我們的數(shù)字存儲(chǔ)空間會(huì)耗盡嗎?
來(lái)源:新浪科技
發(fā)布時(shí)間:2021-06-02
瀏覽次數(shù):921
有朝一日,我們或許會(huì)迎來(lái)數(shù)字存儲(chǔ)空間的枯竭。這種假設(shè)合理嗎?數(shù)字空間真的會(huì)被用完嗎?

image.png

?

  我們所生活的世界充滿了各種垃圾,不僅有橘子皮、快遞盒、舊家具和舊電視等生活垃圾,還有短信、電子郵件、視頻和電影等信息垃圾。對(duì)于很多數(shù)字信息,我們可能只會(huì)看上幾眼,就把它們丟到云里。對(duì)于生活垃圾,人類似乎還在尋找解決危機(jī)的方法,但對(duì)于信息垃圾,我們則極少關(guān)注。這在某種程度上有些不可思議。有朝一日,我們或許會(huì)迎來(lái)數(shù)字存儲(chǔ)空間的枯竭。這種假設(shè)合理嗎?數(shù)字空間真的會(huì)被用完嗎?

?

  弗朗西斯卡·穆西亞尼(法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心助理研究教授,互聯(lián)網(wǎng)與社會(huì)中心副主任,主要研究互聯(lián)網(wǎng)治理,特別是作為治理工具的基礎(chǔ)設(shè)施)

?

  要想找到答案,可能需要明確這里的“我們”是誰(shuí),或者是什么。

?

  如果“我們”指的是地球上的人口,那“我們”很可能不會(huì)耗盡數(shù)字存儲(chǔ)空間。到目前為止的歷史表明,隨著存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的增加(特別是過(guò)去十年中的數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)非常驚人),存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量和效率也得到了提高和優(yōu)化。在工程師和技術(shù)操作人員中似乎有一個(gè)總體共識(shí),即對(duì)于實(shí)際應(yīng)用而言,由于許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素,在可預(yù)見的未來(lái)并不會(huì)耗盡存儲(chǔ)空間(我們現(xiàn)在就已經(jīng)在討論原子和量子計(jì)算了)。

?

  如果這個(gè)“我們”指的是某個(gè)特定的IT公司及其用戶群,那答案就有點(diǎn)微妙了。尋找和分配存儲(chǔ)空間是一個(gè)非常具體和現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題,大型科技公司比其他公司更有可能通過(guò)“蠻力”來(lái)增加其存儲(chǔ)空間的數(shù)量和質(zhì)量。這最終——事實(shí)上可能已經(jīng)如此——將加劇數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中的不平等。然而,摩爾定律真的成立嗎?如果是的話,要等到什么時(shí)候?甚至網(wǎng)絡(luò)巨頭有時(shí)也需要做出一些選擇。

?

  去中心化的存儲(chǔ)解決方案怎么樣?在一個(gè)存儲(chǔ)能力看似極大豐富的時(shí)代中,去中心化是否可以引導(dǎo)我們走上節(jié)制和可持續(xù)性的道路?與集中式存儲(chǔ)相比,區(qū)塊鏈有很多優(yōu)點(diǎn),但從節(jié)制的角度來(lái)看,這似乎并不是一條可取之路,因?yàn)槠浔旧砭途哂袃?nèi)置的冗余特性,即“區(qū)塊鏈膨脹”。不過(guò),一些更“老式”的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(利用空閑存儲(chǔ)空間和CPU容量)解決方案已經(jīng)出現(xiàn),例如Wuala(不幸的是存在時(shí)間很短暫),其中一些有趣的實(shí)驗(yàn)試圖避免“蠻力”擴(kuò)展,并將建立全新的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心作為規(guī)劃未來(lái)存儲(chǔ)的唯一方式。

?

  最后,一個(gè)比“找到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方”更有實(shí)際意義的問(wèn)題可能是“如何找到你想要的數(shù)據(jù)”。隨著數(shù)據(jù)量的增加和存儲(chǔ)能力的增加——這是個(gè)必然的趨勢(shì)——我們用來(lái)處理和檢索有用信息的工具能否保持同步,以便在我們需要的時(shí)候派上用場(chǎng)?

?

  約翰·D·維拉森諾(美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校電子與計(jì)算機(jī)工程教授)

?

