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使用存儲設備經歷

發布時間: 2023-03-05 23:05:44

① 什麼是雲存儲你如何看待雲存儲

雲存儲的幾十年發展歷程,其計算架構模型,也從Scale Up走向Scale Out。但是展望未來數字世界的海量需求,目前流行的模型還能夠持續滿足嗎?本文通過對雲存儲 歷史 的回顧,及對Scale Up和Scale Out兩種擴展模型的詮釋,來揭開雲存儲的未來模式。

1. 雲存儲及其 歷史

簡而言之,雲存儲(cloud storage)就是將數字內容安全的存儲在伺服器上,從而任何連接互聯網的設備可以方便的獲取。首先讓我們簡單回顧一下雲存儲的 歷史 。

雲存儲的早期雛形要回溯到上個世紀的90年代,也就是互聯網泡沫時期(dot-com boom),當時有許多家公司,例如EVault, NetMass, Arkeia和CommVault等等[1]均提供在線數據備份服務,當然它們絕大部分也隨著互聯網泡沫的破碎而煙消雲散了。少數倖存下來的有一家叫Veritas NetBackup最後也被Symantec收購,現在依舊提供Symantec NetBackup的在線存儲服務。

而真正讓大家耳熟能詳的雲存儲是2006年由Amazon提供的AWS S3雲存儲服務,其最具有革命意義的變革是,提出了即買即用(pay-per-use)的價格模型,使得雲存儲的使用像水電一樣可計算衡量。從此雲存儲以S3為標准一路絕塵,我們所熟悉的大廠,比如Netflix, Pinterest, Dropbox也是S3的顧客。尾隨的Microsoft和Google也於2010年分別發布了類似的Azure Blob Storage和Google Storage的存儲服務。

雲存儲真正發展的十幾年中,見證了移動互聯網的崛起,大數據的生機勃發,人工智慧的再次復興,並能夠展望到未來物聯網,無人駕駛及各類機器人自動化的世界。海量數據的產生,存儲,分析,預測及應用,快速以正反饋循環方式,推進著人類 社會 向數字世界大步邁進。所以,為了適應數據存儲新的需求,各家雲存儲產品的應用場景及價格模型,已從單一向多元發展,比如AWS S3就有Standard,Intelligent-Tiering, Standard-IA,One Zone-IA,Glacier和Glacier Deep Archive六類存儲產品來滿足各類使用場景,我會在未來的文章里針對性的細講一下。而本文重點所探討的是,目前雲存儲的基礎架構體系是否能夠適應未來數據存儲的要求和挑戰?為了回答這個問題,讓我們先簡單回顧一下計算機體系架構里的Scale Up和Scale Out擴展模型。

2. Scale Up和Scale Out?

Scale Up又稱為垂直擴展(scale vertically)[2],意為在單節點上添加資源,如CPU,內存和存儲,在縱向上擴展從而獲得更多計算或存儲能力;Scale Up初期能夠快速達到升級目的,操作起來相對比較簡單,但隨著計算或存儲的要求越來越高,硬體資源的添加可能已經達到極限,不僅單節點的造價非常昂貴,維護成本很高,而且更容易留下單點故障的隱患。傳統的RAID(Rendant Array of Inexpensive Disks)存儲就是此種模式。

Scale Out又稱為水平擴展(scale horizontally)[2],意為在分布式環境下,通過添加節點計算或存儲資源,在橫向上滿足更多的計算存儲需求;隨著計算和存儲單位價格的降低和效率的提升,使用低端的商用(commodity)系統,利用分布式技術可以搭建起「超級計算」中心,以及後來衍生出來的私有或公有雲平台解決方案。雖然分布式系統會帶來一定程度上的軟體復雜度和管理困難,但由軟體定義的計算和存儲解決方案,能夠以較低的價格和較高的魯棒性,優雅的解決了海量增長的計算存儲需求,也是目前雲平台的主流技術。但它就一定能夠承載未來的更加海量的需求嗎?雲存儲的未來是什麼?方向是向左還是向右?

3. 未來向左還是向右?

話說天下大勢, 分久必合, 合久必分,事物發展的規律似乎從來就沒有什麼絕對。當下,雲平台內部似乎已完全是Scale Out模式了,但當我們把鏡頭再拉遠一點,從雲平台在全球部署的每一個可用區來看,整體上它又是一個Scale Up模型,不是嗎?單點投入巨大,耗費能源,使用成本高昂。而相反,隨著強大的計算,存儲和帶寬能力能夠進入尋常家庭、工作和生活等邊緣節點,資源閑置或者不均衡使用也變得越來越明顯。

那麼,是否能夠將這些邊緣節點的計算存儲能力結合起來,組成一個真正意義上的Scale Out平台,提供人們日益增長的計算存儲需求?

可否將浪費或者不對等的資源重新組合,提供一個更加節能環保的綠色Scale Out平台?

可否摒棄中心化的單點故障和數據安全隱患,真正做到廉價高效,零數據泄露的Scale Out平台?

答案是應該可以而且必須可以!

縱觀雲存儲平台的發展 歷史 ,從單節點的Scale Up模式走向可用區內部的Scale Out模式,又從內部的Scale Out模式走向整體上相對的Scale Up模式。而未來數字世界的海量計算和存儲需求的滿足,一定需要真正意義上的全球Scale Out模型,那就是把邊緣節點和半中心化節點高效且系統的組織起來,減少浪費,提高效率,節省成本,去除中心。將天空中幾塊為數不多的白雲,變成漫天遍布的朵朵白雲,讓人們自由定價、自由選擇、自由組合。

挑戰雖然巨大,但未來很美好,讓我們一起努力迎接雲存儲的明天!

[1]: History of Online Storage

[2]: Wiki Scalability

文章作者:Bruce Lee(http://PP.IO總架構師)

轉載請註明出處

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加我微信,注意備注來源

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雲存儲服務平台,很精練吧

網路解釋:雲存儲是在雲計算(cloud computing)概念上延伸和發展出來的一個新的概念,是一種新興的網路存儲技術,是指通過集群應用、網路技術或分布式文件系統等功能,將網路中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟體集合起來協同工作,共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的系統。

雲存儲可以簡單的理解為將數據保存在一個第三方空間,隨時取用和處理。雲存儲也可以說是一個以數據存儲和管理為核心的雲計算系統。雲存儲對用戶來講,不只是一個簡單的設備,而是整個雲存儲系統的一種數據訪問服務。


通過集群應用,網路技術等功能把網路中不同類型的存儲設備通過應用軟體集合起來工作。

雲儲存就是企業的公用空間(伺服器),定期有人維護不用自己操心不怕數據丟失,但是數據都會在企業無保密可言,

就是網上的存儲空間,不佔自身內存,要用時聯網下載

雲存儲是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統或類似網格計算等功能聯合起來協同工作,並通過一定的應用軟體或應用介面,對用戶提供一定類型的存儲服務和訪問服務。

雲存儲的優勢

樓主有需要的話可以了解一下企業共享辦公系統,可支持手機端、雲端、公司伺服器存儲、為企業獨立搭建維護企業網盤,從而實現文件歸檔存儲、文檔管理、協同辦公等功能。

雲存儲就是將文件內存存儲在雲端的一種方式,不佔用自己本身電腦或者手機的內存,海量存儲輕松搞定,解決了很多的存儲難與存儲傳輸難的問題。

使用呆貓雲盤的幾大好處,企業存儲資產更安全:

