磁帶持續主導冷儲存,玻璃、全像與 DNA 媒體加速角逐長期歸檔市場

企業資料在產生後,存取頻率通常會隨時間下降。許多資料在產生約 3 至 4 個月後便很少再被讀取,卻仍必須保存多年,以因應法規、稽核、研究或日後查詢需求,因而形成歸檔儲存(Archive Storage)與冷儲存(Cold Storage)市場。

隨著企業 IT 資料量持續增加,長期、低成本且低耗能的儲存媒體需求同步攀升。目前磁帶仍是最主要的歸檔媒體,但玻璃光學儲存、全像儲存與 DNA 儲存等技術,也試圖以更高容量、更低長期持有成本或更長保存年限,切入這項市場。

LTO 磁帶出貨恢復成長

LTO 與 IBM 3592 是目前仍活躍的兩大磁帶規格。其中,LTO 採用開放規格,使用範圍較 IBM 專屬的 3592 系列更廣。LTO 聯盟在 2025 年 5 月公布最新一代 LTO-10 規格,HPE、IBM、Quantum 等技術供應商也陸續推出支援 LTO-10 的磁帶匣、磁帶機與磁帶櫃。

LTO-10 的規格更新仍存在爭議,包括容量提升幅度低於部分市場預期、傳輸效能沒有明顯進步,以及放棄向下相容性等問題。這些因素可能增加使用者升級與導入的障礙。

不過,LTO 磁帶市場在 2024 年已出現明顯復甦。LTO 技術供應商在 2025 年 7 月下旬公布的報告顯示,以 2.5 倍壓縮後容量計算,2024 年 LTO 磁帶出貨容量達到創紀錄的 176.5 EB,較 2023 年成長 15.4%

過去數年,LTO 出貨曾受到供應與市場事件干擾。2018 年,Fujifilm 與 Sony 的專利訴訟曾使 LTO-8 磁帶匣供應陷入困難,當年出貨容量較前一年下滑超過 10%。2020 年新冠疫情又造成近 10% 的跌幅;2021 年則因市場復甦與補償性採購,出現約 40% 的高成長。到了 2022 與 2023 年,增幅分別僅為 0.5% 與 3.14%,幾近停滯。

供應商將 2024 年的復甦部分歸因於人工智慧與機器學習應用帶動非結構化資料快速增加,進而推升歸檔需求。只要玻璃光學或其他新一代儲存媒體尚未完成產品化,磁帶仍將是企業長期保存資料的主要選項。

Cerabyte 推進玻璃陶瓷儲存路線圖

玻璃光學儲存是傳統光學儲存的延伸,同樣透過雷射在媒體上記錄資料,但將聚合物載體改為石英玻璃或其他玻璃基材,目標是提升環境耐受性、保存年限與儲存密度。

目前較受關注的技術包括德國新創 Cerabyte 的奈米陶瓷塗布玻璃儲存,以及微軟與南安普頓大學合作的 Project Silica 矽玻璃儲存。Project Silica 近年較少公布具體技術進度或產品化規畫;相較之下,Cerabyte 持續透過募資、產業合作與原型展示推進商業化。

Cerabyte 自 2023 年底展示原型系統後,先後加入主動歸檔聯盟、成立美國據點,並獲得 Pure Storage 與歐洲創新理事會支持。2025 年 3 月與 5 月,該公司又取得 In-Q-Tel 與 WD 的投資,並在 2025 年 4 月底的 OCP EMEA 大會展示玻璃儲存媒體的耐久性測試。

Cerabyte 於 2025 年 7 月初公布新版產品發展路線圖,規畫在 2025 至 2026 年推出每機櫃 1 PB 容量的先導試驗系統,起始存取時間約 90 秒,傳輸率為 100 MB/s。經過未來 5 年的 3 次技術迭代後,目標在 2029 至 2030 年達到每機櫃 100 PB、起始存取時間低於 90 秒,以及超過 2 GB/s 的傳輸率。

與兩年前公布的路線圖相比,Cerabyte 維持 2030 年前推出 100 PB 級系統的最終目標,但放慢中間產品迭代約 1 至 2 年,顯示其規畫更為保守。該公司估計,系統總體持有成本將從目前每 PB 每月約 7,000 至 8,000 美元,降至每 PB 每月 6 至 8 美元。這些成本數字屬於 Cerabyte 的資料與預估,實際結果仍取決於系統規模、部署環境與產品化進度。

HoloMem 展示全像儲存原型

全像儲存曾在 2000 年代初期受到市場關注,但在 दशक? 2000 年代中期後逐漸沉寂。英國新創 HoloMem 近年重新投入這項技術,並於 2025 年 7 月中旬展示 HoloDrive 原型系統,公布較完整的硬體與媒體細節。

HoloMem 的全像儲存匣採用接近 LTO 磁帶匣的外型、卷軸與帶狀媒體結構,但儲存帶改用光敏感聚合物製成。HoloDrive 是一臺 2U 設備,內含組合式讀寫站,透過數位鏡裝置(Digital Mirror Device,DMD)與雷射光源讀寫儲存匣。

