過去數十年以來，磁帶一直是長期保存資料的歸檔儲存媒體首選，基於光碟的光學儲存技術雖曾一度威脅到磁帶的地位，但由於容量增長追不上磁帶的腳步，最終還是由磁帶取得主導地位。不過在未來幾年內，這樣的情況可能會改變。

因為，近10年來，又陸續出現一系列試圖挑戰磁帶的新興儲存技術，玻璃／光學儲存是其中最接近實用化的一種，象徵著光學儲存技術的復甦。

在2023年底發布的儲存月報「光學儲存技術新進展」，我們初步介紹了當前最接近實用階段的新興光學儲存技術，現在我們從儲存密度與容量增長的視角，進一步討論這些新興技術與磁帶的對比。

既有光學儲存的容量密度與總容量

就儲存密度來説，磁帶其實遠不如光碟。但儲存媒體的可用容量，是儲存密度與儲存面積的相乘，磁帶儘管儲存密度很低，但只要在磁帶匣中透過捲繞方式容納長度更長的磁帶，便能增加資料記錄面積，彌補密度低的缺點，輕易增加總容量。

當前的兩大磁帶規格LTO與IBM 3592系列，磁帶匣都能容納上千公尺的磁帶，從而龐大的總容量。目前LTO開放規格的單卷磁帶匣已能達到18TB容量，IBM 3592系列則能達到50TB。

相較下，BD-XL與Archival Disc光碟雖然儲存密度遠高於磁帶，但儲存媒體本身的面積是固定的，雖然也能在光碟匣中堆疊多片光碟，藉此提高容量，但即便目前容量最高的Archival Disc光碟匣，也只達到5.5 TB容量（每個光碟匣含11碟片），與磁帶存在相當大的落差，1卷磁帶能容納的資料量，需要3、4個到10多個光碟匣才能容納，管理十分不便。

新世代光學儲存技術的誕生

儘管光學儲存因容量較低的缺點，而限制了應用範圍與規模，但有著磁帶不能及的兩項獨到優勢，促使業界持續發展新的光學儲存技術。

首先，光學儲存同時適合2種應用：一般歸檔與主動歸檔（Active Archive）。磁帶受限於捲繞式架構，適合連續循序存取，故只適用於長期靜態資料保存、很少有存取需求的一般歸檔應用。而光碟儲存裝置擁有隨機存取能力，必要時可快速檢索與取回資料，因而還能兼用於仍有少許存取需求的主動歸檔。

其次，光學儲存對於耐久性與環境承受力具有優勢，無需特別的環境控制措施，就能實現長期保存。

不過，若要讓光學儲存具備足以對抗磁帶的競爭力，關鍵在於如何大幅提高儲存密度，來達到增加容量的目的。

正在研發的兩種玻璃/光學儲存技術，包括Cerabyte的玻璃陶瓷，以及Project Silica玻璃儲存，都從儲存材料著手，以玻璃取代以往光碟的聚合物，試圖獲得極高的儲存密度，從而解決光學儲存的容量問題。此外，以玻璃作為儲存材料，還擁有高度環境承受能力的優勢，可抵禦火、水、電磁脈衝等外界威脅。

兩種新興光學儲存技術後市可期

Project Silica計畫，是微軟與南安普頓大學（University of Southampton）合作發展的矽玻璃儲存技術（silica glass）。

Project Silica曾在2021年聲稱，可在5吋見方玻璃達到500TB容量。在實際能力方面，去年底Project Silica透露，已能在DVD大小玻璃片上儲存7TB資料，已超過現有Archival Disc光碟10倍以上。

至於德國新創廠商Cerabyte，則以奈米陶瓷塗布玻璃儲存（ceramic-coated glass storage）技術，來達到提高儲存密度的目的。

Cerabyte預期他們的儲存密度可達到每平方公分1 TB等級，相當於Archival Disc光碟20倍以上，還有提高到每個儲存匣1 PB容量的潛力，不過需要相當長時間，才能逐步實現這個目標。

依照Cerabyte規畫，在2024年推出的第一代產品，儲存密度只達到每機櫃1 PB，還遠不如現有的磁帶櫃（目前最高規格的磁帶櫃，已能達到每機櫃10到30 PB以上的儲存密度）。

