2024年後半、筆者は光学デジタルストレージの開発動向と翌年の展望に関する記事を執筆した。本稿はその続編として、多数の光学ストレージスタートアップ企業の開発状況と、デジタルアーカイブとデータ保存の新たな選択肢を提供する2社のDNAストレージスタートアップ企業に焦点を当てる。
2024年の記事で述べたように、データセンターでは性能要件と情報保存コストを最適化するため、複数の異なるデジタルストレージ技術を組み合わせて使用することが多い。これにより、コストと性能のトレードオフを考慮した様々なデジタルストレージ技術が使い分けられている。以下のグラフは、筆者の同僚であるObjective Analysisのジム・ハンディ氏によるもので、各種メモリおよびデジタルストレージ技術のストレージ性能と容量単価の対数プロットを示している。
アーカイブストレージでは、依然として潜在的価値を持つものの、法令遵守や歴史的価値などの理由でほとんどアクセスされないデータが保管される。この層は一般的に、より頻繁にアクセスされるストレージ層よりも低コストが求められ、磁気テープや光ディスクストレージが最も活用される領域である。また、AI学習や推論を支援する生データを含むアーカイブデータの増加が見込まれる中、新興のアーカイブストレージスタートアップ企業にとっても参入の機会となる領域だ。
2025年8月、長年ストレージ業界の市場調査に携わってきたジョン・モンロー氏とブラッド・ジョーンズ氏は、膨大なアクティブアーカイブデジタルストレージを予測する白書を執筆した。2050年までの予測では、デジタルストレージ出荷量の大幅な成長が見込まれ、その時点では何らかの新興技術が出荷ストレージ容量を支配すると予測されている（下図参照）。比較として、Coughlin Associatesの予測では、2030年の出荷ストレージ容量は約8.3ZB（8,300EB）で、2025年の約2.5ZBから増加すると見込んでいる。
この白書が指摘するように、保存データの大部分はアーカイブデータである。これがアーカイブデータ増加を支えるストレージ技術への需要を牽引することになる。磁気テープとハードディスクドライブはストレージ容量の増加とストレージコストの低減を続けているが、セカンダリストレージとアーカイブストレージの需要が拡大するにつれ、新しいストレージメディアが役割を果たす機会が生まれる可能性がある。特に、現行のアーカイブストレージメディアよりも高性能、低コスト（継続的なエネルギーコストを含む）、長寿命を実現できれば、その可能性は高まる。開発状況次第では、現行技術の拡張版または新技術が将来的に主流となる可能性がある。
光学ストレージライブラリは磁気テープストレージの代替として販売されており、多数のスタートアップ光学ストレージ企業が導入している技術により、この用途は拡大する可能性がある。Coughlin Associatesは、これらの新しい光学ストレージ技術を含む現行のアーカイブストレージ技術に関する白書を執筆した。それでは、PiqlFilm、Folio Photonix、SPhotonix、Cerabyte、Optera Dataによる光学ストレージの最新開発状況を見ていこう。
光学記録メディアにはいくつかの種類があり、その中にはポリエステルベースの白黒ネガティブハロゲン化銀フィルムを使用するPiqlFilmがある。この方式の特徴は、デジタルデータに加えて、人間が読める記録された指示、ファイル形式、データ読み取り用のソースコードを含めることができる点だ。このアーカイブ方式は、一部の科学、工学、歴史的アーカイブで使用されている。PiqlFilmは、北極海に面したノルウェー北部に位置する世界記憶のリポジトリ、Arctic World Archive（AWA）の創設者でもある。
Folio Photonicsは、アーカイブ用途向けの多層光学記録システムを開発した企業で、反射型または蛍光型記録技術を用いたBlu-ray光ディスクに類似した光熱記録を実現できる。同社の技術は、共押出ポリマーマトリックスに分散された感光性色素を使用して、反射型または蛍光型の光学メディアを作成する。この感光性材料は、従来のBlu-rayディスクで使用される波長である405nmで強い光吸収を示す。
マイクロソフトとサウサンプトン大学は数年前から、高速レーザーを使用した溶融シリカ内の体積アーカイブ記録を研究してきた。このアプローチは、数百年間安定であるべきメディアを用いた一度書き込み方式で、5インチのガラスプレートに最大360TBのデータを保存できることが実証された。サウサンプトン大学の研究者たちは、この技術を商業化するためにSPhontonixという企業を設立した。下の画像はSPhotonixの光学ストレージコンセプトを示している。
