A. 存储技术发展史:从磁带到硬件液化
信息是人类认知外界的方式,最初的信息都会对应到现实世界的一个客体或者相关描述。人类是通过不断增加、完善信息来接触、认知并改变世界的。
最初人类依靠大脑中的神经突触来存储信息,但有些信息是如此重要,所以人们想出一切办法来使这些信息能保存下来。于是人类发明了一种描述信息的信息,这种信息就是数据。
数据是可以保存在一种物理介质上的,其实, 在“说话”的过程中,空气可以被视为一种短暂的物理介质。人类通过振动声带在空气中产生波动,声波在空气中可以短暂保留并扩散,不同波形携带了不同数据,这种波动被鼓膜接收到,达到了数据传递的效果。
但是,空气只能将信息保存一瞬间,之后就要靠大脑了。人是会生老病死的,除了口耳相传,人类需要更可靠的数据存储方法与更长久的物理介质。在过去,人类将数据保存在石板、竹简上,后来人类将数据保存在纸上,配合印刷术,使得信息可以大范围长久传播保存。
人类学会以电磁波的方式承载信息后,距离不再是信息传输的限制,但电话无非是远距离说话,电报无非是快速邮寄的信件,最终所有的信息还要回归到大自然构造的眼睛、耳朵和大脑。直到计算机问世后,人类终于可以突破自己处理信息的生理学极限,让程序和电路代替自己处理信息。
1928年,可存储模拟信号的录音磁带问世,每段磁带随着音频信号电流的强弱不同而被不同程度的磁化,从而使得声音被记录到磁带上。1951年,磁带开始应用于计算机中,最早的磁带机可以每秒钟传输7200个字符。20世纪70年代后期出现的小型磁带盒,可记录约660KB的数据。
1956年,世界上第一个硬盘驱动器出现,应用 在IBM的RAMAC305计算机中,该驱动器能存储5M的数据,传输速度为10K/S,标志着磁盘存储时代的开始。1962年,IBM发布了第一个可移动硬盘驱动器,它有六个14英寸的盘片,可存储2.6MB数据。1973年,IBM发明了温氏硬盘,其特点是工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触,这便是现代硬盘的原型。
1967年,IBM公司推出世界上第一张软盘。随后三十年,软盘盛极一时,成为个人计算机中最早使用的可移介质。这个最初有8英寸的大家伙,可以保存80K的只读数据。四年后,可读写软盘诞生。至上世纪九十年代,软盘尺寸逐渐精简至3.5英寸,存储容量也逐步增长到250M。截止1996年,全球有多达50亿只软盘被使用。直到CD-ROM(只读光盘,Compact Disc Read-Only Memory)、USB存储设备出现后,软盘销量才开始下滑。
进入21世纪,信息爆炸导致数据量成倍增长,硬盘容量也在飙升,单盘容量已可达到TB级别。即便如此,单块磁盘所能提供的存储容量和速度已经远远无法满足实际业务需求,磁盘阵列应运而生。磁盘阵列使用独立磁盘冗余阵列技术(RAID)把相同的数据存储在多个硬盘,输入输出操作能以平衡的方式交叠进行,改善了磁盘性能,增加了平均故障间隔时间和容错能力。RAID作为高性能、高可靠的存储技术,已经得到非常广泛的应用。
21世纪以来,计算机存储技术飞速发展,如何快速高效的为计算机提供数据以辅助其完成运算成为存储技术新的突破口。在RAID技术实现高速大容量存储的基础上,网络存储技术的出现弱化了空间限制,使得数据的使用更加自由。
网络存储将存储系统扩展到网络上,存储设备作为整个网络的一个节点存在,为其他节点提供数据访问服务。即使计算主机本身没有硬盘,仍可通过网络来存取其他存储设备上的数据。基于网络存储技术,分布式云存储、容灾备份、虚拟化和云计算等技术得以广泛应用。其中,“硬件液化”与“存储资源盘活系统”是其中最新的技术方向。
如果把所有分散硬件都看做一个整体,所有数据统一定义并存储,尽可能充分发挥其中所有硬件的效率,不光会消除数据孤岛,还会提升整体硬件利用率,变相“创造”出新的资源,节省购置新设备与其配套软件、服务设施的成本。这种将所有硬件视为一个整体的概念就是“硬件液化”,即,将原本以各个服务器为单位的硬件资源进行打散、重组,使之像液体一样可以流到任何需要的地方,将数据孤岛溶解在硬件液化的海洋中。
存储资源盘活系统是贯彻硬件液化思想的产品之一,它是纯软件的存储控制器,能够安装在任意Linux服务器上,可以把各服务器中分散的磁盘整合成高性能的存储资源池,通过分布式双控制器架构保证了低延迟、高可用、易拓展的特性;通过完善的控制台、命令行与API来统一调度管理所有存储设备;通过强大的兼容性和独特的硬件异构特性充分利用全部存储资源。
存储资源盘活系统不独占硬件资源,可与现有应用混合部署在同一套硬件设备上,不影响现有业务的运行的同时将闲置存储资源予以整合,帮用户把现有服务器集群中存储资源利用率不高的设备进行统一管理,形成统一存储资源池。可基于异构硬件进行部署,兼容x86、ARM、龙芯等平台设备。可以通过标准 iSCSI 协议为上层应用提供虚拟 Target 和逻辑卷,提供分布式块存储服务并可被灵活调度、分配、使用。
参考资料:
存储小白-为什么需要存储
中国信息通信研究院-下一代数据存储技术研究报告
维基网络-计算机存储技术
IDC-《IDC FutureScape: 全球云计算 2020 年预测——中国启示》.