  簡(jiǎn)短的回答是不會(huì)。當(dāng)然,我并不是說(shuō)磁盤、終端設(shè)備或云存儲(chǔ)帳戶永遠(yuǎn)不會(huì)被填滿。我的意思是,對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序而言,存儲(chǔ)成本已經(jīng)不再是一個(gè)障礙。如今,很少有人會(huì)說(shuō)“這些數(shù)據(jù)很重要,但我們不能保留它們,因?yàn)槟切枰ê芏噱X在存儲(chǔ)上”。

?

  十年前,我通過(guò)布魯金斯學(xué)會(huì)發(fā)表了一篇論文,研究了數(shù)十年來(lái)存儲(chǔ)成本呈指數(shù)級(jí)下降的趨勢(shì)所帶來(lái)的影響。論文中的許多觀點(diǎn)在今天仍然適用——考慮到持續(xù)的成本降低,可能還更適用。存儲(chǔ)變得如此廉價(jià)的事實(shí)帶來(lái)了很多積極的結(jié)果,比如存儲(chǔ)大量照片的能力。但它在隱私和威權(quán)政府的影響力方面也會(huì)帶來(lái)負(fù)面效應(yīng),威權(quán)政府可以利用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)創(chuàng)建龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)。

?

  如今,數(shù)據(jù)面臨的最大挑戰(zhàn)不是如何存儲(chǔ)數(shù)據(jù),而是數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量問(wèn)題。有大量的數(shù)據(jù)不夠完整,帶有偏見,也有的很嘈雜,或侵犯隱私,或是有其他問(wèn)題。解決這些缺陷需要作為今后幾年的研究重點(diǎn)。

?

  倫納德·克蘭羅克(加州大學(xué)洛杉磯分校計(jì)算機(jī)科學(xué)杰出教授,他提出了數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)理論,數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù))

?

  我們是否會(huì)耗盡數(shù)字存儲(chǔ)空間?最有可能的答案是不會(huì)!

?

  未來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求是壓倒性的。我們生成數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)快于使用現(xiàn)有存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的速度(據(jù)估計(jì),到2025年,我們每年生成的字節(jié)數(shù)將超過(guò)可觀測(cè)宇宙中恒星的數(shù)量)。顯然,我們需要極大地改變存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式。

?

  然而,就在十年前甚至幾十年前,我們就遇見過(guò)這樣的挑戰(zhàn),也沒有任何理由懷疑我們能夠繼續(xù)保持這樣的能力。過(guò)去幾十年來(lái),基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展不斷帶給我們驚喜,從處理速度到通信帶寬,以及我們這里提到的數(shù)字存儲(chǔ),皆是如此。科學(xué)家和工程師們通過(guò)發(fā)揮聰明才智和創(chuàng)造力,實(shí)現(xiàn)了這一場(chǎng)持續(xù)的魔術(shù)表演。因此,盡管數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求增長(zhǎng)巨大,但不要低估新的解決方案出現(xiàn)的潛力。

?

  我們已經(jīng)看到,許多技術(shù)為解決未來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求帶來(lái)了希望,但每一項(xiàng)技術(shù)也都面臨著有待解決的挑戰(zhàn)。除此之外,我們還可以期待即將出現(xiàn)的技術(shù)和解決方案,先進(jìn)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)也可能帶來(lái)意想不到的收獲。

?

  一項(xiàng)有趣的技術(shù)是使用單分子磁鐵。當(dāng)這些由新材料(一種過(guò)渡金屬)制成的磁鐵被磁場(chǎng)磁化后,如果把磁場(chǎng)移除,它們?nèi)阅鼙3执呕癄顟B(tài)。過(guò)渡金屬具有可切換的磁性,如自旋交叉(將一個(gè)或多個(gè)電子的自旋從上變?yōu)橄拢蚍催^(guò)來(lái)),并能在一段時(shí)間內(nèi)保持這種變化。這意味著每個(gè)分子可以包含1比特的信息,從而提供巨大的存儲(chǔ)密度。當(dāng)然,想要將這種巨大的存儲(chǔ)能力(如每平方英寸幾百兆兆字節(jié))變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),研究人員還需要克服很多障礙,包括:制造分子所需的過(guò)冷條件;存儲(chǔ)時(shí)間過(guò)短,目前還只能以秒計(jì);此外,還有相鄰磁體互斥的問(wèn)題。

?

