① 什么是云存储你如何看待云存储
云存储的几十年发展历程,其计算架构模型,也从Scale Up走向Scale Out。但是展望未来数字世界的海量需求,目前流行的模型还能够持续满足吗?本文通过对云存储 历史 的回顾,及对Scale Up和Scale Out两种扩展模型的诠释,来揭开云存储的未来模式。
1. 云存储及其 历史
简而言之,云存储(cloud storage)就是将数字内容安全的存储在服务器上,从而任何连接互联网的设备可以方便的获取。首先让我们简单回顾一下云存储的 历史 。
云存储的早期雏形要回溯到上个世纪的90年代,也就是互联网泡沫时期(dot-com boom),当时有许多家公司,例如EVault, NetMass, Arkeia和CommVault等等[1]均提供在线数据备份服务,当然它们绝大部分也随着互联网泡沫的破碎而烟消云散了。少数幸存下来的有一家叫Veritas NetBackup最后也被Symantec收购,现在依旧提供Symantec NetBackup的在线存储服务。
而真正让大家耳熟能详的云存储是2006年由Amazon提供的AWS S3云存储服务,其最具有革命意义的变革是,提出了即买即用(pay-per-use)的价格模型,使得云存储的使用像水电一样可计算衡量。从此云存储以S3为标准一路绝尘,我们所熟悉的大厂,比如Netflix, Pinterest, Dropbox也是S3的顾客。尾随的Microsoft和Google也于2010年分别发布了类似的Azure Blob Storage和Google Storage的存储服务。
云存储真正发展的十几年中,见证了移动互联网的崛起,大数据的生机勃发,人工智能的再次复兴,并能够展望到未来物联网,无人驾驶及各类机器人自动化的世界。海量数据的产生,存储,分析,预测及应用,快速以正反馈循环方式,推进着人类 社会 向数字世界大步迈进。所以,为了适应数据存储新的需求,各家云存储产品的应用场景及价格模型,已从单一向多元发展,比如AWS S3就有Standard,Intelligent-Tiering, Standard-IA,One Zone-IA,Glacier和Glacier Deep Archive六类存储产品来满足各类使用场景,我会在未来的文章里针对性的细讲一下。而本文重点所探讨的是,目前云存储的基础架构体系是否能够适应未来数据存储的要求和挑战?为了回答这个问题,让我们先简单回顾一下计算机体系架构里的Scale Up和Scale Out扩展模型。
2. Scale Up和Scale Out?
Scale Up又称为垂直扩展(scale vertically)[2],意为在单节点上添加资源,如CPU,内存和存储,在纵向上扩展从而获得更多计算或存储能力;Scale Up初期能够快速达到升级目的,操作起来相对比较简单,但随着计算或存储的要求越来越高,硬件资源的添加可能已经达到极限,不仅单节点的造价非常昂贵,维护成本很高,而且更容易留下单点故障的隐患。传统的RAID(Rendant Array of Inexpensive Disks)存储就是此种模式。
Scale Out又称为水平扩展(scale horizontally)[2],意为在分布式环境下,通过添加节点计算或存储资源,在横向上满足更多的计算存储需求;随着计算和存储单位价格的降低和效率的提升,使用低端的商用(commodity)系统,利用分布式技术可以搭建起“超级计算”中心,以及后来衍生出来的私有或公有云平台解决方案。虽然分布式系统会带来一定程度上的软件复杂度和管理困难,但由软件定义的计算和存储解决方案,能够以较低的价格和较高的鲁棒性,优雅的解决了海量增长的计算存储需求,也是目前云平台的主流技术。但它就一定能够承载未来的更加海量的需求吗?云存储的未来是什么?方向是向左还是向右?
3. 未来向左还是向右?
话说天下大势, 分久必合, 合久必分,事物发展的规律似乎从来就没有什么绝对。当下,云平台内部似乎已完全是Scale Out模式了,但当我们把镜头再拉远一点,从云平台在全球部署的每一个可用区来看,整体上它又是一个Scale Up模型,不是吗?单点投入巨大,耗费能源,使用成本高昂。而相反,随着强大的计算,存储和带宽能力能够进入寻常家庭、工作和生活等边缘节点,资源闲置或者不均衡使用也变得越来越明显。
那么,是否能够将这些边缘节点的计算存储能力结合起来,组成一个真正意义上的Scale Out平台,提供人们日益增长的计算存储需求?
可否将浪费或者不对等的资源重新组合,提供一个更加节能环保的绿色Scale Out平台?
可否摒弃中心化的单点故障和数据安全隐患,真正做到廉价高效,零数据泄露的Scale Out平台?
答案是应该可以而且必须可以!
纵观云存储平台的发展 历史 ,从单节点的Scale Up模式走向可用区内部的Scale Out模式,又从内部的Scale Out模式走向整体上相对的Scale Up模式。而未来数字世界的海量计算和存储需求的满足,一定需要真正意义上的全球Scale Out模型,那就是把边缘节点和半中心化节点高效且系统的组织起来,减少浪费,提高效率,节省成本,去除中心。将天空中几块为数不多的白云,变成漫天遍布的朵朵白云,让人们自由定价、自由选择、自由组合。
挑战虽然巨大,但未来很美好,让我们一起努力迎接云存储的明天!