1、使用呆貓遠程桌面時可直接掛載雲盤,輕松上傳下載文件,支持在線修改文件。

2、項目資源統一集中管理,釋放本地存儲空間;支持彈性擴容,按需使用,降低本地硬體使用成本;

3、呆貓同一賬號內存儲互通,資源可異地共享,減少傳輸成本。

4、呆貓雲盤與渲雲網盤存儲互通,使用渲雲提交渲染任務時,內網同步,文件秒傳,節省傳輸時間。

5、支持高並發讀取資產文件,可同一賬號最多可支持上千台機器同時讀取雲盤文件,提高工作效率。

6、高性能存儲,百萬級IOPS,超高算力助力設計行業發展。

7、雲盤基於域控的安全策略,免受病毒攻擊;提供多副本可靠性機制,即使機器出現故障,也不會引起數據丟失。

把你需要存儲的數據放到網上,不佔用你自己設備的內存,當你需要使用時從網上下載。這之間會產生數據流量。

雲存儲其實我們都經歷過,2013年-2016年蓬勃發展,而後被玩壞的雲盤,就是典型代表,雖然我們控制權益不多,只能上傳下載,離線,共享,基本當作網路硬碟和交流工具使用,但卻解決了人們的燃眉之急。我們現在部分手機上還有雲端保存照片的功能。


實際的雲存儲並不是這么簡單,引用一下網路:

雲存儲是建立在雲計算的基礎上,為雲計算服務。對於我們似乎太深奧,但又息息相關,我們只需要知道它是好東西就行了。不單單能當作個人網路上的儲存空間。

② 存儲器的發展史

存儲器設備發展

1.存儲器設備發展之汞延遲線

汞延遲線是基於汞在室溫時是液體,同時又是導體,每比特數據用機械波的波峰(1)和波谷(0)表示。機械波從汞柱的一端開始,一定厚度的熔融態金屬汞通過一振動膜片沿著縱向從一端傳到另一端,這樣就得名「汞延遲線」。在管的另一端,一感測器得到每一比特的信息,並反饋到起點。設想是汞獲取並延遲這些數據,這樣它們便能存儲了。這個過程是機械和電子的奇妙結合。缺點是由於環境條件的限制,這種存儲器方式會受各種環境因素影響而不精確。

1950年,世界上第一台具有存儲程序功能的計算機EDVAC由馮.諾依曼博士領導設計。它的主要特點是採用二進制,使用汞延遲線作存儲器,指令和程序可存入計算機中。

1951年3月,由ENIAC的主要設計者莫克利和埃克特設計的第一台通用自動計算機UNIVAC-I交付使用。它不僅能作科學計算,而且能作數據處理。

2.存儲器設備發展之磁帶

UNIVAC-I第一次採用磁帶機作外存儲器,首先用奇偶校驗方法和雙重運算線路來提高系統的可靠性,並最先進行了自動編程的試驗。

磁帶是所有存儲器設備發展中單位存儲信息成本最低、容量最大、標准化程度最高的常用存儲介質之一。它互換性好、易於保存,近年來,由於採用了具有高糾錯能力的編碼技術和即寫即讀的通道技術,大大提高了磁帶存儲的可靠性和讀寫速度。根據讀寫磁帶的工作原理可分為螺旋掃描技術、線性記錄(數據流)技術、DLT技術以及比較先進的LTO技術。

根據讀寫磁帶的工作原理,磁帶機可以分為六種規格。其中兩種採用螺旋掃描讀寫方式的是面向工作組級的DAT(4mm)磁帶機和面向部門級的8mm磁帶機,另外四種則是選用數據流存儲技術設計的設備,它們分別是採用單磁頭讀寫方式、磁帶寬度為1/4英寸、面向低端應用的Travan和DC系列,以及採用多磁頭讀寫方式、磁帶寬度均為1/2英寸、面向高端應用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。

磁帶庫是基於磁帶的備份系統,它能夠提供同樣的基本自動備份和數據恢復功能,但同時具有更先進的技術特點。它的存儲容量可達到數百PB,可以實現連續備份、自動搜索磁帶,也可以在驅動管理軟體控制下實現智能恢復、實時監控和統計,整個數據存儲備份過程完全擺脫了人工干涉。

磁帶庫不僅數據存儲量大得多,而且在備份效率和人工佔用方面擁有無可比擬的優勢。在網路系統中,磁帶庫通過SAN(Storage Area Network,存儲區域網路)系統可形成網路存儲系統,為企業存儲提供有力保障,很容易完成遠程數據訪問、數據存儲備份或通過磁帶鏡像技術實現多磁帶庫備份,無疑是數據倉庫、ERP等大型網路應用的良好存儲設備。

3.存儲器設備發展之磁鼓

1953年,隨著存儲器設備發展,第一台磁鼓應用於IBM 701,它是作為內存儲器使用的。磁鼓是利用鋁鼓筒表面塗覆的磁性材料來存儲數據的。鼓筒旋轉速度很高,因此存取速度快。它採用飽和磁記錄,從固定式磁頭發展到浮動式磁頭,從採用磁膠發展到採用電鍍的連續磁介質。這些都為後來的磁碟存儲器打下了基礎。

磁鼓最大的缺點是利用率不高, 一個大圓柱體只有表面一層用於存儲,而磁碟的兩面都利用來存儲,顯然利用率要高得多。 因此,當磁碟出現後,磁鼓就被淘汰了。

4.存儲器設備發展之磁芯

美國物理學家王安1950年提出了利用磁性材料製造存儲器的思想。福雷斯特則將這一思想變成了現實。

為了實現磁芯存儲,福雷斯特需要一種物質,這種物質應該有一個非常明確的磁化閾值。他找到在新澤西生產電視機用鐵氧體變換器的一家公司的德國老陶瓷專家,利用熔化鐵礦和氧化物獲取了特定的磁性質。

對磁化有明確閾值是設計的關鍵。這種電線的網格和芯子織在電線網上,被人稱為芯子存儲,它的有關專利對發展計算機非常關鍵。這個方案可靠並且穩定。磁化相對來說是永久的,所以在系統的電源關閉後,存儲的數據仍然保留著。既然磁場能以電子的速度來閱讀,這使互動式計算有了可能。更進一步,因為是電線網格,存儲陣列的任何部分都能訪問,也就是說,不同的數據可以存儲在電線網的不同位置,並且閱讀所在位置的一束比特就能立即存取。這稱為隨機存取存儲器(RAM),在存儲器設備發展歷程中它是互動式計算的革新概念。福雷斯特把這些專利轉讓給麻省理工學院,學院每年靠這些專利收到1500萬~2000萬美元。

最先獲得這些專利許可證的是IBM,IBM最終獲得了在北美防衛軍事基地安裝「旋風」的商業合同。更重要的是,自20世紀50年代以來,所有大型和中型計算機也採用了這一系統。磁芯存儲從20世紀50年代、60年代,直至70年代初,一直是計算機主存的標准方式。