B. 中科院有哪些研究所比较好
1、中国科学院微生物研究所
中国科学院化学研究所成立于1956年,是以基础研究为主,有重点地开展国家急需的、有重大战略目标的高新技术创新研究,并与高新技术应用和转化工作相协调发展的多学科、综合性研究所,是具有重要国际影响、高水平的化学研究机构。
C. 问:新加坡有哪些研究所研究所开设课程吗
答:新加坡的研究所包括:
新加坡生物信息研究所(BII)*
新加坡生物处理技术研究所(BTI) *
新加坡国立数据存储研究所(DSI)
新加坡基因组研究所(GIS) *
新加坡信息技术研究所(I2R)
新加坡生物工程与纳米科技研究所(IBN)*
新加坡高性能计算研究所(IHPC)
新加坡材料研究所(IMRE)
新加坡微电子技术研究所(IME)
新加坡分子细胞生物研究所 (IMCB)*
新加坡制造技术研究所(SIMTech)
*BII, BTI, GIS, IBN及IMCN位于新加坡"纬壹"科技城内的Biopolis生物科技园One North
新加坡的研究所与本地的两所大学(新加坡国立大学和南洋理工大学)合作开设研究生课程。
D. 中科大硕士有去长鑫存储的吗
中科大硕士有去长鑫存储的。
近日,中国科大知产院与长鑫存储公司就商业秘密知识产权保护进行交流研讨。宋伟院长,合肥市局知识产权保护处严立庆处长,我院老师葛章志、王仁文、张学和、张宇、汪洋等参加会议。
首先,宋伟院长应长鑫存储有限公司邀请,为公司法务部及公司知识产权相关工作人员作了“商业秘密法律保护与科学管理”的现场讲座,长鑫存储北京分公司和部分出差人员线上参加讲座。
宋院长从商业秘密的知识产权属性、法律保护、科学管理、技术路径等多个方面进行了讲解,剖析了高技术企业商业秘密保护的关键问题,提出了切实可行的综合保护模式,并在现场和与会人员进行交流互动,讲座得到参会人员的热烈欢迎和高度认可。
双方就商业秘密保护及鉴定进行了深入的探讨,初步达成依托中国科学技术大学知识产权研究院学科和平台优势,共同建立商业秘密鉴定保护研究中心的意向。长鑫存储作为行业有重要影响力的骨干企业,希望通过研究中心的建立,进一步建立健全商业秘密保护各项内外部管理制度,提升企业商业秘密自我保护能力;并且积极参与行业标准和地方标准研制,构建集成电路产业商业秘密保护服务体系,为合肥打造全国商业秘密保护新高地贡献力量。
长鑫存储技术有限公司作为一体化存储器制造商,专业从事动态随机存取存储芯片(DRAM)的设计、研发、生产和销售,目前已建成12英寸晶圆厂并投产。DRAM 产品广泛应用于移动终端、电脑、服务器、虚拟现实和物联网等领域。
E. 超弦存储器研究院是国企吗
超弦存储器研究院不是国企。北京超弦存储器研究院(以下简称“研究院”)于2020年9月在北京经济技术开发区成立,总体定位为国际先进的存储器技术研发机构、政产学研对接平台和集成电路高端人才培养基地,致力打造具备全球影响力的存储器研究院。
F. 北京时代全芯存储技术股份有限公司前景
北京时代全芯存储技术股份有限公司前景很好。
因为北京时代全芯存储技术股份有限公司对外投资10家公司,具有15处分支机构。经营范围广泛包括制造普通机械、电子产品等。所以北京时代全芯存储技术股份有限公司前景很好。
北京时代全芯存储技术股份有限公司成立于2005年11月,是由中国航天科技集团公司第九研究院和航天电子技术股份有限公司重组航天微电子资源。
G. 中科院有哪些研究所比较好
1、中科院物理所
在国内,中国科学院是一个顶尖的学术机构,它是由很多所组成的,中科院物理所就是其中之一。中科院应用物理所的地址在北京中关村,是我国物理研究最顶尖的研究所之一,吴有训、赵忠尧、严济慈、吴健雄、钱三强等着名科学家曾先后在物理所工作过。
2、中国科学院微生物研究所
中国科学院微生物研究所主要从事微生物学基础和应用研究。研究所以微生物资源、微生物生物技术、病原微生物与免疫为主要研究领域,开展基础性、战略性、前瞻性研究。