[1]: History of Online Storage
[2]: Wiki Scalability
文章作者:Bruce Lee(http://PP.IO总架构师)
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云存储服务平台,很精练吧
网络解释:云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是一种新兴的网络存储技术,是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。
云存储可以简单的理解为将数据保存在一个第三方空间,随时取用和处理。云存储也可以说是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。云存储对用户来讲,不只是一个简单的设备,而是整个云存储系统的一种数据访问服务。
通过集群应用,网络技术等功能把网络中不同类型的存储设备通过应用软件集合起来工作。
云储存就是企业的公用空间(服务器),定期有人维护不用自己操心不怕数据丢失,但是数据都会在企业无保密可言,
就是网上的存储空间,不占自身内存,要用时联网下载
云存储是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统或类似网格计算等功能联合起来协同工作,并通过一定的应用软件或应用接口,对用户提供一定类型的存储服务和访问服务。
云存储的优势楼主有需要的话可以了解一下企业共享办公系统,可支持手机端、云端、公司服务器存储、为企业独立搭建维护企业网盘,从而实现文件归档存储、文档管理、协同办公等功能。
云存储就是将文件内存存储在云端的一种方式,不占用自己本身电脑或者手机的内存,海量存储轻松搞定,解决了很多的存储难与存储传输难的问题。
使用呆猫云盘的几大好处,企业存储资产更安全:1、使用呆猫远程桌面时可直接挂载云盘,轻松上传下载文件,支持在线修改文件。
2、项目资源统一集中管理,释放本地存储空间;支持弹性扩容,按需使用,降低本地硬件使用成本;
3、呆猫同一账号内存储互通,资源可异地共享,减少传输成本。
4、呆猫云盘与渲云网盘存储互通,使用渲云提交渲染任务时,内网同步,文件秒传,节省传输时间。
5、支持高并发读取资产文件,可同一账号最多可支持上千台机器同时读取云盘文件,提高工作效率。
6、高性能存储,百万级IOPS,超高算力助力设计行业发展。
7、云盘基于域控的安全策略,免受病毒攻击;提供多副本可靠性机制,即使机器出现故障,也不会引起数据丢失。
把你需要存储的数据放到网上,不占用你自己设备的内存,当你需要使用时从网上下载。这之间会产生数据流量。
云存储其实我们都经历过,2013年-2016年蓬勃发展,而后被玩坏的云盘,就是典型代表,虽然我们控制权益不多,只能上传下载,离线,共享,基本当作网络硬盘和交流工具使用,但却解决了人们的燃眉之急。我们现在部分手机上还有云端保存照片的功能。
实际的云存储并不是这么简单,引用一下网络:
云存储是建立在云计算的基础上,为云计算服务。对于我们似乎太深奥,但又息息相关,我们只需要知道它是好东西就行了。不单单能当作个人网络上的储存空间。
② 存储器的发展史
存储器设备发展
1.存储器设备发展之汞延迟线
汞延迟线是基于汞在室温时是液体,同时又是导体,每比特数据用机械波的波峰(1)和波谷(0)表示。机械波从汞柱的一端开始,一定厚度的熔融态金属汞通过一振动膜片沿着纵向从一端传到另一端,这样就得名“汞延迟线”。在管的另一端,一传感器得到每一比特的信息,并反馈到起点。设想是汞获取并延迟这些数据,这样它们便能存储了。这个过程是机械和电子的奇妙结合。缺点是由于环境条件的限制,这种存储器方式会受各种环境因素影响而不精确。
1950年,世界上第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC由冯.诺依曼博士领导设计。它的主要特点是采用二进制,使用汞延迟线作存储器,指令和程序可存入计算机中。
1951年3月,由ENIAC的主要设计者莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I交付使用。它不仅能作科学计算,而且能作数据处理。
2.存储器设备发展之磁带
UNIVAC-I第一次采用磁带机作外存储器,首先用奇偶校验方法和双重运算线路来提高系统的可靠性,并最先进行了自动编程的试验。
磁带是所有存储器设备发展中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。它互换性好、易于保存,近年来,由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术,大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录(数据流)技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术。