5.存儲器設備發展之磁碟

世界第一台硬碟存儲器是由IBM公司在1956年發明的,其型號為IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)。這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟。1968年,IBM公司提出「溫徹斯特/Winchester」技術,其要點是將高速旋轉的磁碟、磁頭及其尋道機構等全部密封在一個無塵的封閉體中,形成一個頭盤組合件(HDA),與外界環境隔絕,避免了灰塵的污染,並採用小型化輕浮力的磁頭浮動塊,碟片表面塗潤滑劑,實行接觸起停,這是現代絕大多數硬碟的原型。1979年,IBM發明了薄膜磁頭,進一步減輕了磁頭重量,使更快的存取速度、更高的存儲密度成為可能。20世紀80年代末期,IBM公司又對存儲器設備發展作出一項重大貢獻,發明了MR(Magneto Resistive)磁阻磁頭,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度比以往提高了數十倍。1991年,IBM生產的3.5英寸硬碟使用了MR磁頭,使硬碟的容量首次達到了1GB,從此,硬碟容量開始進入了GB數量級。IBM還發明了PRML(Partial Response Maximum Likelihood)的信號讀取技術,使信號檢測的靈敏度大幅度提高,從而可以大幅度提高記錄密度。

目前,硬碟的面密度已經達到每平方英寸100Gb以上,是容量、性價比最大的一種存儲設備。因而,在計算機的外存儲設備中,還沒有一種其他的存儲設備能夠在最近幾年中對其統治地位產生挑戰。硬碟不僅用於各種計算機和伺服器中,在磁碟陣列和各種網路存儲系統中,它也是基本的存儲單元。值得注意的是,近年來微硬碟的出現和快速發展為移動存儲提供了一種較為理想的存儲介質。在快閃記憶體晶元難以承擔的大容量移動存儲領域,微硬碟可大顯身手。目前尺寸為1英寸的硬碟,存儲容量已達4GB,10GB容量的1英寸硬碟不久也會面世。微硬碟廣泛應用於數碼相機、MP3設備和各種手持電子類設備。

另一種磁碟存儲設備是軟盤,從早期的8英寸軟盤、5.25英寸軟盤到3.5英寸軟盤,主要為數據交換和小容量備份之用。其中,3.5英寸1.44MB軟盤占據計算機的標准配置地位近20年之久,之後出現過24MB、100MB、200MB的高密度過渡性軟盤和軟碟機產品。然而,由於USB介面的快閃記憶體出現,軟盤作為數據交換和小容量備份的統治地位已經動搖,不久會退出存儲器設備發展歷史舞台。

6. 存儲器設備發展之光碟

光碟主要分為只讀型光碟和讀寫型光碟。只讀型指光碟上的內容是固定的,不能寫入、修改,只能讀取其中的內容。讀寫型則允許人們對光碟內容進行修改,可以抹去原來的內容,寫入新的內容。用於微型計算機的光碟主要有CD-ROM、CD-R/W和DVD-ROM等幾種。

上世紀60年代,荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進行記錄和重放信息的研究。1972年,他們的研究獲得了成功,1978年投放市場。最初的產品就是大家所熟知的激光視盤(LD,Laser Vision Disc)系統。

從LD的誕生至計算機用的CD-ROM,經歷了三個階段,即LD-激光視盤、CD-DA激光唱盤、CD-ROM。下面簡單介紹這三個存儲器設備發展階段性的產品特點。

LD-激光視盤,就是通常所說的LCD,直徑較大,為12英寸,兩面都可以記錄信息,但是它記錄的信號是模擬信號。模擬信號的處理機制是指,模擬的電視圖像信號和模擬的聲音信號都要經過FM(Frequency Molation)頻率調制、線性疊加,然後進行限幅放大。限幅後的信號以0.5微米寬的凹坑長短來表示。

CD-DA激光唱盤 LD雖然取得了成功,但由於事先沒有制定統一的標准,使它的開發和製作一開始就陷入昂貴的資金投入中。1982年,由飛利浦公司和索尼公司制定了CD-DA激光唱盤的紅皮書(Red Book)標准。由此,一種新型的激光唱盤誕生了。CD-DA激光唱盤記錄音響的方法與LD系統不同,CD-DA激光唱盤系統首先把模擬的音響信號進行PCM(脈沖編碼調制)數字化處理,再經過EMF(8~14位調制)編碼之後記錄到盤上。數字記錄代替模擬記錄的好處是,對干擾和雜訊不敏感,由於盤本身的缺陷、劃傷或沾污而引起的錯誤可以校正。

CD-DA系統取得成功以後,使飛利浦公司和索尼公司很自然地想到利用CD-DA作為計算機的大容量只讀存儲器。但要把CD-DA作為計算機的存儲器,還必須解決兩個重要問題,即建立適合於計算機讀寫的盤的數據結構,以及CD-DA誤碼率必須從現有的10-9降低到10-12以下,由此就產生了CD-ROM的黃皮書(Yellow Book)標准。這個標準的核心思想是,盤上的數據以數據塊的形式來組織,每塊都要有地址,這樣一來,盤上的數據就能從幾百兆位元組的存儲空間上被迅速找到。為了降低誤碼率,採用增加一種錯誤檢測和錯誤校正的方案。錯誤檢測採用了循環冗餘檢測碼,即所謂CRC,錯誤校正採用里德-索洛蒙(Reed Solomon)碼。黃皮書確立了CD-ROM的物理結構,而為了使其能在計算機上完全兼容,後來又制定了CD-ROM的文件系統標准,即ISO 9660。

在上世紀80年代中期,光碟存儲器設備發展速度非常快,先後推出了WORM光碟、磁光碟(MO)、相變光碟(Phase Change Disk,PCD)等新品種。20世紀90年代,DVD-ROM、CD-R、CD-R/W等開始出現和普及,目前已成為計算機的標准存儲設備。

光碟技術進一步向高密度發展,藍光光碟是不久將推出的下一代高密度光碟。多層多階光碟和全息存儲光碟正在實驗室研究之中,可望在5年之內推向市場。

7.存儲器設備發展之納米存儲

納米是一種長度單位,符號為nm。1納米=1毫微米,約為10個原子的長度。假設一根頭發的直徑為0.05毫米,把它徑向平均剖成5萬根,每根的厚度即約為1納米。與納米存儲有關的主要進展有如下內容。

1998年,美國明尼蘇達大學和普林斯頓大學制備成功量子磁碟,這種磁碟是由磁性納米棒組成的納米陣列體系。一個量子磁碟相當於我們現在的10萬~100萬個磁碟,而能源消耗卻降低了1萬倍。

1988年,法國人首先發現了巨磁電阻效應,到1997年,採用巨磁電阻原理的納米結構器件已在美國問世,它在磁存儲、磁記憶和計算機讀寫磁頭等方面均有廣闊的應用前景。

2002年9月,美國威斯康星州大學的科研小組宣布,他們在室溫條件下通過操縱單個原子,研製出原子級的硅記憶材料,其存儲信息的密度是目前光碟的100萬倍。這是納米存儲材料技術研究的一大進展。該小組發表在《納米技術》雜志上的研究報告稱,新的記憶材料構建在硅材料表面上。研究人員首先使金元素在硅材料表面升華,形成精確的原子軌道;然後再使硅元素升華,使其按上述原子軌道進行排列;最後,藉助於掃瞄隧道顯微鏡的探針,從這些排列整齊的硅原子中間隔抽出硅原子,被抽空的部分代表「0」,餘下的硅原子則代表「1」,這就形成了相當於計算機晶體管功能的原子級記憶材料。整個試驗研究在室溫條件下進行。研究小組負責人赫姆薩爾教授說,在室溫條件下,一次操縱一批原子進行排列並不容易。更為重要的是,記憶材料中硅原子排列線內的間隔是一個原子大小。這保證了記憶材料的原子級水平。赫姆薩爾教授說,新的硅記憶材料與目前硅存儲材料存儲功能相同,而不同之處在於,前者為原子級體積,利用其製造的計算機存儲材料體積更小、密度更大。這可使未來計算機微型化,且存儲信息的功能更為強大。

