Noi umani siamo accumulatori incalliti. Adoriamo ammassare informazioni. Di questi tempi, grazie all’estrema disponibilità di strumenti di archiviazione digitali, creiamo enormi scorte negli hard disk che teniamo in casa, o sul cloud. Eppure vi sorprenderà scoprire che buona parte delle informazioni conservate oggi – dai backup delle email e delle foto fino ai dati relativi alla collisione tra le particelle nel Large Hadron Collider (l’acceleratore di particelle di Ginevra) – si trova non solo nei lucenti dischi fissi, ma anche in ingombranti cartucce di plastica che contengono spirali di nastri magnetici.

Avete capito bene. Buona parte dei dati del mondo è conservata su nastri. Migliaia di chilometri di nastro. La notizia potrebbe stuzzicare la nostalgia di chi è abbastanza vecchio da ricordare le compilation su cassetta e le registrazioni dalle radio, ma in realtà la tecnologia dei nastri ha fatto passi da gigante negli anni. Al punto tale che oggi i ricercatori ne stanno aumentando la capienza con un ritmo che supera quello dei supporti rivali.

Ma anche il nastro ha i suoi limiti. Generiamo talmente tanti dati che a un certo punto sarà impossibile conservare tutto. E allora cosa faremo?

Hard disk contro cartucce
Parliamoci chiaro, i nastri di cui stiamo parlando non somigliano affatto a quelli delle cassette che impilavamo nelle nostre camerette negli anni ottanta, anche se in sostanza la tecnologia è la stessa. La differenza è che le vecchie cassette erano analogiche, mentre la versione utilizzata oggi per l’archiviazione è digitale. Le informazioni, dunque, sono immagazzinate sotto forma di sequenze di zero e uno.

Quando la Ibm ha introdotto sul mercato il primo nastro digitale per l’archiviazione, nel 1952, poteva contenere due megabyte di dati su una grande bobina. Oggi i nastri sono molto più piccoli, ma possono archiviare 20 terabyte di dati, o addirittura 60 terabyte in formato compresso. Questo significa che nel giro di 70 anni la capacità di archiviazione è aumentata di circa dieci milioni di volte. Una singola cartuccia può racchiudere più di un chilometro di nastro digitale. Le cartucce sono conservate in archivi automatizzati, il più grande ne custodisce 23mila.

Per accedere ai dati, i robot si muovono su binari lungo gli scaffali dove sono disposte le cartucce. La loro velocità è impressionante, ma servono comunque circa 90 secondi prima che un robot trovi la cartuccia, rimuova il nastro, lo piazzi sull’apposito supporto e trovi il dato richiesto, laddove un disco rigido può recuperare un’informazione in dieci millisecondi. Questo è uno dei motivi per cui gli hard disk dominano da tempo il campo dell’archiviazione dei dati.

Ma non tutti i dati hanno bisogno di essere recuperati alla velocità della luce. Dalle immagini satellitari alle registrazioni delle videocamere di sorveglianza fino all’infinità di copie di email, tweet e transazioni finanziarie, i dati di archivio sono chiamati nel settore dati “freddi”. I nastri digitali sono sopravvissuti e ora stanno prosperando come forma di archiviazione di dati freddi perché presentano diversi vantaggi rispetto agli hard disk.

Prima di tutto i nastri sono sicuri e affidabili. Quando non sono usati, infatti, sono riposti dentro le cartucce, sconnessi dalla rete. Questo sistema offre una solida difesa contro qualsiasi errore o malfunzionamento dei programmi, oltre che contro gli attacchi informatici. “Se la cartuccia non è montata sul supporto nessuno può modificare i dati”, spiega il ricercatore della Ibm Mark Lantz. Nel 2011 un errore in un software ha cancellato le email di 40mila profili Gmail e ha danneggiato anche le copie conservate sugli hard disk. Fortunatamente Google aveva archiviato le email anche sui nastri digitali, e i dati degli utenti sono stati ripristinati.

Fatto importantissimo, il nastro costa poco, elemento fondamentale per quelle che Lantz chiama “aziende di cloud in iperscala”, come la Microsoft Azure, Google e Meta. In questo caso si tratta soprattutto di backup di dati come le nostre email e la serie infinita di fotografie del vostro cane, ma anche delle registrazioni delle case smart, dei dati di analisi, dei registri di produzione e di un’infinità di altra roba.

Ridimensionare la tecnologia
In passato per soddisfare la richiesta crescente di archiviazione dati queste aziende si limitavano ad acquistare un’enorme quantità di dischi rigidi. Ma la capienza degli hard disk non cresce abbastanza rapidamente, perché hanno uno spazio limitato su cui incidere i dati.

Il nastro magnetico è diverso. “Abbiamo un chilometro di nastro, una superficie molto vasta”, spiega Lantz. “Possiamo continuare a ridimensionare la tecnologia”. Come? Rimpicciolendo le parti del supporto che recupera e registra i dati, in modo che sul nastro possano essere incisi pezzi più piccoli di informazioni. È un po’ come la differenza tra usare un evidenziatore spesso per scrivere su un foglio A4 o un pennino sottile per scrivere su un A3. Il risultato è che la capienza dei nastri continua a crescere e continuerà a farlo per molto tempo. “Possiamo continuare a scalare i nastri e raddoppiare la capienza ogni due anni e mezzo per i prossimi vent’anni almeno”, spiega Lantz.

Eppure, nonostante la loro potenza retrò, anche i nastri prima o poi esauriranno lo spazio. Produciamo più dati di quelli che siamo in grado di archiviare. Per avere un’idea, tenete presente lo zettabyte, l’equivalente di 250 milioni di dvd. Nel 2020 abbiamo prodotto 59 zettabyte di dati. Le proiezioni suggeriscono che nel 2025 produrremo 175 zettabyte all’anno. “Arriveremo al punto in cui l’intera massa planetaria dovrebbe essere un archivio di dati o una materia programmabile per sostenere la digitalizzazione del mondo”, spiega Melvin Vopson dell’università di Portmouth, nel Regno Unito.

Vopson riconosce che avremo bisogno di nuove tecnologie. I ricercatori stanno esplorando la possibilità di archiviare dati con fotoni e dna, ma una delle soluzioni più affascinanti è quella di usare i laser per codificare i dati sul silica glass (vetro silice) creando nanostrutture che possano essere lette da un microscopio. Peter Kazansky dell’università di Southampton, nel Regno Unito, ha già lavorato con la Microsoft per progettare un sistema di archiviazione basato su questo materiale. Secondo Kazansky i dati diventano “virtualmente eterni” perché il silica glass resiste praticamente a tutto, dalle temperature estreme all’umidità, dal magnetismo alle radiazioni. Si ritiene che a temperatura ambiente possa restare stabile per 300 miliardi di miliardi di anni. Questo significa che potrebbe conservare i nostri dati per molto tempo dopo la morte del nostro Sole.

Non ci resta che sperare che chiunque trovi i nostri archivi possieda la tecnologia necessaria per scoprire cosa contengono, oltre ad avere un interesse per le minuzie della nostra vita social e per le foto dei nostri gatti.

(Traduzione di Andrea Sparacino)