根据读写磁带的工作原理,磁带机可以分为六种规格。其中两种采用螺旋扫描读写方式的是面向工作组级的DAT(4mm)磁带机和面向部门级的8mm磁带机,另外四种则是选用数据流存储技术设计的设备,它们分别是采用单磁头读写方式、磁带宽度为1/4英寸、面向低端应用的Travan和DC系列,以及采用多磁头读写方式、磁带宽度均为1/2英寸、面向高端应用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。
磁带库是基于磁带的备份系统,它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能,但同时具有更先进的技术特点。它的存储容量可达到数百PB,可以实现连续备份、自动搜索磁带,也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计,整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。
磁带库不仅数据存储量大得多,而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。在网络系统中,磁带库通过SAN(Storage Area Network,存储区域网络)系统可形成网络存储系统,为企业存储提供有力保障,很容易完成远程数据访问、数据存储备份或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份,无疑是数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存储设备。
3.存储器设备发展之磁鼓
1953年,随着存储器设备发展,第一台磁鼓应用于IBM 701,它是作为内存储器使用的。磁鼓是利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据的。鼓筒旋转速度很高,因此存取速度快。它采用饱和磁记录,从固定式磁头发展到浮动式磁头,从采用磁胶发展到采用电镀的连续磁介质。这些都为后来的磁盘存储器打下了基础。
磁鼓最大的缺点是利用率不高, 一个大圆柱体只有表面一层用于存储,而磁盘的两面都利用来存储,显然利用率要高得多。 因此,当磁盘出现后,磁鼓就被淘汰了。
4.存储器设备发展之磁芯
美国物理学家王安1950年提出了利用磁性材料制造存储器的思想。福雷斯特则将这一思想变成了现实。
为了实现磁芯存储,福雷斯特需要一种物质,这种物质应该有一个非常明确的磁化阈值。他找到在新泽西生产电视机用铁氧体变换器的一家公司的德国老陶瓷专家,利用熔化铁矿和氧化物获取了特定的磁性质。
对磁化有明确阈值是设计的关键。这种电线的网格和芯子织在电线网上,被人称为芯子存储,它的有关专利对发展计算机非常关键。这个方案可靠并且稳定。磁化相对来说是永久的,所以在系统的电源关闭后,存储的数据仍然保留着。既然磁场能以电子的速度来阅读,这使交互式计算有了可能。更进一步,因为是电线网格,存储阵列的任何部分都能访问,也就是说,不同的数据可以存储在电线网的不同位置,并且阅读所在位置的一束比特就能立即存取。这称为随机存取存储器(RAM),在存储器设备发展历程中它是交互式计算的革新概念。福雷斯特把这些专利转让给麻省理工学院,学院每年靠这些专利收到1500万~2000万美元。
最先获得这些专利许可证的是IBM,IBM最终获得了在北美防卫军事基地安装“旋风”的商业合同。更重要的是,自20世纪50年代以来,所有大型和中型计算机也采用了这一系统。磁芯存储从20世纪50年代、60年代,直至70年代初,一直是计算机主存的标准方式。
5.存储器设备发展之磁盘
世界第一台硬盘存储器是由IBM公司在1956年发明的,其型号为IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)。这套系统的总容量只有5MB,共使用了50个直径为24英寸的磁盘。1968年,IBM公司提出“温彻斯特/Winchester”技术,其要点是将高速旋转的磁盘、磁头及其寻道机构等全部密封在一个无尘的封闭体中,形成一个头盘组合件(HDA),与外界环境隔绝,避免了灰尘的污染,并采用小型化轻浮力的磁头浮动块,盘片表面涂润滑剂,实行接触起停,这是现代绝大多数硬盘的原型。1979年,IBM发明了薄膜磁头,进一步减轻了磁头重量,使更快的存取速度、更高的存储密度成为可能。20世纪80年代末期,IBM公司又对存储器设备发展作出一项重大贡献,发明了MR(Magneto Resistive)磁阻磁头,这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感,使得盘片的存储密度比以往提高了数十倍。1991年,IBM生产的3.5英寸硬盘使用了MR磁头,使硬盘的容量首次达到了1GB,从此,硬盘容量开始进入了GB数量级。IBM还发明了PRML(Partial Response Maximum Likelihood)的信号读取技术,使信号检测的灵敏度大幅度提高,从而可以大幅度提高记录密度。