以上就是本文向大家介紹的存儲器設備發展歷程的7個關鍵時期

③ 計算機數據管理技術經歷了哪三個階段

在計算機硬體、軟體發展的基礎上數據管理技術經歷了人工管理、文件系統、資料庫系統3個階段。

1、人工管理階段

在計算機出現之前,人們運用常規的手段從事記錄、存儲和對數據加工,也就是利用紙張來記錄和利用計算工具(算盤、計算尺)來進行計算,並主要使用人的大腦來管理和利用這些數據。

2、文件系統階段

20世紀50年代後期到60年代中期,隨著計算機硬體和軟體的發展,磁碟、磁鼓等直接存取設備開始普及,這一時期的數據處理系統是把計算機中的數據組織成相互獨立的被命名的數據文件,並可按文件的名字來進行訪問,對文件中的記錄進行存取的數據管理技術。

3、資料庫系統階段

20世紀60年代後期以來 ,計算機性能得到進一步提高,更重要的是出現了大容量磁碟,存儲容量大大增加且價格下降。在此基礎上,而滿足和解決實際應用中多個用戶、多個應用程序共享數據的要求,從而使數據能為盡可能多的應用程序服務,這就出現了資料庫這樣的數據管理技術。

(3)使用存儲設備經歷擴展閱讀:

數據管理技術的特點

(1)數據結構化。在描述數據時不僅要描述數據本身,還要描述數據之間的聯系。數據結構化是資料庫的主要特徵之一,也是資料庫系統與文件系統的本質區別。

(2)數據共享性高、冗餘少且易擴充。數據不再針對某一個應用,而是面向整個系統,數據可被多個用戶和多個應用共享使用,而且容易增加新的應用,所以數據的共享性高且易擴充。數據共享可大大減少數據冗餘。

(3)數據獨立性高。

(4)數據由DBMS統一管理和控制。資料庫為多個用戶和應用程序所共享,對數據的存取往往是並發的,即多個用戶可以同時存取資料庫中的數據,甚至可以同時存放資料庫中的同一個數據。

④ 海量數據存儲

存儲技術經歷了單個磁碟、磁帶、RAID到網路存儲系統的發展歷程。網路存儲技術就是將網路技術和I/O技術集成起來,利用網路的定址能力、即插即用的連接性、靈活性,存儲的高性能和高效率,提供基於網路的數據存儲和共享服務。在超大數據量的存儲管理、擴展性方面具有明顯的優勢。

典型的網路存儲技術有網路附加存儲NAS(Network Attached Storage)和存儲區域網SAN(Storage Area Networks)兩種。

1)NAS技術是網路技術在存儲領域的延伸和發展。它直接將存儲設備掛在網上,有良好的共享性、開放性。缺點是與LAN共同用物理網路,易形成擁塞,而影響性能。特別是在數據備份時,性能較低,影響在企業存儲應用中的地位。

2)SAN技術是以數據存儲為中心,使用光纖通道連接高速網路存儲的體系結構。即將數據存儲作為網路上的一個區域獨立出來。在高度的設備和數據共享基礎上,減輕網路和伺服器的負擔。因光纖通道的存儲網和LAN分開,使性能得到很大的提高,而且還提供了很高的可靠性和強大的連續業務處理能力。在SAN中系統的擴展、數據遷移、數據本地備份、遠程數據容災數據備份和數據管理等都比較方便,整個SAN成為一個統一管理的存儲池(Storage Pool)。SAN存儲設備之間通過專用通道進行通信,不佔用伺服器的資源。因此非常適合超大量數據的存儲,成為網路存儲的主流。

3)存儲虛擬化技術是將系統中各種異構的存儲設備映射為一個單一的存儲資源,對用戶完全透明,達到互操作性的目的和利用已有的硬體資源,把SAN內部的各種異構的存儲資源統一成一個單一視圖的存儲池,可根據用戶的需要方便地切割、分配。從而保持已有的投資,減少總體成本,提高存儲效率。

存儲虛擬化包括3個層次結構:基於伺服器的虛擬化存儲、基於存儲設備的虛擬化存儲和基於網路的虛擬化存儲。

1)基於伺服器的虛擬化存儲由邏輯管理軟體在主機/伺服器上完成。經過虛擬化的存儲空間可跨越多個異構的磁碟陣列,具有高度的穩定性和開放性,實現容易、簡便。但對異構環境和分散管理不太適應。

2)基於存儲設備的虛擬化存儲,因一些高端磁碟陣列本身具有智能化管理,可以實現同一陣列,供不同主機分享。其結構性能可達到最優。但實現起來價格昂貴,可操作性差。

3)基於網路的虛擬化存儲,通過使用專用的存儲管理伺服器和相應的虛擬化軟體,實現多個主機/伺服器對多個異構存儲設備之間進行訪問,達到不同主機和存儲之間真正的互連和共享,成為虛擬存儲的主要形式。根據不同結構可分為基於專用伺服器和基於存儲路由器兩種方式。①基於專用伺服器的虛擬化,是用一台伺服器專用於提供系統的虛擬化功能。根據網路拓撲結構和專用伺服器的具體功能,其虛擬化結構有對稱和非對稱兩種方式。在對稱結構中數據的傳輸與元數據訪問使用同一通路。實現簡單,對伺服器和存儲設備的影響小,對異構環境的適應性強。缺點是專用伺服器可能成為系統性能的瓶頸,影響SAN的擴展。在非對稱結構中,數據的傳輸與元數據訪問使用不同通路。應用伺服器的I/O命令先通過命令通路傳送到專用伺服器,獲取元數據和傳輸數據視圖後,再通過數據通路得到所需的數據。與對稱結構相比,提高了存儲系統的性能,增加了擴展能力。②基於存儲路由器的SAN虛擬化,存儲路由器是一種智能化設備,既具有路由器的功能,又針對I/O進行專門優化。它部署在存儲路由器上,多個存儲路由器保存著整個存儲系統中的元數據多個副本,並通過一定的更新策略保持一致性。這種結構中,因存儲路由器具有強大的協議功能,所以具有更多的優勢。能充分利用存儲資源,保護投資。能實現軟硬體隔離,並輔有大量的自動化工具,提高了虛擬伺服器的安全性,降低對技術人員的需求和成本。

⑤ NAS新手玩家的絕配套裝,西部數據紅盤與聯想個人雲T2使用體驗

信息化時代的資料、信息大都以數據形式直接保存在硬碟設備中,記錄、保存和查閱都非常便捷,但數據安全存在隱患。這時,在企業中常用的NAS網路存儲器逐漸平民化,為普通用戶的日常辦公、移動訪問提供了極大的便利性。

NAS即網路附屬存儲,簡單來說就是與網路連接而且具備數據存儲、訪問功能的裝置,也被稱為網路存儲器,其主要功能是讓用戶可以使用它來儲存、備份、分享彼此的資料,也可以將文件數據傳送到多台電腦並且不需要多餘的硬碟做媒介。

相比企業級NAS,平民級NAS的定位更有針對性,各大NAS品牌針對普通用戶的多元化需求推出了許多簡單易上手的NAS產品,我們往往只需要安裝硬碟、插上網線然後在進行簡單的設置就能上手使用。家用NAS的使用需求相對比較簡單,無非就是通過網路隨時存儲與分享文件,保證文件和數據的安全性;進階用戶還可以使用NAS搭建影音 娛樂 、網路伺服器等。就我個人而言,NAS便捷的存儲、分享與備份功能,實用的網路服務與影音 娛樂 功能讓我對它喜愛有加,用過之後就再也放不下了。