預期到2025年，Cerabyte可將儲存密度提高到每機櫃5 PB，在2026到2027年提高為每機櫃10到30 PB，這時才具備與磁帶相比的競爭力。該公司預期2030年以前可達到每機櫃60到100 PB，不過到了那時候，磁帶容量勢必也會有顯著進步，因為單就容量而言，磁帶未必會遜色於這些新興技術。

磁帶與傳統光碟仍有容量成長潛力

磁帶雖然是數十年歷史的老技術，但仍擁有相當高的成長潛力，富士軟片、IBM與Sony等主要磁帶供應商，已備妥容量密度遠高於現有產品的磁帶技術。

以IBM為例，在2020年發布的新世代磁帶技術，便可讓磁帶容量密度較當前提升10倍以上，實現單卷磁帶提供580 TB容量。而由於具有這樣的成長潛力，LTO磁帶聯盟得以在現有LTO-9之後，還能一口氣將發展路線圖規畫到5個世代以後的LTO-14，將容量從現有LTO-9的18 TB逐步提高到576 TB。

不僅磁帶，傳統的聚合物光碟儲存媒體也有進步空間。新創廠商Folio Photonics 2022年發表的多層薄膜光碟，便宣稱能提供較現有光碟技術高出20倍以上的儲存容量。事實上，目前的藍光光碟每一面最多隻有3到4個光學層，Folio的多層薄膜光碟每一面則能提供8到16個光學層，最終可達到32個光學儲存層，從而大幅提高儲存容量。

依照Folio的發展路線圖，預定2024年後推出的第1代多層薄膜光碟，只使用8層光學層，可提供每張光碟50 0GB到1 TB容量，與目前供應的Archival Disc光碟同級。接下來Folio打算以每2年升級一代的速度持續更新，預計2030年推出的第4代多層薄膜光碟產品將採用32層以上的光學層，擁有4 TB到10 TB容量。

磁帶仍具有不可取代的優勢

儘管磁帶面臨各式各樣新興技術的挑戰，但從目前的情勢來看，近期內這些技術還無法撼動磁帶的地位。

Cerabyte與Project Silica這類玻璃／光學儲存，或是華為近期發表的「磁—電」儲存，雖然規格頗具吸引力，但也存在難以忽視的技術風險，2030年之前恐怕無法成熟到足以威脅磁帶的地位。因為歸檔儲存不僅看重規格，更看重穩定與可靠，磁帶具有久經驗證而累積的信賴性，正是這些新興技術缺乏的。

華為的「磁—電碟」歸檔儲存系統

華為發展的「磁—電碟」號稱是兼具硬碟與磁帶特性的嶄新儲存裝置，每台可提供驚人的72TB容量。 圖片來源／華為

歸檔儲存技術近日最引人注目的新聞，便是華為在2024年初發表的「磁—電」（Magneto-Electric）儲存系統，名為OceanStore Arctic。

產品核心是一種儲存媒體裝置，稱為「磁—電碟」（Magneto-Electric Disk，MED），華為聲稱這種裝置的總成本比磁帶低20%，功耗則比硬碟低80%，暫定2025年下半年於海外推出，第一代產品將擁有每機櫃10PB容量。

稍後分析師Tom Coughlin取得華為的簡報，從而讓外界得知更多MED裝置的技術細節。

簡報中，華為將MED描述為「硬碟+磁帶」的裝置，每組MED擁有72 TB容量。就單一媒體儲存容量來説，72 TB容量的MED若真的推出，將超越IBM TS-1170磁帶，可望成為市面上容量最大的歸檔儲存媒體。

而且MED成本比磁帶低20%，功耗比硬碟低90%。華為聲稱每PB容量的MED裝置耗71瓦電力，硬碟每PB則消耗450瓦，

以資料傳輸率而言，每座MED機櫃比起磁帶高出2.5倍，而且MED裝置是密封的，機櫃不包含機械手臂等裝置，因而可減少故障機率。

整體來説，MED的技術、配備、規格仍有待釐清，但華為如果能實現前述指標，那麼，將是頗具革命性的歸檔儲存技術。