目前,硬盘的面密度已经达到每平方英寸100Gb以上,是容量、性价比最大的一种存储设备。因而,在计算机的外存储设备中,还没有一种其他的存储设备能够在最近几年中对其统治地位产生挑战。硬盘不仅用于各种计算机和服务器中,在磁盘阵列和各种网络存储系统中,它也是基本的存储单元。值得注意的是,近年来微硬盘的出现和快速发展为移动存储提供了一种较为理想的存储介质。在闪存芯片难以承担的大容量移动存储领域,微硬盘可大显身手。目前尺寸为1英寸的硬盘,存储容量已达4GB,10GB容量的1英寸硬盘不久也会面世。微硬盘广泛应用于数码相机、MP3设备和各种手持电子类设备。
另一种磁盘存储设备是软盘,从早期的8英寸软盘、5.25英寸软盘到3.5英寸软盘,主要为数据交换和小容量备份之用。其中,3.5英寸1.44MB软盘占据计算机的标准配置地位近20年之久,之后出现过24MB、100MB、200MB的高密度过渡性软盘和软驱产品。然而,由于USB接口的闪存出现,软盘作为数据交换和小容量备份的统治地位已经动摇,不久会退出存储器设备发展历史舞台。
6. 存储器设备发展之光盘
光盘主要分为只读型光盘和读写型光盘。只读型指光盘上的内容是固定的,不能写入、修改,只能读取其中的内容。读写型则允许人们对光盘内容进行修改,可以抹去原来的内容,写入新的内容。用于微型计算机的光盘主要有CD-ROM、CD-R/W和DVD-ROM等几种。
上世纪60年代,荷兰飞利浦公司的研究人员开始使用激光光束进行记录和重放信息的研究。1972年,他们的研究获得了成功,1978年投放市场。最初的产品就是大家所熟知的激光视盘(LD,Laser Vision Disc)系统。
从LD的诞生至计算机用的CD-ROM,经历了三个阶段,即LD-激光视盘、CD-DA激光唱盘、CD-ROM。下面简单介绍这三个存储器设备发展阶段性的产品特点。
LD-激光视盘,就是通常所说的LCD,直径较大,为12英寸,两面都可以记录信息,但是它记录的信号是模拟信号。模拟信号的处理机制是指,模拟的电视图像信号和模拟的声音信号都要经过FM(Frequency Molation)频率调制、线性叠加,然后进行限幅放大。限幅后的信号以0.5微米宽的凹坑长短来表示。
CD-DA激光唱盘 LD虽然取得了成功,但由于事先没有制定统一的标准,使它的开发和制作一开始就陷入昂贵的资金投入中。1982年,由飞利浦公司和索尼公司制定了CD-DA激光唱盘的红皮书(Red Book)标准。由此,一种新型的激光唱盘诞生了。CD-DA激光唱盘记录音响的方法与LD系统不同,CD-DA激光唱盘系统首先把模拟的音响信号进行PCM(脉冲编码调制)数字化处理,再经过EMF(8~14位调制)编码之后记录到盘上。数字记录代替模拟记录的好处是,对干扰和噪声不敏感,由于盘本身的缺陷、划伤或沾污而引起的错误可以校正。
CD-DA系统取得成功以后,使飞利浦公司和索尼公司很自然地想到利用CD-DA作为计算机的大容量只读存储器。但要把CD-DA作为计算机的存储器,还必须解决两个重要问题,即建立适合于计算机读写的盘的数据结构,以及CD-DA误码率必须从现有的10-9降低到10-12以下,由此就产生了CD-ROM的黄皮书(Yellow Book)标准。这个标准的核心思想是,盘上的数据以数据块的形式来组织,每块都要有地址,这样一来,盘上的数据就能从几百兆字节的存储空间上被迅速找到。为了降低误码率,采用增加一种错误检测和错误校正的方案。错误检测采用了循环冗余检测码,即所谓CRC,错误校正采用里德-索洛蒙(Reed Solomon)码。黄皮书确立了CD-ROM的物理结构,而为了使其能在计算机上完全兼容,后来又制定了CD-ROM的文件系统标准,即ISO 9660。
在上世纪80年代中期,光盘存储器设备发展速度非常快,先后推出了WORM光盘、磁光盘(MO)、相变光盘(Phase Change Disk,PCD)等新品种。20世纪90年代,DVD-ROM、CD-R、CD-R/W等开始出现和普及,目前已成为计算机的标准存储设备。
光盘技术进一步向高密度发展,蓝光光盘是不久将推出的下一代高密度光盘。多层多阶光盘和全息存储光盘正在实验室研究之中,可望在5年之内推向市场。
7.存储器设备发展之纳米存储
纳米是一种长度单位,符号为nm。1纳米=1毫微米,约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度即约为1纳米。与纳米存储有关的主要进展有如下内容。
1998年,美国明尼苏达大学和普林斯顿大学制备成功量子磁盘,这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系。一个量子磁盘相当于我们现在的10万~100万个磁盘,而能源消耗却降低了1万倍。