威聯通與群輝的NAS產品我都在使用,它們的共同特點是可玩性高、拓展性強,但這兩個品牌NAS的系統的配置與操控都比較復雜,對新手玩家相當不友好。有沒有一款滿足大多數用戶的使用需求的同時,系統操控簡單易上手的NAS?有,我推薦聯想個人雲T2。

聯想個人雲T2相比群輝、威聯通這些NAS產品最大的區別是它的系統,聯想個人雲T2的NAS系統雖然可玩性不如這兩個品牌,但其功能基本可以滿足大多數用戶的使用需求,並且系統界面簡潔明了,通俗易懂,非常適合出入NAS的新手玩家。

聯想個人雲T2的外觀比傳統NAS產品更年輕化、潮流化,在這個顏值即正義的時代,它這種 時尚 簡約的設計更能迎合年輕用戶的喜歡。

聯想個人雲T2是雙盤位設計,兼容3.5英寸及2.5英寸硬碟,最大支持36TB,支持RAID1模式,使用兩塊硬碟能組成一個磁碟陣列,把每一個要儲存的文件分別同步存放在主硬碟和鏡像硬碟里,一旦主硬碟故障,鏡像硬碟就能立刻頂替上來,讓NAS服務保持連續不中斷,保證數據安全。

作為一款NAS產品,聯想個人雲T2具備隨時隨地儲存、備份、分享、在線下載等NAS基本功能,其中我最喜歡的依然是自動備份功能。在手機端APP使用自動備份功能可自動備份手機相冊,節省手機存儲空間的同時還能防止誤刪照片。同時,不論是安卓手機、蘋果手機,或者Windows系統、MacOS系統,通過備份功能可輕松跨設備、跨系統互傳文件,簡直就是我這種多設備用戶的福音。

前文提過,聯想個人雲T2相比傳統NAS的短板是它的可玩性,它沒有像群暉和威聯通那種豐富的系統服務和軟體生態。聯想個人雲T2的App端只內置了網路網盤、大鵬提速、玩物下載三個比較實用的第三方應用。

網路網盤: 綁定網路網盤賬號,實現網盤與聯想個人雲T2之間文件的相互傳輸。

大鵬提速: 將現有的電信或聯通寬頻提速,收費項目,而且價格不便宜,比如聯通200M提升至300M的費用192元/年。

玩物下載: 第三方下載工具,支持HTTP、磁鏈接、FTP、BT和迅雷種子。

能夠與網路網盤之間相互傳輸文件可以解決很多用戶網盤限速的苦惱,但相互傳輸的速度只有100KB/s上下,小文件的傳輸速度和普通用戶使用網路網盤的速度不相上下,好在大文件的傳輸有明顯優勢,即便關閉電腦也可以7*24小時全天運行。

即使在外觀和系統上千差萬別,但群暉、威聯通這類傳統NAS和聯想個人雲T2這類年輕化產品還是有共通之處,那就是硬碟。NAS所使用的的硬碟比普通硬碟有更快的傳輸速度、更長的使用壽命和更高的穩定性。

我在權衡了性能與性價比之後,選擇了比較主流的西部數據紅盤,容量4+12TB。你沒看錯,就是一塊現階段炒的火熱的大容量硬碟。

我這塊12TB的西部數據紅盤是普通版,貴在容量大,如果你對存儲需求沒有那麼大,我比較建議買4TB容量的Plus版。西部數據紅盤Plus採用CMR垂直式架構,擁有更好的性能與更快的RAID重建能力,可以滿足中小型企業NAS環境中的工作需求,家用NAS對於西部數據紅盤Plus來說綽綽有餘。

西部數據紅盤採用NASWare 3.0技術,可有效提高NAS存儲性能,極大程度減少NAS系統中常見的穩定性、功耗、噪音等硬碟問題。NASWare 3.0技術可以會在突然斷電的情況下,將正在運行中的命令執行完畢後才關機,最大限度減少數據受損或丟失。

畢竟是機械硬碟,7*24小時的不間斷工作一定要具備良好的避震策略。西部數據紅盤採用3D主動平衡增強技術和RAFF技術來增強硬碟的振動保護;同時採用StableTrac穩定尋道技術,降低系統引起的震動,穩定碟片,確保讀寫過程的准確度。

大家使用網盤時有沒有過這樣的體驗,明明100M、200M的寬頻,下載速度卻只有100KB/s上下,即便付費開了VIP會員,下載速度依然不理想,限速已經成為限制網盤發展的最重要因素之一。

相同的網路環境下(200M聯通寬頻),聯想個人雲T2的下載速度可達到110MB/s左右,上傳速度45MB/s左右,外網下載速度也可以達到15MB/s左右;而我使用網路網盤下載文件速度基本在200KB/s上下,兩者之間的下載速度簡直是天壤之別。

正常情況下,西部數據紅盤的順序讀寫速度在150MB/s左右,我使用聯想個人雲T2外接USB 3.0介面移動硬碟在兩者之間傳輸文件時,傳輸速度可以達到90MB/s左右,速度相當可觀。

在萬物互聯的大背景下,5G時代的到來勢必會影響我們平時網路的使用習慣,無線傳輸將會成為用戶與設備、設備與設備、用戶與用戶之間最重要、最便捷的傳輸手段之一,隨之而來的就是傳統的移動存儲設備被NAS這類網路存儲設備逐漸取而代之。

就目前來看,在基本功能基本相同的前提下,硬碟成為影響NAS使用的關鍵環節。西部數據紅盤是我從自入坑NAS以來一直在用的硬碟,其傳輸性能、穩定性等使用體驗都讓我相當滿意,幾塊掛在NAS上高頻使用的硬碟多則超過三年,少則一年,都沒有出現過任何問題。

以上就是本次分享的全部內容,想玩NAS的小夥伴可以按需購買,想折騰的就群暉、威聯通之流,想安安靜靜的享受NAS帶來的便捷那就選聯想個人雲T2這類容易上手的NAS。至於硬碟,我還是推薦西部數據紅盤,高性價之選。

⑥ 僅需499元,便可組建家用NAS,海康G1 Master 體驗分享

現在是大數據時代,絕大多數的人們每天都會產生很多數據,其中相片,視頻這類數據占據絕大多數,很多數據越積越多,還不舍的刪除,往往很多用戶會存入網盤。不過放在網盤真的不放心,像當年的360雲盤,說關就關,很多用戶來沒來得及下載裡面的資料數據就給清空了。現在存活的還有網路雲盤,不過空間是有限的,上傳下載還需要購買會員才能達到理想的傳輸速度,當然還有這數據資料泄露的風險。出於種種的考慮,現在人們更加偏向於NAS私有雲 這類設備。雲存儲的優勢在於可擴展性、場外管理、快速部署,以及較低的前期成本,這些優勢逐漸被企業和個人用戶所認可。

目前NAS方案有兩種,一種是直接購買成品的NAS設備,另一種是自己買硬體組裝,再刷專門的NAS系統。前者適合入門級 個人、家庭用戶,後者適合喜歡折騰的極客玩家。今天筆者就帶來一款剛剛上市的NAS產品~海康存儲G1 Master ,它不僅支持遠程下載,多設備登錄,還可以自動備份,而且它的價格非常的親 民。