3、中国科学院计算技术研究所
2012年,研究所形成了由17万亿次计算能力的共享平台、最高达64核2TB内存的多核大内存实验机、572TB统一存储平台、可同时支撑400台虚拟机的云平台、以及20余台大型专用仪器构成的所级科研支撑环境。
4、中国科学院海洋研究所
中国科学院海洋研究所始建于1950年8月1日,是从事海洋科学基础研究与应用基础研究、高新技术研发的综合性海洋科研机构,是国际海洋科学领域具有重要影响的研究所。
H. 开展微型数据存储技术创新研发抢占未来大数据存储技术高地的建议
我国数据存储核心技术长期落后,大数据中心按照传统的 科技 房地产的思路将面临资源约束。为了防止我国存储技术“卡脖子”,节省未来海量数据存储占地空间,系统化整合资源解决当前中国大数据存储技术产品的容量问题,建议国家立项 开展微型数据存储技术创新研发 。
我国数据储存的现状和面临的问题
计算机数据存储技术是信息技术应用的核心。一切计算机应用数据都需要由物理设备来存储,以便计算机系统进行读写等处理,数据应用与数据存储恰似树干与树根的密切关系。伴随着信息技术应用的持续高速发展,可以预见未来的数据量必将呈现爆炸式增长,随之而来的海量数据存储瓶颈问题必然日趋严重,加剧着数据存储领域长期面临的容量、安全、性能、扩充、维护、灾备、监管等诸多挑战。其中,容量困境,首当其冲。
当前痛点。 为了满足数据存储容量日益增长的需求,大数据存储中心建设必不可少。放眼当下全国各地的大数据存储中心建设,由于数据存储基础核心技术缺位,流行的模式是不可持续的“ 科技 房地产”,即单纯拓展占地面积盖楼建设数据中心,进而耗费宝贵自然资源。目前我国城市监控视频图像数据受限于数据中心存储容量空间,一般只能保留一个月左右,相关的数据应用严重受制。
应用基石。 底层数据存储是信息产业发展的基石,数据存储技术产品是信息应用系统的架构基础,也是我国的关键行业技术短板。有效的数据存储技术产品涉及到所有信息技术应用场景:人工智能,信息安全,智慧城市,大数据,云计算,区块链,城市大脑,雪亮工程,城市管理视频监控,医学影像识别,等等。
严峻局面。 追溯信息技术百年来的发展轨迹,中国在数据存储基础技术领域的贡献几乎为零。国内数据存储行业主要擅长于市场侧的商业应用创新,数据存储底层管理的核心技术研发严重依赖国外的开源开放。缺乏基础研发梯队,没有关键理论 探索 ;沿袭陈旧的发展思路,习于外购器件设备;底层技术积累短缺,核心创新能力薄弱;严峻的局面至今没有重大改变。
危情险势。 中国在核心存储产品、底层支撑技术、商业应用理念上长期跟跑,遭受外部势力釜底抽薪式的“存储底层关键核心技术精准打击”的隐患和风险极大。面对复杂多变的国际环境,一旦遭遇卡脖子,如外购存储产品断货或核心技术交流封锁,举国上下所有涉及信息技术应用的行业领域都必然窒息。从而直接降低相关产业迭代发展速度,掣肘 社会 前进步伐,削弱国家治理能力,进而危及影响到国家的政治和 社会 稳定。
时不我待。 我们需要立即行动起来,通过立项开展微型数据存储技术创新研发,凝聚国内外数据存储领域资源力量,构建数据存储专业核心技术团队;从研发软件定义的存储(数据去重)技术产品入手,填补国内技术产品领域空白;启动研发微型化(原子级)数据存储设备,抢占未来数据存储领域的制高点。这项举措也是解除我国数据存储技术产品创新研发“卡脖子”危机的最佳途径。
开展微型数据存储技术创新研发的思路
我国应抓住当前数据应用驱动信息技术升级换代的大数据发展 历史 契机,凝聚国内外资源力量,构建中国数据存储专业核心技术团队。近期:研发部署模块化数据去重技术产品,压缩海量数据存储空间需求,填补国内底层数据存储管理技术空白。远期:启动研发微型数据存储设备,抢占未来数据存储技术领域的制高点。