1988年,法国人首先发现了巨磁电阻效应,到1997年,采用巨磁电阻原理的纳米结构器件已在美国问世,它在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头等方面均有广阔的应用前景。
2002年9月,美国威斯康星州大学的科研小组宣布,他们在室温条件下通过操纵单个原子,研制出原子级的硅记忆材料,其存储信息的密度是目前光盘的100万倍。这是纳米存储材料技术研究的一大进展。该小组发表在《纳米技术》杂志上的研究报告称,新的记忆材料构建在硅材料表面上。研究人员首先使金元素在硅材料表面升华,形成精确的原子轨道;然后再使硅元素升华,使其按上述原子轨道进行排列;最后,借助于扫瞄隧道显微镜的探针,从这些排列整齐的硅原子中间隔抽出硅原子,被抽空的部分代表“0”,余下的硅原子则代表“1”,这就形成了相当于计算机晶体管功能的原子级记忆材料。整个试验研究在室温条件下进行。研究小组负责人赫姆萨尔教授说,在室温条件下,一次操纵一批原子进行排列并不容易。更为重要的是,记忆材料中硅原子排列线内的间隔是一个原子大小。这保证了记忆材料的原子级水平。赫姆萨尔教授说,新的硅记忆材料与目前硅存储材料存储功能相同,而不同之处在于,前者为原子级体积,利用其制造的计算机存储材料体积更小、密度更大。这可使未来计算机微型化,且存储信息的功能更为强大。
以上就是本文向大家介绍的存储器设备发展历程的7个关键时期
③ 计算机数据管理技术经历了哪三个阶段
在计算机硬件、软件发展的基础上数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统3个阶段。
1、人工管理阶段
在计算机出现之前,人们运用常规的手段从事记录、存储和对数据加工,也就是利用纸张来记录和利用计算工具(算盘、计算尺)来进行计算,并主要使用人的大脑来管理和利用这些数据。
2、文件系统阶段
20世纪50年代后期到60年代中期,随着计算机硬件和软件的发展,磁盘、磁鼓等直接存取设备开始普及,这一时期的数据处理系统是把计算机中的数据组织成相互独立的被命名的数据文件,并可按文件的名字来进行访问,对文件中的记录进行存取的数据管理技术。
3、数据库系统阶段
20世纪60年代后期以来 ,计算机性能得到进一步提高,更重要的是出现了大容量磁盘,存储容量大大增加且价格下降。在此基础上,而满足和解决实际应用中多个用户、多个应用程序共享数据的要求,从而使数据能为尽可能多的应用程序服务,这就出现了数据库这样的数据管理技术。
(3)使用存储设备经历扩展阅读:
数据管理技术的特点
(1)数据结构化。在描述数据时不仅要描述数据本身,还要描述数据之间的联系。数据结构化是数据库的主要特征之一,也是数据库系统与文件系统的本质区别。
(2)数据共享性高、冗余少且易扩充。数据不再针对某一个应用,而是面向整个系统,数据可被多个用户和多个应用共享使用,而且容易增加新的应用,所以数据的共享性高且易扩充。数据共享可大大减少数据冗余。
(3)数据独立性高。
(4)数据由DBMS统一管理和控制。数据库为多个用户和应用程序所共享,对数据的存取往往是并发的,即多个用户可以同时存取数据库中的数据,甚至可以同时存放数据库中的同一个数据。
④ 海量数据存储
存储技术经历了单个磁盘、磁带、RAID到网络存储系统的发展历程。网络存储技术就是将网络技术和I/O技术集成起来,利用网络的寻址能力、即插即用的连接性、灵活性,存储的高性能和高效率,提供基于网络的数据存储和共享服务。在超大数据量的存储管理、扩展性方面具有明显的优势。
典型的网络存储技术有网络附加存储NAS(Network Attached Storage)和存储区域网SAN(Storage Area Networks)两种。
1)NAS技术是网络技术在存储领域的延伸和发展。它直接将存储设备挂在网上,有良好的共享性、开放性。缺点是与LAN共同用物理网络,易形成拥塞,而影响性能。特别是在数据备份时,性能较低,影响在企业存储应用中的地位。
2)SAN技术是以数据存储为中心,使用光纤通道连接高速网络存储的体系结构。即将数据存储作为网络上的一个区域独立出来。在高度的设备和数据共享基础上,减轻网络和服务器的负担。因光纤通道的存储网和LAN分开,使性能得到很大的提高,而且还提供了很高的可靠性和强大的连续业务处理能力。在SAN中系统的扩展、数据迁移、数据本地备份、远程数据容灾数据备份和数据管理等都比较方便,整个SAN成为一个统一管理的存储池(Storage Pool)。SAN存储设备之间通过专用通道进行通信,不占用服务器的资源。因此非常适合超大量数据的存储,成为网络存储的主流。
3)存储虚拟化技术是将系统中各种异构的存储设备映射为一个单一的存储资源,对用户完全透明,达到互操作性的目的和利用已有的硬件资源,把SAN内部的各种异构的存储资源统一成一个单一视图的存储池,可根据用户的需要方便地切割、分配。从而保持已有的投资,减少总体成本,提高存储效率。
存储虚拟化包括3个层次结构:基于服务器的虚拟化存储、基于存储设备的虚拟化存储和基于网络的虚拟化存储。