下面的時間就讓我們一起來了解下吧。

簡單開箱:

它的包裝採用了全黑色的紙盒,封面有著這款海康G1 Master的外觀圖,看上去非常的小巧,金屬質感很強,外觀圖上面的G1格外顯眼。

由於是眾籌的產品,打開產品便會看到一張寫著感謝米粉的卡紙,瞬間感到非常的溫馨。在卡紙的下面是配件盒,在配件盒的下面便是海康G1 Master的主機。

我們直接上全家福吧,我們可以看到最大個的便是海康G1 Master的主機了,配件方面為用戶准備了一個電源適配器,一根網線。再就是一份說明書,上面詳細介紹了相關的使用方法,使用前一定要先閱讀下再上手。簡單開完箱,下面的時間我們再來看下這款海康G1 Master的細節部分。

細節展示:

這款海康G1 Master的機身尺寸為:206x148x47(mm),大小跟一本厚厚的大辭典差不多。它的機身採用的是6系鋁合金材質和塑料材質拼裝組成。上蓋為鋁合金,下蓋為塑料,既保證了散熱效果,還減輕了機身的自重。

之前了解過海康的MAGE 10產品,自帶硬碟不支持自行拆換,外觀更像是一本書,立式擺放。而這款 G1 Master作為海康存儲旗下的最新系列,不再延續以往的外觀設計,而是採用了平卧式的擺放。機身正面有著使用激光鐳射的HIKSEMI 品牌logo,辨識度很高。

機身的左右兩側均採用了斜形的格柵設計,左側為出風口,右側為進風口。出風口在色彩搭配上還是花了點心思的,採用黃黑色搭配,左側為了迎合右側,將電源開關設計成了黃色。而右側不僅僅是進風口,這里還是硬碟倉的位置,黃色的區域便是硬碟倉的卡扣艙門。

這款海康G1 Master的I/O區域位於機身的背面,這里是將鋁合金外殼做了個鏤空設計,呈現一個不規則的形狀,正好跟鋁合金外殼與塑料外殼契合的地方相呼應,將幾何線條運用的淋漓盡致。

都有哪些介面呢?從左至右分別是:12V的DC電源插口,千兆自適應RJ45有線網介面 ,USB 3.0 介面,Type-C介面 ,再就是Reset重置口。其中USB 3.0 介面和Type-C介面可以用來擴展外接設備,比如移動硬碟,U盤等。值得一提的是,它還支持 接入UPS電源箱,在家中停電時也能很好地保護硬碟,從而降低數據損失風險。

再來看機身的底部,全平面的設計,中間是產品的銘牌,四個角的位置設計了防滑腳墊,放在做面是非常平穩的。而且在工作時,還能抵消硬碟轉動時的輕微震動。

接下來我再說一下如何安裝用硬碟吧。前面說到右側黃色區域就是硬碟倉門,卡扣式設計,將手指撥動卡扣開關便可將硬碟托拉出來。這款硬碟托是支持3.5寸硬碟和2.5寸硬碟 的 固態硬碟的, 方便 用戶選擇。

將硬碟托左右兩側的快裝條 拆 掉,將硬碟卡進硬碟托,再將快裝條卡進硬碟兩側的螺絲孔內即可安裝完成,非常的簡單。裝完硬碟後,再將硬碟卡進主機內部,就完成大半的工作!接下來就通電體驗一下吧!

體驗分享:

官方推薦希捷酷狼硬碟,此次我選擇的是4T硬碟。 熟悉希捷的用戶都知道,酷狼系列是NAS專用盤,具有運行穩定,壽命長,靜音等特點,深受用戶的青睞。當然家中其他系列的硬碟也是可以用的。最大可支持8TB容量的硬碟,對於家庭使用的話,足夠了。

海康G1 Master核心硬體方面,搭載了一顆四核心的處理器,主頻為1.4GHz ,它的晶元AI運算能力為0.75TOPS,相比於自家其他系列產品,運算能力提升25% ,大大增強了照片的識別能力,以及空間容量的合理優化。

海康G1 Master沒有設計傳統常見的LED指示燈,而是在前面板下邊緣處,設計了一條較長的燈帶。硬碟沒有激活的情況下呈現紅光,當激活正常使用是,便會呈現黃光,便於用戶分辨其狀態。

將設備通電後,我們這個時候就需要掃描說明書上面的二維碼下載相關的軟體了,它的這款軟體叫做 「海康智存」 。進入軟體之後會有相關的連接設備的教程引導,最傻瓜的方式就是點擊開始搜索,它會自動地找到設備。

進入軟體後,首先要做的一件事就是要格式化硬碟,才能正常使用。4T的硬碟格式化的速度還是很快的,格式完成後,所有功能便可以正常使用了。在存儲管理裡面可以看到4T的硬碟容量,實際只有3.6T,在合理的范圍內。筆者將手機內的所有照片上傳後採用了1.9G,簡直是九牛一毛。

我們先看下軟體界面和功能的分布。首頁的上方常用功能的快捷鍵,主要包括了照片,視頻,寶寶相冊,通訊錄同步,視頻監控,離線下載等。下方有三個分類,分別是首頁,文件和我的。點擊照片,便會進入所有照片的預覽頁,這里可以按照時光軸查看,也可以根據人臉 ,地點來查看。

在智能生活一欄中,點擊更多便可以安裝多款常用的軟體,實現功能擴展,除了已有的寶寶相冊,通訊錄同步外,用戶還可以添加網路網盤,玩物下載,離線下載等等。

此外,它還有照片,視頻等資源的分享功能,在預覽照片的界面下,點擊左下角的分享功能便可以分享到微信,QQ,朋友圈等平台,還可以直接分享鏈接和海報。這下可好了,完全可以替代網盤之類的了。

在文件中可以查看我的備份,下載的文件以及單獨上傳的文件。安裝網路雲盤後,登錄賬號便可以將網路雲盤裡面的資料下載到G1 Master 裡面了,而且還單獨設置了一個文件夾,找尋起來也比較的方便。

而在我的界面中,我們可以看到主要針對該設備的一些設置和管理。比如設備狀態選項里,我們可以看到設備的CPU和內存的使用率,上傳和下載的速率,以及設備的當前的運行溫度,風扇轉速等,非常的全面。其次值得一提的是,它還支持Samba,AFP以及DLNA三種區域網共享模式,我家用的是小米電視,用了Samba模式,這樣NAS裡面的影視資源就可以直接在電視那邊觀看了,不用在使用U盤來回的粘貼復制觀看了,省心不少。

海康G1 Master除了支持手機移動端APP外,它還支持電腦PC端,不過需要通過手機端獲取下載鏈接進行下載,這一點我倒是覺得增加了不少的安全性,只有有這款設備的用戶才知道在哪裡下載桌面版的。

桌面版的功能 相對 要簡單一些,軟體的界面也非常的簡潔。主要包括了:我的空間,共享空間,加密空間,我的分享以及傳輸列表,還有一個簡單的工具箱。

在我的空間裡面,可以查看備份的文件,以及下載的文件。以我的備份文件為例,點開之後,便可以查看手機端所有備份的圖片文件了,這里將所有的照片,按照拍攝的時間創建了單獨的文件夾,找尋起來也更加的方便。如果靠人工分類的話,是一件很頭疼、很費時的事情。

在電腦端,同樣支持文件分享,提供了1天,7天以及永久分享,創建好鏈接後,便可以分享給想要分享的親朋好友了。在我的分享中,還可以查看每個文件的分享詳情,當然用戶也可以取消分享。