SPhotonixの5Dメモリクリスタルは、最新のミッション・インポッシブル映画のプロットにおける重要な要素だった。同社は2025年11月に追加資金を調達し、筆者はSPhotonixのアドバイザーを務めている。アイザック・アシモフの「ファウンデーション三部作」のコピーを含む5Dメモリクリスタルは、2018年のSpaceX Falcon Heavyの打ち上げ時に、赤いテスラ・ロードスターのグローブボックス内で軌道に投入された。2025年6月には、32,000年前のショーヴェ洞窟壁画の画像を含む5Dメモリクリスタルが、The Exploration Companyの初のNyx宇宙カプセルの一部として地球軌道に打ち上げられた。SPhotonixは5Dメモリクリスタルへのカスタムストレージを提供している。
もう一つの興味深い光学記録技術の候補がCerabyteだ。2020年に設立され、シリコンバレーに本社を置く同社は、ガラス基板上にスパッタリングされた10nmのセラミック層を使用している。データは、最大200万個の要素を持つ2Dデジタルマイクロミラーを使用してデータマトリックスの配列にエンコードされ、UV スペクトルのフェムト秒レーザーパルスで同時に書き込まれる。書き込み速度は1GB/秒で、平均電力は1W未満だ。読み取りは、高速イメージセンサーとデコード用の並列高速画像処理を使用して、GB/秒のデータレートで行われる。下の画像はCerabyteのデジタル記録コンセプトを示している。
読み取りと書き込みの両方は、ピエゾ駆動オートフォーカスシステムを使用して焦点を維持する高速XYステージを使用して顕微鏡光学系をスキャンすることにより、正方形の基板全体で行われ、ランダムデータアクセスが可能になる。9×9cmのメディアシートは両面に記録でき、従来の光学および磁気テープライブラリで使用されるものと同様のロボットアクセス用カートリッジに積み重ねることができる。Cerabyteは、2030年までにメディアコストを1ドル/TB未満にすることを見込んでいる。Cerabyteは、Pure StorageやWestern Digitalを含むデジタルストレージ業界の複数のプレーヤーから多額の投資を受けている。
Optera Dataのストレージ技術は、書き込み時に複数の隣接するレーザー周波数での記録メディアの光吸収/発光特性の変化を利用し、これらの変化を読み取る。これらの変化はスペクトルホールと呼ばれる。筆者はOptera Dataのアドバイザーを務めている。
同社は、書き込み/読み取りレーザースポット内に多数の粒子が存在し、ナノ粒子が異なるが隣接する光発光/吸収周波数を持つナノ粒子の混合物で構成される光学メディアを使用してこれを実現している。
スペクトル感度が互いに近く、部分的に重なり合うこれらのナノ粒子の組み合わせにより、「トップハット」蛍光発光プロファイルと呼ばれる複合スペクトル発光プロファイルが生成される。つまり、異なるナノ粒子によって放出される光が組み合わさって、下図の（a）に示すようなパターンを作る。
このメディアでは、書き込みレーザー周波数をナノ粒子周波数の1つに合わせて調整することで、下図の（b）に示すように、ナノ粒子の発光を減少させることができるスペクトルホールが作成される。これらのスペクトルホールは、図に示すように、スペクトルホール書き込み中のレーザーエネルギーレベルに応じた深さを持つことができる。データは、これらのスペクトルホールの周波数と深さの両方にエンコードできる。
Opteraは、短期的には粒子メディアで1TBディスクが実現可能であり、中期的には、今後10年以内に大量生産コスト1ドル/10TB（0.10ドル/TB）の薄膜単層書き込み専用アーカイブディスクが可能であると考えている。長期的には（おそらく10年程度以内に）、この技術が体積記録技術として実装されれば、これらのコストをさらに削減できる可能性がある（おそらく10倍低いコスト、0.01ドル/TB）。
2025年のDNAストレージ開発について簡単に見てみよう。2025年5月、Atlas Data StorageがTwist Bioscienceからスピンアウトし、1億5500万ドルのシード資金を調達した。11月、同社はEon 100合成DNAストレージを発表した。しかし、このアプローチは商用製品にはほど遠く、DNAストレージは依然として書き込みと読み取り速度が遅いという問題を抱えている。ヒトゲノム医学の発展により、今後10年間でDNAの読み取りと書き込みの速度が劇的に向上し、合成DNAを使用したアーカイブデータストレージが商業的に実行可能になると予測されている。
2025年1月、別の合成DNAストレージスタートアップであるIridia（筆者はこの企業のアドバイザーを務めている）は、Dragonfly Aerospace Blue Ghost着陸船に搭載された同社の合成DNA上の歴史的データを含む月面人類記念碑に貢献した。
新しい光学ストレージアーカイブシステムの予測では、2030年代までに1PBの生容量光学カートリッジが実現される見込みで、これはLTO Gen 14の365TBの生容量カートリッジ予測と比較される。光学ストレージ、さらにはDNAストレージは、デジタルアーカイブ市場における重要な候補となる可能性がある。