1)基于服务器的虚拟化存储由逻辑管理软件在主机/服务器上完成。经过虚拟化的存储空间可跨越多个异构的磁盘阵列,具有高度的稳定性和开放性,实现容易、简便。但对异构环境和分散管理不太适应。
2)基于存储设备的虚拟化存储,因一些高端磁盘阵列本身具有智能化管理,可以实现同一阵列,供不同主机分享。其结构性能可达到最优。但实现起来价格昂贵,可操作性差。
3)基于网络的虚拟化存储,通过使用专用的存储管理服务器和相应的虚拟化软件,实现多个主机/服务器对多个异构存储设备之间进行访问,达到不同主机和存储之间真正的互连和共享,成为虚拟存储的主要形式。根据不同结构可分为基于专用服务器和基于存储路由器两种方式。①基于专用服务器的虚拟化,是用一台服务器专用于提供系统的虚拟化功能。根据网络拓扑结构和专用服务器的具体功能,其虚拟化结构有对称和非对称两种方式。在对称结构中数据的传输与元数据访问使用同一通路。实现简单,对服务器和存储设备的影响小,对异构环境的适应性强。缺点是专用服务器可能成为系统性能的瓶颈,影响SAN的扩展。在非对称结构中,数据的传输与元数据访问使用不同通路。应用服务器的I/O命令先通过命令通路传送到专用服务器,获取元数据和传输数据视图后,再通过数据通路得到所需的数据。与对称结构相比,提高了存储系统的性能,增加了扩展能力。②基于存储路由器的SAN虚拟化,存储路由器是一种智能化设备,既具有路由器的功能,又针对I/O进行专门优化。它部署在存储路由器上,多个存储路由器保存着整个存储系统中的元数据多个副本,并通过一定的更新策略保持一致性。这种结构中,因存储路由器具有强大的协议功能,所以具有更多的优势。能充分利用存储资源,保护投资。能实现软硬件隔离,并辅有大量的自动化工具,提高了虚拟服务器的安全性,降低对技术人员的需求和成本。
⑤ NAS新手玩家的绝配套装,西部数据红盘与联想个人云T2使用体验
信息化时代的资料、信息大都以数据形式直接保存在硬盘设备中,记录、保存和查阅都非常便捷,但数据安全存在隐患。这时,在企业中常用的NAS网络存储器逐渐平民化,为普通用户的日常办公、移动访问提供了极大的便利性。
NAS即网络附属存储,简单来说就是与网络连接而且具备数据存储、访问功能的装置,也被称为网络存储器,其主要功能是让用户可以使用它来储存、备份、分享彼此的资料,也可以将文件数据传送到多台电脑并且不需要多余的硬盘做媒介。
相比企业级NAS,平民级NAS的定位更有针对性,各大NAS品牌针对普通用户的多元化需求推出了许多简单易上手的NAS产品,我们往往只需要安装硬盘、插上网线然后在进行简单的设置就能上手使用。家用NAS的使用需求相对比较简单,无非就是通过网络随时存储与分享文件,保证文件和数据的安全性;进阶用户还可以使用NAS搭建影音 娱乐 、网络服务器等。就我个人而言,NAS便捷的存储、分享与备份功能,实用的网络服务与影音 娱乐 功能让我对它喜爱有加,用过之后就再也放不下了。
威联通与群辉的NAS产品我都在使用,它们的共同特点是可玩性高、拓展性强,但这两个品牌NAS的系统的配置与操控都比较复杂,对新手玩家相当不友好。有没有一款满足大多数用户的使用需求的同时,系统操控简单易上手的NAS?有,我推荐联想个人云T2。
联想个人云T2相比群辉、威联通这些NAS产品最大的区别是它的系统,联想个人云T2的NAS系统虽然可玩性不如这两个品牌,但其功能基本可以满足大多数用户的使用需求,并且系统界面简洁明了,通俗易懂,非常适合出入NAS的新手玩家。
联想个人云T2的外观比传统NAS产品更年轻化、潮流化,在这个颜值即正义的时代,它这种 时尚 简约的设计更能迎合年轻用户的喜欢。
联想个人云T2是双盘位设计,兼容3.5英寸及2.5英寸硬盘,最大支持36TB,支持RAID1模式,使用两块硬盘能组成一个磁盘阵列,把每一个要储存的文件分别同步存放在主硬盘和镜像硬盘里,一旦主硬盘故障,镜像硬盘就能立刻顶替上来,让NAS服务保持连续不中断,保证数据安全。
作为一款NAS产品,联想个人云T2具备随时随地储存、备份、分享、在线下载等NAS基本功能,其中我最喜欢的依然是自动备份功能。在手机端APP使用自动备份功能可自动备份手机相册,节省手机存储空间的同时还能防止误删照片。同时,不论是安卓手机、苹果手机,或者Windows系统、MacOS系统,通过备份功能可轻松跨设备、跨系统互传文件,简直就是我这种多设备用户的福音。
前文提过,联想个人云T2相比传统NAS的短板是它的可玩性,它没有像群晖和威联通那种丰富的系统服务和软件生态。联想个人云T2的App端只内置了网络网盘、大鹏提速、玩物下载三个比较实用的第三方应用。
网络网盘: 绑定网络网盘账号,实现网盘与联想个人云T2之间文件的相互传输。
大鹏提速: 将现有的电信或联通宽带提速,收费项目,而且价格不便宜,比如联通200M提升至300M的费用192元/年。
玩物下载: 第三方下载工具,支持HTTP、磁链接、FTP、BT和迅雷种子。