筆者平時喜歡在電視上面看一些影片,電腦下載好了復制到U盤裡面,在插入電視,這樣才能觀看,過程還是有點麻煩的。前面說到開啟區域網共享後,將影片上傳到這個共享空間,便可以在同一區域網的電視端查看播放了,簡單多了。

順便測試了一下區域網的傳輸速度,可以看到上傳的速度是112.3MB/s ,而且傳輸非常的穩定,一部2.4G左右的影片,十幾秒鍾就上傳完了,由此可見海康G1 Master是完全可以跑滿千兆網路的。

它還有一個專屬的私密空間,初次使用是需要設置加密密碼的,可以將一些涉及隱私的照片,視頻,以及重要的資料等放在裡面,這可比放在網盤安全多了,而且上傳下載還方便,還沒有泄露的風險。目前來看電腦端的功能的比較單一,相比手機端少了很多的實用功能和插件,後續應該會通過軟體的更新來逐步完善。

好了以上就是關於這款海康 存儲 G1 Master的使用分享,不知道大家喜歡這款NAS雲存儲設備嗎?最後我再簡單總結幾句吧。

寫在最後:

關於售價,單設備不含硬碟的售價僅為499元,在NAS陣營中,這樣的價格也是真香了,配個硬碟就可以組建家用NAS了,把數據存在家中不是更好嗎。

⑦ 全息存儲器容量的發展史

存儲器設備發展

1.存儲器設備發展之汞延遲線

汞延遲線是基於汞在室溫時是液體,同時又是導體,每比特數據用機械波的波峰(1)和波谷(0)表示。機械波從汞柱的一端開始,一定厚度的熔融態金屬汞通過一振動膜片沿著縱向從一端傳到另一端,這樣就得名「汞延遲線」。在管的另一端,一感測器得到每一比特的信息,並反饋到起點。設想是汞獲取並延遲這些數據,這樣它們便能存儲了。這個過程是機械和電子的奇妙結合。缺點是由於環境條件的限制,這種存儲器方式會受各種環境因素影響而不精確。

1950年,世界上第一台具有存儲程序功能的計算機EDVAC由馮.諾依曼博士領導設計。它的主要特點是採用二進制,使用汞延遲線作存儲器,指令和程序可存入計算機中。

1951年3月,由ENIAC的主要設計者莫克利和埃克特設計的第一台通用自動計算機UNIVAC-I交付使用。它不僅能作科學計算,而且能作數據處理。

2.存儲器設備發展之磁帶

UNIVAC-I第一次採用磁帶機作外存儲器,首先用奇偶校驗方法和雙重運算線路來提高系統的可靠性,並最先進行了自動編程的試驗。

磁帶是所有存儲器設備發展中單位存儲信息成本最低、容量最大、標准化程度最高的常用存儲介質之一。它互換性好、易於保存,近年來,由於採用了具有高糾錯能力的編碼技術和即寫即讀的通道技術,大大提高了磁帶存儲的可靠性和讀寫速度。根據讀寫磁帶的工作原理可分為螺旋掃描技術、線性記錄(數據流)技術、DLT技術以及比較先進的LTO技術。

根據讀寫磁帶的工作原理,磁帶機可以分為六種規格。其中兩種採用螺旋掃描讀寫方式的是面向工作組級的DAT(4mm)磁帶機和面向部門級的8mm磁帶機,另外四種則是選用數據流存儲技術設計的設備,它們分別是採用單磁頭讀寫方式、磁帶寬度為1/4英寸、面向低端應用的Travan和DC系列,以及採用多磁頭讀寫方式、磁帶寬度均為1/2英寸、面向高端應用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。

磁帶庫是基於磁帶的備份系統,它能夠提供同樣的基本自動備份和數據恢復功能,但同時具有更先進的技術特點。它的存儲容量可達到數百PB,可以實現連續備份、自動搜索磁帶,也可以在驅動管理軟體控制下實現智能恢復、實時監控和統計,整個數據存儲備份過程完全擺脫了人工干涉。

磁帶庫不僅數據存儲量大得多,而且在備份效率和人工佔用方面擁有無可比擬的優勢。在網路系統中,磁帶庫通過SAN(Storage Area Network,存儲區域網路)系統可形成網路存儲系統,為企業存儲提供有力保障,很容易完成遠程數據訪問、數據存儲備份或通過磁帶鏡像技術實現多磁帶庫備份,無疑是數據倉庫、ERP等大型網路應用的良好存儲設備。

3.存儲器設備發展之磁鼓

1953年,隨著存儲器設備發展,第一台磁鼓應用於IBM 701,它是作為內存儲器使用的。磁鼓是利用鋁鼓筒表面塗覆的磁性材料來存儲數據的。鼓筒旋轉速度很高,因此存取速度快。它採用飽和磁記錄,從固定式磁頭發展到浮動式磁頭,從採用磁膠發展到採用電鍍的連續磁介質。這些都為後來的磁碟存儲器打下了基礎。

磁鼓最大的缺點是利用率不高, 一個大圓柱體只有表面一層用於存儲,而磁碟的兩面都利用來存儲,顯然利用率要高得多。 因此,當磁碟出現後,磁鼓就被淘汰了。

4.存儲器設備發展之磁芯

美國物理學家王安1950年提出了利用磁性材料製造存儲器的思想。福雷斯特則將這一思想變成了現實。

為了實現磁芯存儲,福雷斯特需要一種物質,這種物質應該有一個非常明確的磁化閾值。他找到在新澤西生產電視機用鐵氧體變換器的一家公司的德國老陶瓷專家,利用熔化鐵礦和氧化物獲取了特定的磁性質。

對磁化有明確閾值是設計的關鍵。這種電線的網格和芯子織在電線網上,被人稱為芯子存儲,它的有關專利對發展計算機非常關鍵。這個方案可靠並且穩定。磁化相對來說是永久的,所以在系統的電源關閉後,存儲的數據仍然保留著。既然磁場能以電子的速度來閱讀,這使互動式計算有了可能。更進一步,因為是電線網格,存儲陣列的任何部分都能訪問,也就是說,不同的數據可以存儲在電線網的不同位置,並且閱讀所在位置的一束比特就能立即存取。這稱為隨機存取存儲器(RAM),在存儲器設備發展歷程中它是互動式計算的革新概念。福雷斯特把這些專利轉讓給麻省理工學院,學院每年靠這些專利收到1500萬~2000萬美元。

最先獲得這些專利許可證的是IBM,IBM最終獲得了在北美防衛軍事基地安裝「旋風」的商業合同。更重要的是,自20世紀50年代以來,所有大型和中型計算機也採用了這一系統。磁芯存儲從20世紀50年代、60年代,直至70年代初,一直是計算機主存的標准方式。

5.存儲器設備發展之磁碟

世界第一台硬碟存儲器是由IBM公司在1956年發明的,其型號為IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)。這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟。1968年,IBM公司提出「溫徹斯特/Winchester」技術,其要點是將高速旋轉的磁碟、磁頭及其尋道機構等全部密封在一個無塵的封閉體中,形成一個頭盤組合件(HDA),與外界環境隔絕,避免了灰塵的污染,並採用小型化輕浮力的磁頭浮動塊,碟片表面塗潤滑劑,實行接觸起停,這是現代絕大多數硬碟的原型。1979年,IBM發明了薄膜磁頭,進一步減輕了磁頭重量,使更快的存取速度、更高的存儲密度成為可能。20世紀80年代末期,IBM公司又對存儲器設備發展作出一項重大貢獻,發明了MR(Magneto Resistive)磁阻磁頭,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度比以往提高了數十倍。1991年,IBM生產的3.5英寸硬碟使用了MR磁頭,使硬碟的容量首次達到了1GB,從此,硬碟容量開始進入了GB數量級。IBM還發明了PRML(Partial Response Maximum Likelihood)的信號讀取技術,使信號檢測的靈敏度大幅度提高,從而可以大幅度提高記錄密度。