  另一種技術(shù)是使用飛秒激光寫入,將數(shù)百兆兆字節(jié)的數(shù)據(jù)蝕刻到納米結(jié)構(gòu)的石英玻璃盤上。這些盤可以保存數(shù)千年,甚至可能存在數(shù)十億年。盡管目前該技術(shù)的讀寫速度很慢,但不需要過(guò)冷條件,而且石英玻璃盤在非常高的溫度下依然可以安然無(wú)虞。

?

  大自然在很久以前就提供了一種可能滿足我們未來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的方案——DNA存儲(chǔ)。自然母親知道如何以DNA的形式安全地存儲(chǔ)大量信息,而DNA正是生命的基石?,F(xiàn)在,一些研究人員(生物學(xué)家、化學(xué)家和信息技術(shù)專家)正在嘗試將數(shù)據(jù)(如文字、圖像、音樂)通過(guò)DNA堿基對(duì)——由腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鳥嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)4種堿基組成——編碼成合成聚合物。DNA的可用存儲(chǔ)密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何電子設(shè)備;事實(shí)上,1克DNA的數(shù)據(jù)密度可達(dá)1澤字節(jié)(zettabyte,即10^21字節(jié))。要理解如此巨大的數(shù)據(jù)密度,我們可以想象將人類記錄的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一個(gè)裝滿DNA的容器中,其體積只需要幾個(gè)鞋盒大小,而驅(qū)動(dòng)這個(gè)DNA數(shù)據(jù)中心所需的能量將非常小。此外,DNA存儲(chǔ)可以保存數(shù)千年,同時(shí)可以有效地防御黑客攻擊。因此,合成聚合物DNA的優(yōu)點(diǎn)是:容量大;體積非常??;持久耐用;低能量需求;無(wú)需過(guò)冷條件;以及強(qiáng)大的安全性。伴隨這些優(yōu)勢(shì)的是一些很難克服的障礙,我們發(fā)現(xiàn),用化學(xué)方法寫或讀DNA的成本非常昂貴,而且這些操作的速度都太慢了。

?

  綜上所述,我們確實(shí)有了一些令人興奮的候選方案,可以解決未來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求問(wèn)題。而且,隨著我們一步步解決未來(lái)的挑戰(zhàn),目前尚未發(fā)現(xiàn)的解決方案可能就會(huì)浮出水面。

?

  肖恩·格林斯坦(美國(guó)哈佛商學(xué)院工商管理教授、哈佛商學(xué)院數(shù)字計(jì)劃聯(lián)席主席)

?

  世界怎么會(huì)耗盡存儲(chǔ)空間呢?這似乎是不可能的。一個(gè)超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心包含幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器,其存儲(chǔ)空間足以容納整個(gè)維基百科——人類有史以來(lái)第三大的文字收藏(僅次于美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館和大英圖書館)。這表明存儲(chǔ)空間是取之不盡的,任何耗盡存儲(chǔ)空間的可能性都遙不可及,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了社會(huì)永遠(yuǎn)無(wú)法觸及的地平線。

?

  但也不完全如此。對(duì)數(shù)據(jù)的新用途不斷出現(xiàn),而這些需求會(huì)促使人們更多地利用現(xiàn)有的存儲(chǔ)資源。也許最有趣的問(wèn)題是需求是否會(huì)停止增長(zhǎng)。我認(rèn)為至少在未來(lái)幾十年不會(huì),有兩個(gè)基本原因。首先,這是互聯(lián)網(wǎng)的邊際要求的;其次,人類的創(chuàng)造力也遠(yuǎn)未耗盡,會(huì)不斷推出富有想象力的新應(yīng)用。

?