其運作方式是利用雷射與透鏡,將編碼後的訊號光束和參考光束同時投射至感光媒體,在媒體內形成體素(Voxel)與三維全像圖像,以記錄資料。該架構可透過不同雷射光譜建立多個存取通道,並在相同體積內記錄資料,理論上可藉由增加通道數提升容量。

HoloMem 表示,感光聚合物不需要像玻璃或陶瓷媒體那樣使用高能雷射,只需低成本的脈衝雷射二極體即可寫入,所需能量低約 3 個數量級。該材料已在汽車產業使用,並以乳膠形式塗布於兩層透明 PET 塑膠之間,可承受攝氏零下 40 度至 160 度的溫度範圍,也不受電磁脈衝影響。

HoloMem 表示,其儲存匣雖然只有約 100 公尺長的儲存帶,短於含有近 1,000 公尺磁帶的 LTO 匣,但容量可達 200 TB,超過 LTO-10 公布容量的 6 倍以上,並支援 WORM(Write Once, Read Many)一寫多讀功能。

HoloDrive 也能透過韌體模擬 LTO 磁帶機,有助於與既有歸檔系統整合。HoloMem 目前與歸檔設備廠商 QStar 合作,計畫將 HoloDrive 整合至 Archive Manager 與 Global ArchiveSpace 產品。該公司另與資料中心顧問公司 TechRe 合作,預定在其資料中心測試原型系統。

相較於 Cerabyte 已公布具體產品路線圖,HoloMem 目前尚未提出完整的產品開發時程,因此其實際商業化速度仍有待觀察。儘管如此,HoloMem 採用現成材料、元件與類 LTO 設計的策略,可能降低導入既有歸檔環境的門檻。

DNA 儲存仍受吞吐量限制

DNA 儲存具備高理論密度、長期保存與低保存能耗等特性,美國、歐洲與中國均有研究機構及新創公司投入。WD、微軟、Twist Bioscience 與 Illumina 等企業在 2020 年底成立 DNA Data Storage Alliance,推動商用 DNA 儲存生態,目前已有超過 40 家廠商加入。

法國新創 Biomemory 曾提出 DNA Drive 與 DNA 儲存伺服器概念,並於 2024 年初推出小容量試驗服務,另宣稱計畫在 2026 年推出資料中心級、容量 100 PB 的 Biomemory Prime。DNA 儲存業者 Catalog 則在 2025 年 1 月展示以 DNA 記錄內容的數位書籍,將 240 頁、481,280 bytes 資料以核苷酸形式保存於鋼製膠囊中。

2025 年 5 月,Twist Bioscience 將 DNA 儲存業務分拆成立 Atlas Data Storage,由前 Nimble Storage 聯合創辦人 Varun Mehta 領導,專注於端到端 DNA 儲存,並宣稱已取得 1.55 億美元融資。Atlas Data Storage、Biomemory 與 Catalog 因此成為目前較受關注的商用 DNA 儲存開發商,但現階段仍以技術展示與小容量服務為主,尚未出現大規模實際商用案例。

DNA Data Storage Alliance 在 2025 年 6 月發布的《DNA 資料儲存技術評論》指出,DNA 儲存商用化面臨五項主要挑戰:資料吞吐量、總體持有成本、媒體耐久性與資料保留、生物安全與資料安全,以及標準化。

其中最根本的問題是效能。DNA 儲存依賴化學反應,相較於現有以電磁方式運作的儲存系統速度較慢,寫入 100 MB 資料可能需要約 1 天,吞吐率不到磁帶與硬碟的萬分之一。聯盟認為,平行存取與平行處理架構可能改善效能,並預期未來 3 至 5 年內出現實際應用案例,但這仍不代表大規模資料中心商業化已經成熟。

短期內磁帶地位仍難撼動

綜合目前發展,LTO-10 雖然在容量、效能與相容性方面引發疑慮,但企業仍缺乏已成熟且可大規模部署的替代方案。隨著 AI 與機器學習持續產生大量非結構化資料,磁帶在低成本、低能耗與長期保存方面的優勢,仍使其維持歸檔市場的核心地位。

新興技術中,Cerabyte 已擁有原型系統與相對明確的產品路線圖;HoloMem 則透過 HoloDrive 展示出採用成熟材料與類 LTO 架構的可能性,具備後來居上的潛力,但仍缺乏明確上市時程。DNA 儲存的長期密度優勢突出,卻需要先解決寫入吞吐量、成本、資料安全與標準化等問題。

因此,短期內新媒體更可能以補充或特定用途的形式進入市場,而非立即取代磁帶。若玻璃光學與全像儲存能在 2030 年前後完成產品化,並達到承諾中的容量、速度與成本目標,長期歸檔市場的競爭格局才可能出現明顯變化。

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