目前,硬碟的面密度已經達到每平方英寸100Gb以上,是容量、性價比最大的一種存儲設備。因而,在計算機的外存儲設備中,還沒有一種其他的存儲設備能夠在最近幾年中對其統治地位產生挑戰。硬碟不僅用於各種計算機和伺服器中,在磁碟陣列和各種網路存儲系統中,它也是基本的存儲單元。值得注意的是,近年來微硬碟的出現和快速發展為移動存儲提供了一種較為理想的存儲介質。在快閃記憶體晶元難以承擔的大容量移動存儲領域,微硬碟可大顯身手。目前尺寸為1英寸的硬碟,存儲容量已達4GB,10GB容量的1英寸硬碟不久也會面世。微硬碟廣泛應用於數碼相機、MP3設備和各種手持電子類設備。

另一種磁碟存儲設備是軟盤,從早期的8英寸軟盤、5.25英寸軟盤到3.5英寸軟盤,主要為數據交換和小容量備份之用。其中,3.5英寸1.44MB軟盤占據計算機的標准配置地位近20年之久,之後出現過24MB、100MB、200MB的高密度過渡性軟盤和軟碟機產品。然而,由於USB介面的快閃記憶體出現,軟盤作為數據交換和小容量備份的統治地位已經動搖,不久會退出存儲器設備發展歷史舞台。

6. 存儲器設備發展之光碟

光碟主要分為只讀型光碟和讀寫型光碟。只讀型指光碟上的內容是固定的,不能寫入、修改,只能讀取其中的內容。讀寫型則允許人們對光碟內容進行修改,可以抹去原來的內容,寫入新的內容。用於微型計算機的光碟主要有CD-ROM、CD-R/W和DVD-ROM等幾種。

上世紀60年代,荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進行記錄和重放信息的研究。1972年,他們的研究獲得了成功,1978年投放市場。最初的產品就是大家所熟知的激光視盤(LD,Laser Vision Disc)系統。

從LD的誕生至計算機用的CD-ROM,經歷了三個階段,即LD-激光視盤、CD-DA激光唱盤、CD-ROM。下面簡單介紹這三個存儲器設備發展階段性的產品特點。

LD-激光視盤,就是通常所說的LCD,直徑較大,為12英寸,兩面都可以記錄信息,但是它記錄的信號是模擬信號。模擬信號的處理機制是指,模擬的電視圖像信號和模擬的聲音信號都要經過FM(Frequency Molation)頻率調制、線性疊加,然後進行限幅放大。限幅後的信號以0.5微米寬的凹坑長短來表示。

CD-DA激光唱盤 LD雖然取得了成功,但由於事先沒有制定統一的標准,使它的開發和製作一開始就陷入昂貴的資金投入中。1982年,由飛利浦公司和索尼公司制定了CD-DA激光唱盤的紅皮書(Red Book)標准。由此,一種新型的激光唱盤誕生了。CD-DA激光唱盤記錄音響的方法與LD系統不同,CD-DA激光唱盤系統首先把模擬的音響信號進行PCM(脈沖編碼調制)數字化處理,再經過EMF(8~14位調制)編碼之後記錄到盤上。數字記錄代替模擬記錄的好處是,對干擾和雜訊不敏感,由於盤本身的缺陷、劃傷或沾污而引起的錯誤可以校正。

CD-DA系統取得成功以後,使飛利浦公司和索尼公司很自然地想到利用CD-DA作為計算機的大容量只讀存儲器。但要把CD-DA作為計算機的存儲器,還必須解決兩個重要問題,即建立適合於計算機讀寫的盤的數據結構,以及CD-DA誤碼率必須從現有的10-9降低到10-12以下,由此就產生了CD-ROM的黃皮書(Yellow Book)標准。這個標準的核心思想是,盤上的數據以數據塊的形式來組織,每塊都要有地址,這樣一來,盤上的數據就能從幾百兆位元組的存儲空間上被迅速找到。為了降低誤碼率,採用增加一種錯誤檢測和錯誤校正的方案。錯誤檢測採用了循環冗餘檢測碼,即所謂CRC,錯誤校正採用里德-索洛蒙(Reed Solomon)碼。黃皮書確立了CD-ROM的物理結構,而為了使其能在計算機上完全兼容,後來又制定了CD-ROM的文件系統標准,即ISO 9660。

在上世紀80年代中期,光碟存儲器設備發展速度非常快,先後推出了WORM光碟、磁光碟(MO)、相變光碟(Phase Change Disk,PCD)等新品種。20世紀90年代,DVD-ROM、CD-R、CD-R/W等開始出現和普及,目前已成為計算機的標准存儲設備。

光碟技術進一步向高密度發展,藍光光碟是不久將推出的下一代高密度光碟。多層多階光碟和全息存儲光碟正在實驗室研究之中,可望在5年之內推向市場。

7.存儲器設備發展之納米存儲

納米是一種長度單位,符號為nm。1納米=1毫微米,約為10個原子的長度。假設一根頭發的直徑為0.05毫米,把它徑向平均剖成5萬根,每根的厚度即約為1納米。與納米存儲有關的主要進展有如下內容。

1998年,美國明尼蘇達大學和普林斯頓大學制備成功量子磁碟,這種磁碟是由磁性納米棒組成的納米陣列體系。一個量子磁碟相當於我們現在的10萬~100萬個磁碟,而能源消耗卻降低了1萬倍。

1988年,法國人首先發現了巨磁電阻效應,到1997年,採用巨磁電阻原理的納米結構器件已在美國問世,它在磁存儲、磁記憶和計算機讀寫磁頭等方面均有廣闊的應用前景。

2002年9月,美國威斯康星州大學的科研小組宣布,他們在室溫條件下通過操縱單個原子,研製出原子級的硅記憶材料,其存儲信息的密度是目前光碟的100萬倍。這是納米存儲材料技術研究的一大進展。該小組發表在《納米技術》雜志上的研究報告稱,新的記憶材料構建在硅材料表面上。研究人員首先使金元素在硅材料表面升華,形成精確的原子軌道;然後再使硅元素升華,使其按上述原子軌道進行排列;最後,藉助於掃瞄隧道顯微鏡的探針,從這些排列整齊的硅原子中間隔抽出硅原子,被抽空的部分代表「0」,餘下的硅原子則代表「1」,這就形成了相當於計算機晶體管功能的原子級記憶材料。整個試驗研究在室溫條件下進行。研究小組負責人赫姆薩爾教授說,在室溫條件下,一次操縱一批原子進行排列並不容易。更為重要的是,記憶材料中硅原子排列線內的間隔是一個原子大小。這保證了記憶材料的原子級水平。赫姆薩爾教授說,新的硅記憶材料與目前硅存儲材料存儲功能相同,而不同之處在於,前者為原子級體積,利用其製造的計算機存儲材料體積更小、密度更大。這可使未來計算機微型化,且存儲信息的功能更為強大。