能够与网络网盘之间相互传输文件可以解决很多用户网盘限速的苦恼,但相互传输的速度只有100KB/s上下,小文件的传输速度和普通用户使用网络网盘的速度不相上下,好在大文件的传输有明显优势,即便关闭电脑也可以7*24小时全天运行。
即使在外观和系统上千差万别,但群晖、威联通这类传统NAS和联想个人云T2这类年轻化产品还是有共通之处,那就是硬盘。NAS所使用的的硬盘比普通硬盘有更快的传输速度、更长的使用寿命和更高的稳定性。
我在权衡了性能与性价比之后,选择了比较主流的西部数据红盘,容量4+12TB。你没看错,就是一块现阶段炒的火热的大容量硬盘。
我这块12TB的西部数据红盘是普通版,贵在容量大,如果你对存储需求没有那么大,我比较建议买4TB容量的Plus版。西部数据红盘Plus采用CMR垂直式架构,拥有更好的性能与更快的RAID重建能力,可以满足中小型企业NAS环境中的工作需求,家用NAS对于西部数据红盘Plus来说绰绰有余。
西部数据红盘采用NASWare 3.0技术,可有效提高NAS存储性能,极大程度减少NAS系统中常见的稳定性、功耗、噪音等硬盘问题。NASWare 3.0技术可以会在突然断电的情况下,将正在运行中的命令执行完毕后才关机,最大限度减少数据受损或丢失。
毕竟是机械硬盘,7*24小时的不间断工作一定要具备良好的避震策略。西部数据红盘采用3D主动平衡增强技术和RAFF技术来增强硬盘的振动保护;同时采用StableTrac稳定寻道技术,降低系统引起的震动,稳定盘片,确保读写过程的准确度。
大家使用网盘时有没有过这样的体验,明明100M、200M的宽带,下载速度却只有100KB/s上下,即便付费开了VIP会员,下载速度依然不理想,限速已经成为限制网盘发展的最重要因素之一。
相同的网络环境下(200M联通宽带),联想个人云T2的下载速度可达到110MB/s左右,上传速度45MB/s左右,外网下载速度也可以达到15MB/s左右;而我使用网络网盘下载文件速度基本在200KB/s上下,两者之间的下载速度简直是天壤之别。
正常情况下,西部数据红盘的顺序读写速度在150MB/s左右,我使用联想个人云T2外接USB 3.0接口移动硬盘在两者之间传输文件时,传输速度可以达到90MB/s左右,速度相当可观。
在万物互联的大背景下,5G时代的到来势必会影响我们平时网络的使用习惯,无线传输将会成为用户与设备、设备与设备、用户与用户之间最重要、最便捷的传输手段之一,随之而来的就是传统的移动存储设备被NAS这类网络存储设备逐渐取而代之。
就目前来看,在基本功能基本相同的前提下,硬盘成为影响NAS使用的关键环节。西部数据红盘是我从自入坑NAS以来一直在用的硬盘,其传输性能、稳定性等使用体验都让我相当满意,几块挂在NAS上高频使用的硬盘多则超过三年,少则一年,都没有出现过任何问题。
以上就是本次分享的全部内容,想玩NAS的小伙伴可以按需购买,想折腾的就群晖、威联通之流,想安安静静的享受NAS带来的便捷那就选联想个人云T2这类容易上手的NAS。至于硬盘,我还是推荐西部数据红盘,高性价之选。
⑥ 仅需499元,便可组建家用NAS,海康G1 Master 体验分享
现在是大数据时代,绝大多数的人们每天都会产生很多数据,其中相片,视频这类数据占据绝大多数,很多数据越积越多,还不舍的删除,往往很多用户会存入网盘。不过放在网盘真的不放心,像当年的360云盘,说关就关,很多用户来没来得及下载里面的资料数据就给清空了。现在存活的还有网络云盘,不过空间是有限的,上传下载还需要购买会员才能达到理想的传输速度,当然还有这数据资料泄露的风险。出于种种的考虑,现在人们更加偏向于NAS私有云 这类设备。云存储的优势在于可扩展性、场外管理、快速部署,以及较低的前期成本,这些优势逐渐被企业和个人用户所认可。
目前NAS方案有两种,一种是直接购买成品的NAS设备,另一种是自己买硬件组装,再刷专门的NAS系统。前者适合入门级 个人、家庭用户,后者适合喜欢折腾的极客玩家。今天笔者就带来一款刚刚上市的NAS产品~海康存储G1 Master ,它不仅支持远程下载,多设备登录,还可以自动备份,而且它的价格非常的亲 民。
下面的时间就让我们一起来了解下吧。
简单开箱:
它的包装采用了全黑色的纸盒,封面有着这款海康G1 Master的外观图,看上去非常的小巧,金属质感很强,外观图上面的G1格外显眼。
由于是众筹的产品,打开产品便会看到一张写着感谢米粉的卡纸,瞬间感到非常的温馨。在卡纸的下面是配件盒,在配件盒的下面便是海康G1 Master的主机。
我们直接上全家福吧,我们可以看到最大个的便是海康G1 Master的主机了,配件方面为用户准备了一个电源适配器,一根网线。再就是一份说明书,上面详细介绍了相关的使用方法,使用前一定要先阅读下再上手。简单开完箱,下面的时间我们再来看下这款海康G1 Master的细节部分。
细节展示:
这款海康G1 Master的机身尺寸为:206x148x47(mm),大小跟一本厚厚的大辞典差不多。它的机身采用的是6系铝合金材质和塑料材质拼装组成。上盖为铝合金,下盖为塑料,既保证了散热效果,还减轻了机身的自重。