  先來(lái)說(shuō)說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)的邊際。任何瓶頸的存在都會(huì)將無(wú)限的資源變成有限的資源,而每個(gè)系統(tǒng)至少都包含一個(gè)瓶頸?;ヂ?lián)網(wǎng)上有很多這樣的瓶頸。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)沖浪者搭上了曼哈頓第五大道下高速行駛的地鐵,同時(shí)想要毫不延遲地發(fā)表一篇文章。要做到這一點(diǎn),就需要所有的組成部分——高速線路、多個(gè)天線、緩存內(nèi)容和系統(tǒng)邊際的更多存儲(chǔ)空間——都以最好的狀態(tài)工作。隨著視頻做得越來(lái)越好、越來(lái)越大,其內(nèi)容的數(shù)據(jù)強(qiáng)度也在增加,因此到達(dá)的速度會(huì)變慢,性能也會(huì)下降。維基百科需要你的捐助,才能使其運(yùn)營(yíng)不至于成為瓶頸。不太明顯的一點(diǎn)是,數(shù)據(jù)的運(yùn)營(yíng)商想要你的業(yè)務(wù),而這份收入中有一部分將用于系統(tǒng)升級(jí)。當(dāng)然,還有邊際的前沿存儲(chǔ),存在于你的智能手機(jī)、服務(wù)器和內(nèi)容傳遞網(wǎng)絡(luò)中。換句話說(shuō),現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)包含了誘導(dǎo)使用更多存儲(chǔ)空間的市場(chǎng)機(jī)制。

?

  隨著存儲(chǔ)成本的降低,人類找到了越來(lái)越聰明的方法來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)資源加以利用。去年的前沿到了明年,可能就會(huì)變成日常。曾經(jīng)有一段時(shí)間,人們對(duì)發(fā)送嬰兒和貓的視頻,或分享更多的時(shí)尚和八卦感到很新奇。未來(lái)幾年后,自動(dòng)駕駛汽車的系統(tǒng)或許就能處理這一切。沒有人會(huì)相信這種獨(dú)創(chuàng)性會(huì)止步不前。去年,一組科學(xué)家發(fā)布了一個(gè)黑洞周圍碎片的可視化圖像。研究人員收集的數(shù)據(jù)如此之多,以至于無(wú)法通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸。他們不得不把數(shù)據(jù)分成許多包裹,并通過(guò)郵寄的方式將磁盤郵寄出去??茖W(xué)家們對(duì)黑洞的觀察還遠(yuǎn)沒有到達(dá)盡頭,但更重要的是,這個(gè)先例將激勵(lì)某些聰明的發(fā)明家,在地球上尋找能夠超越視覺表現(xiàn)界限的東西;當(dāng)他或她獲得這樣的圖像時(shí),我們都會(huì)投以敬畏的目光。

?

  克里斯蒂安·??怂筟英國(guó)威斯敏斯特大學(xué)媒體與傳播研究教授,《社交媒體:一個(gè)批判性的介紹》(Social Media: A Critical Introduction)一書作者]

?

  我們并不是生活在一個(gè)“數(shù)據(jù)和數(shù)字社會(huì)”,而是生活在大數(shù)據(jù)資本主義和數(shù)字資本主義之下。在這種社會(huì)形態(tài)中,企業(yè)和政治權(quán)力的目標(biāo)是盡可能多地存儲(chǔ)關(guān)于每個(gè)人的數(shù)據(jù),以便從人們的生活中獲得利益,并將我們的公民身份證券化。如果數(shù)據(jù)和數(shù)字資本主義以一種無(wú)限的方式持續(xù)下去,并耗盡計(jì)算所需的不可再生資源,那么在某個(gè)時(shí)候,構(gòu)建計(jì)算和存儲(chǔ)設(shè)備所需的物理資源就可能耗盡。但摩爾定律也降低了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的成本,降低了對(duì)量子計(jì)算等新計(jì)算形式的探索,這緩解了這些限制,并可能導(dǎo)致克服了存儲(chǔ)限制的新數(shù)據(jù)形式和數(shù)字資本主義。

?

  然而,關(guān)鍵并不在于技術(shù)問(wèn)題,而是道德和政治問(wèn)題:我們真的想要將生活的幾乎所有方面存儲(chǔ)起來(lái)嗎?如果一個(gè)社會(huì)將我們對(duì)人類生活的思想和活動(dòng)越來(lái)越多地貨幣化和證券化,那將會(huì)有什么樣的后果和影響?最大的危險(xiǎn)是,數(shù)字資本主義將變成數(shù)字獨(dú)裁和數(shù)字法西斯主義。因此,解決方案是我們將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)最小化到運(yùn)行計(jì)算機(jī)和社會(huì)所必需的最小值。為了避免數(shù)字法西斯主義的興起,我們需要數(shù)字民主而不是數(shù)字資本主義。

?