从开展微型数据存储技术创新研发入手,聚焦国际存储技术领域的战略性前沿技术趋势;联手科研院所、高等院校、生产企业、大型用户的资源,建设国家级核心技术团队;积极引进/培养数据存储技术人才,研发自主可控系列产品。
1.近期跟踪行业动态
对标国际顶级数据存储技术产品,砥砺学习底层模块级数据存储去重技术,压缩海量数据存储空间需求,实现自主可控国产数据存储技术管理软件产品的商务应用。基本原理是首先识别出重复的数据模块,然后优化存储多个重复数据模块中的单一模块,以及同其它重复模块的链接关系。进而减少企业级客户存储数据所需的物理空间占有量,降低采购部署数据存储设备的增量。
2.远期重点突出推进
探索 下一代数据存储技术,整合跨学科资源启动开展研发微型存储器,力图将现有基于磁盘/光盘/磁带的计算机数据存储器,转化为未来基于原子/电子运动状态的微型化数字信息采集与存取机制。其原理是将现在耗费数百万个原子的材料介质所表征的一位“0”或“1”二进制计算机数据,试图由单个原子状态变化来表征。于是,可以将现有数据存储设备体积缩小数十万乃至百万倍,最终将占地约足球场面积的大数据存储仓库缩小为便携式器件。
3.研发工作开展建议
开展微型数据存储技术创新研发应该建设成为国内领先、国际一流的数据存储技术研究机构、产业孵化温室、以及人才培养基地。
延揽数据存储技术专家领衔担纲咨询顾问。全球招聘在世界顶级数据存储公司工作多年的业界精英加盟指导。
构建中国数据存储技术研发团队。采用引进师资/开设培训课程等有效方式,积累培育国内数据存储技术力量。
结盟硅谷存储技术研究院。依托美国硅谷地区的数据存储实体公司,共享数据存储底层技术知识。
注册成立企业运营机构。开发软件定义存储(数据去重)技术产品,服务数据用户市场,遵循商务运作规律。
融资涵盖多种基金渠道。申报获取国家重大专项基础项目研发资金,吸引专业投资基金加盟。首期投资约需10亿元人民币(参考国际相关工程估值:美国IBM公司同类项目投资约600亿美元/10年)。
推动微型数据存储技术创新研发的建议
我国在开展新型基础设施建设的同时,应当抓住当前数据计算应用驱动信息技术升级换代的大数据发展 历史 契机,建立数据存储技术的自主知识产权体系,填补国内空白,保障数字中国建设长远规划实施,推进国产数据存储产品崛起,为相关产业发展铺路。
2.建议远期紧跟世界主流研发创新步伐,聚焦研发原子级微型化数据存储技术产品(2020-2040年),在2040年前研发出原子级大数据存储技术,并逐步实现产业化。
3.建议将微型化数据存储技术创新作为国家战略。搭建政产学研用共建共治共享的中国数据存储技术联合创新平台,建设国家级重点实验室。依托科研院所/高等院校/相关企业,奠定从微型数据存储理论、硬件设计、软件开发、结构设计、系统集成等一整套原子级微型数据存储技术研发工作的基础。
4.建议国家相关部委给予配套资金支持。加快推进原子级大数据存储技术研发和产业化转化。支持申报重大 科技 项目和专项扶持资金。
5.建议形成能够长期从事数据存储技术创新的人才队伍。借鉴全球数据存储技术创新研发经验,引进海内外数据存储技术领域顶尖科学家和工程师。在高等院校与科研院所开设数据存储技术专业课程,搭建完善的国内人才培养体系。
6.建议立项过程不宜采用常规项目申报、审批流程,亟需特事特办予以批准。主要是有鉴于本项目相关的科研生产领域中,国内现有技术力量薄弱分散,评估体系资源匮乏。
7.建议项目推进应当低调快速务实:不重造势,不扬虚名,不谋近利。主要是基于当前复杂敏感的国际政治经济形势,预计本项目势将关联国家核心产业战略布局,影响未来数十年中国数字经济命脉与发展。
作 者:中央 财经 大学中国互联网经济研究院研究员 欧阳日辉
通讯员:李 翀
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