革新迫在眉睫。

它通过三个层面来强化这一观点：

规模巨大且速度惊人： 用“133%的增长”、“90%的数据产生于近两年”以及图表中到2028年接近400 ZB的预测，直观地展示了问题的严重性。
揭示数据结构性问题： 指出新增数据中大部分（60-80%）是需要长期、低成本、低能耗保存的“归档级”冷数据，这直接点明了当前存储架构中的痛点。
引出解决方案的必要性： 通过设问“存储能跟上吗？”和强调“需要创新”，为后续引出SPhotonix自身的技术解决方案（即可持续的、创新的归档存储技术）做好了完美的铺垫。

净数据增长的估算，定义长期存储的重要性 右侧图表区：

图表标题： “All retained data vs ‘Archivable’ data” (所有保留数据 vs ‘可归档’数据)。
单位： Zettabytes (泽字节, ZB)。
图例 (Legend)：
- 红色 (Transient Data): 代表“瞬时数据”，可以理解为需要较快访问的、活跃度相对较高的数据。
- 黑色 (Archivable Data): 代表“可归档数据”，即访问频率低、需要长期保存的冷数据。

数据存储的核心挑战并非管理所有生成的数据，而是如何经济、高效、可持续地管理其中占比最大且增长最快的“可归档数据”。

从“生成”到“保留”： 它首先将讨论范围从上一页的“数据生成总量”缩小到更具实际意义的“数据保留总量”，排除了大量临时数据的干扰。
剖析保留数据的结构： 通过图表将保留数据拆分为“瞬时数据”和“可归档数据”，并用醒目的视觉对比（黑色占80%）强调了可归档数据的主导地位。
点明市场痛点： 最后通过“许多有价值的数据不被频繁访问”这句话，点明了当前存储架构的矛盾——企业需要为这些虽不常用但价值连城的数据，长期支付高昂的存储成本和能源开销。

“可归档数据”的主要来源

可归档数据的爆炸式增长并非空穴来风，而是由几个关键且高价值的领域共同驱动的，尤其是合规要求和AI技术的普及。

通过这张幻灯片，SPhotonix达到了以下目的：

具象化市场需求： 将之前讨论的抽象的“ZB级数据”与具体的业务场景和应用联系起来，让观众明白归档存储并非可有可无，而是合规、AI研发和科学探索等核心业务的刚性需求。
凸显新兴增长点： 明确指出了“AI训练数据”和“AI生成的数据”是归档数据增长最快、最新的驱动力。这不仅显示了公司对行业趋势的洞察力，也暗示其技术方案能够满足这些前沿应用对“不可变”、“防篡改”等新的归档要求。
定义目标客户画像： 通过列举医疗、金融、制药、生物科技、能源、航空航天等行业，清晰地描绘了其目标客户群体，即那些受严格监管或从事数据密集型研发的组织。

当前主流数据存储技术（尤其是用于归档的磁盘和磁带技术）所面临的核心问题

当前用于数据归档的主流存储技术在经济、物理和环境三个维度上都存在根本性缺陷，使其难以为继，无法应对未来的数据存储需求。

经济上的不可持续： 介质寿命短（10-15年）导致了永不停止的数据迁移周期，由此产生的数百亿美元年成本是巨大的经济负担。
物理上的不可靠： 传统介质对温度、湿度、电磁等环境因素非常敏感，数据的长期安全保存面临着巨大的物理风险。
环境上的不可持续： 为维持设备运行所必需的恒温恒湿环境，导致了天文数字般的电力消耗和碳排放，这与全球追求“可持续发展”的目标背道而驰。

SPhotonix公司的核心技术产品——“5D Memory Crystal”（5D内存水晶）

SPhotonix的“5D内存水晶”技术，通过在材料、能耗和密度三个层面的根本性创新，提供了一个能解决当前归档存储所有核心痛点的方案。

它清晰地构建了三大价值支柱，与前一页的“三大行业挑战”形成完美对应：

终极的耐用性与安全性： 以“千年寿命”的石英玻璃和不可变的WORM技术，取代了传统介质“十年一换”的迁移循环和物理脆弱性，实现了数据的“一劳永逸”式安全保存。
极致的绿色与可持续性： 以“零功耗”保存模式，取代了传统数据中心“高能耗”的运营模式，从根本上解决了能源成本和碳排放问题。
颠覆性的密度与经济性： 以“沙子”为原料的超高密度存储，取代了昂贵且占空间的传统介质，实现了存储成本的指数级下降。

5D内存水晶是如何将数据记录到石英玻璃介质中的

SPhotonix的写入技术是通过高精度的飞秒激光，在石英玻璃内部的三维空间中，创建并调控具有不同光学特性的纳米结构，从而在五个维度上实现超高密度的数据编码。

核心工具： 飞秒激光。它提供了足够高、足够集中的能量，以一种非破坏性的方式改变石英玻璃内部的微观结构。
核心原理： 多维度编码。它突破了传统二维平面存储的限制，不仅利用了X、Y、Z三维物理空间，更创造性地利用了偏振和双折射这两个光学维度来承载信息，使得单个物理点的信息承载能力大大增加（1个纳米结构存储1个字节）。
核心成果： 在坚固的介质内部形成了三维纳米结构点阵，实现了永久、安全且密度极高的数据存储。

通过 SPhotonix 官网来看，其产品成熟度尚属早期，主要提供POC测试及光学产品定制，距商业化规模应用还有很长一段路要走。

Cite

Sphotonix公司目前主要提供以下产品和服务：

1. 数据归档解决方案 (Data Archiving Solutions)

服务内容： 提供超长期数据保存服务，利用其5D光学数据存储技术，将数据存储在石英玻璃中。
特点： 数据可安全存储“永恒”，目前可在线订购高达1TB的数据存储服务，数据可存放在Swiss Vault设施或安全交付。
核心技术： 5D Memory Crystal™，能够在5英寸玻璃盘上存储高达360TB的数据，保存时间超过1000年，比其他商用产品长1000倍。

2. 先进光学产品 (Advanced Optics)

服务内容： 提供透明材料的定制纳米结构制造服务。
产品示例： 包括波导、透镜和衍射光栅等，应用于成像、显微镜、传感和电信等领域。
核心技术： 尖端实验室能力和专有技术，能够以纳米精度制造独特的光学元件。

3. 技术许可 (Technology Licensing)

服务内容： 许可其激光纳米结构技术，帮助合作伙伴解决数据存储限制。
特点： 该技术利用飞秒激光在石英玻璃中进行纳米结构化，实现高密度、超耐用的数据存储系统。
核心技术： 专有的飞秒激光纳米结构系统 (SPhotonix FemtoEtch™)，能够精确控制3D透明材料（如玻璃）中每个体素或纳米光栅的偏振和双折射，实现万亿级纳米结构或纳米体素的快速创建。

延伸思考

这次分享的内容就到这里了，或许以下几个问题，能够启发你更多的思考，欢迎留言，说说你的想法~