  埃里克·奧斯特威爾(喬治梅森大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授)

?

  我認(rèn)為,以一種不可能被捕獲、存儲(chǔ)和/或保存所有數(shù)據(jù)的速率產(chǎn)生數(shù)據(jù)當(dāng)然是有可能的,例如歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)所丟失的所有數(shù)據(jù)。我認(rèn)為我們應(yīng)該關(guān)心的是,存儲(chǔ)那些可以用來(lái)幫助我們了解相關(guān)意義(對(duì)于我們的生活,對(duì)于研究,對(duì)于商業(yè)利益,等等)的數(shù)據(jù)。

?

  我之所以這樣區(qū)分,是因?yàn)槲艺J(rèn)為我們實(shí)際上是在存儲(chǔ)讓我們獲得意義的數(shù)據(jù),并且經(jīng)常存儲(chǔ)處理過(guò)的數(shù)據(jù)(對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總或陳述,或者壓縮數(shù)據(jù),以及使數(shù)據(jù)具有更多語(yǔ)義,等等)。這往往意味著我們要猜測(cè)我們需要和/或想要的哪一部分的數(shù)據(jù)。

?

  當(dāng)我們努力增加存儲(chǔ)容量,并記錄(可能)更加精細(xì)的數(shù)據(jù)時(shí),我們需要認(rèn)識(shí)到,我們的數(shù)字足跡可能會(huì)成為一個(gè)不利因素。作為一名從事數(shù)據(jù)分析的網(wǎng)絡(luò)安全研究者,我越來(lái)越清楚地發(fā)現(xiàn),我們?cè)诰W(wǎng)上留下的足跡是不可磨滅的,是不會(huì)被時(shí)間沖走的。更重要的是,我們的社區(qū)數(shù)據(jù)分析技術(shù)(大數(shù)據(jù)、ML/AI等)正變得更加有洞察力,其數(shù)據(jù)集也變得更加互聯(lián)。我想把這個(gè)問(wèn)題反過(guò)來(lái)問(wèn):我們是否會(huì)達(dá)到這樣一個(gè)地步,即人們希望數(shù)字存儲(chǔ)空間耗盡,這樣他們的數(shù)字足跡就會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而消失?問(wèn)題在于,我們已經(jīng)在網(wǎng)上分享了幾十年的信息,潘多拉的盒子很可能早已打開。

?

  凱文·柯倫(英國(guó)阿爾斯特大學(xué)網(wǎng)絡(luò)安全教授兼法律創(chuàng)新中心聯(lián)席執(zhí)行主任)

?

  所有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都存儲(chǔ)在硬盤上。和其他技術(shù)一樣,硬盤容量已經(jīng)取得了令人難以置信的進(jìn)步。主要的變化是從旋轉(zhuǎn)硬盤驅(qū)動(dòng)器發(fā)展為沒有移動(dòng)部件的固態(tài)硬盤,磁盤容量也大幅增加。有趣的是,我們第一次看到因芯片短缺而導(dǎo)致的產(chǎn)品延遲生產(chǎn),部分是由于新冠疫情。芯片也是硬盤驅(qū)動(dòng)器的組成部分,如果未來(lái)出現(xiàn)這種硬盤驅(qū)動(dòng)器核心組件的短缺,那數(shù)字存儲(chǔ)空間就可能會(huì)耗盡。不過(guò),一個(gè)方法是回收現(xiàn)有的硬盤驅(qū)動(dòng)器,并基本上覆蓋舊的文件。這可能會(huì)緩解一些問(wèn)題,但當(dāng)然,互聯(lián)網(wǎng)巨頭可能很難收回足夠的存儲(chǔ)空間。屆時(shí),由于數(shù)字存儲(chǔ)價(jià)格的大幅上漲,將只有富人才能存儲(chǔ)他們的數(shù)據(jù);經(jīng)濟(jì)規(guī)律也可能在這方面發(fā)揮很大作用。


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào),在對(duì)話框:
回復(fù)【最新活動(dòng)】,了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】,了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】,了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】,了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】,了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】,了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】,學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】,了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情

聽說(shuō),打賞我的人最后都找到了真愛。