之前了解过海康的MAGE 10产品,自带硬盘不支持自行拆换,外观更像是一本书,立式摆放。而这款 G1 Master作为海康存储旗下的最新系列,不再延续以往的外观设计,而是采用了平卧式的摆放。机身正面有着使用激光镭射的HIKSEMI 品牌logo,辨识度很高。
机身的左右两侧均采用了斜形的格栅设计,左侧为出风口,右侧为进风口。出风口在色彩搭配上还是花了点心思的,采用黄黑色搭配,左侧为了迎合右侧,将电源开关设计成了黄色。而右侧不仅仅是进风口,这里还是硬盘仓的位置,黄色的区域便是硬盘仓的卡扣舱门。
这款海康G1 Master的I/O区域位于机身的背面,这里是将铝合金外壳做了个镂空设计,呈现一个不规则的形状,正好跟铝合金外壳与塑料外壳契合的地方相呼应,将几何线条运用的淋漓尽致。
都有哪些接口呢?从左至右分别是:12V的DC电源插口,千兆自适应RJ45有线网接口 ,USB 3.0 接口,Type-C接口 ,再就是Reset重置口。其中USB 3.0 接口和Type-C接口可以用来扩展外接设备,比如移动硬盘,U盘等。值得一提的是,它还支持 接入UPS电源箱,在家中停电时也能很好地保护硬盘,从而降低数据损失风险。
再来看机身的底部,全平面的设计,中间是产品的铭牌,四个角的位置设计了防滑脚垫,放在做面是非常平稳的。而且在工作时,还能抵消硬盘转动时的轻微震动。
接下来我再说一下如何安装用硬盘吧。前面说到右侧黄色区域就是硬盘仓门,卡扣式设计,将手指拨动卡扣开关便可将硬盘托拉出来。这款硬盘托是支持3.5寸硬盘和2.5寸硬盘 的 固态硬盘的, 方便 用户选择。
将硬盘托左右两侧的快装条 拆 掉,将硬盘卡进硬盘托,再将快装条卡进硬盘两侧的螺丝孔内即可安装完成,非常的简单。装完硬盘后,再将硬盘卡进主机内部,就完成大半的工作!接下来就通电体验一下吧!
体验分享:
官方推荐希捷酷狼硬盘,此次我选择的是4T硬盘。 熟悉希捷的用户都知道,酷狼系列是NAS专用盘,具有运行稳定,寿命长,静音等特点,深受用户的青睐。当然家中其他系列的硬盘也是可以用的。最大可支持8TB容量的硬盘,对于家庭使用的话,足够了。
海康G1 Master核心硬件方面,搭载了一颗四核心的处理器,主频为1.4GHz ,它的芯片AI运算能力为0.75TOPS,相比于自家其他系列产品,运算能力提升25% ,大大增强了照片的识别能力,以及空间容量的合理优化。
海康G1 Master没有设计传统常见的LED指示灯,而是在前面板下边缘处,设计了一条较长的灯带。硬盘没有激活的情况下呈现红光,当激活正常使用是,便会呈现黄光,便于用户分辨其状态。
将设备通电后,我们这个时候就需要扫描说明书上面的二维码下载相关的软件了,它的这款软件叫做 “海康智存” 。进入软件之后会有相关的连接设备的教程引导,最傻瓜的方式就是点击开始搜索,它会自动地找到设备。
进入软件后,首先要做的一件事就是要格式化硬盘,才能正常使用。4T的硬盘格式化的速度还是很快的,格式完成后,所有功能便可以正常使用了。在存储管理里面可以看到4T的硬盘容量,实际只有3.6T,在合理的范围内。笔者将手机内的所有照片上传后采用了1.9G,简直是九牛一毛。
我们先看下软件界面和功能的分布。首页的上方常用功能的快捷键,主要包括了照片,视频,宝宝相册,通讯录同步,视频监控,离线下载等。下方有三个分类,分别是首页,文件和我的。点击照片,便会进入所有照片的预览页,这里可以按照时光轴查看,也可以根据人脸 ,地点来查看。
在智能生活一栏中,点击更多便可以安装多款常用的软件,实现功能扩展,除了已有的宝宝相册,通讯录同步外,用户还可以添加网络网盘,玩物下载,离线下载等等。
此外,它还有照片,视频等资源的分享功能,在预览照片的界面下,点击左下角的分享功能便可以分享到微信,QQ,朋友圈等平台,还可以直接分享链接和海报。这下可好了,完全可以替代网盘之类的了。
在文件中可以查看我的备份,下载的文件以及单独上传的文件。安装网络云盘后,登录账号便可以将网络云盘里面的资料下载到G1 Master 里面了,而且还单独设置了一个文件夹,找寻起来也比较的方便。
而在我的界面中,我们可以看到主要针对该设备的一些设置和管理。比如设备状态选项里,我们可以看到设备的CPU和内存的使用率,上传和下载的速率,以及设备的当前的运行温度,风扇转速等,非常的全面。其次值得一提的是,它还支持Samba,AFP以及DLNA三种区域网共享模式,我家用的是小米电视,用了Samba模式,这样NAS里面的影视资源就可以直接在电视那边观看了,不用在使用U盘来回的粘贴复制观看了,省心不少。
海康G1 Master除了支持手机移动端APP外,它还支持电脑PC端,不过需要通过手机端获取下载链接进行下载,这一点我倒是觉得增加了不少的安全性,只有有这款设备的用户才知道在哪里下载桌面版的。
桌面版的功能 相对 要简单一些,软件的界面也非常的简洁。主要包括了:我的空间,共享空间,加密空间,我的分享以及传输列表,还有一个简单的工具箱。
在我的空间里面,可以查看备份的文件,以及下载的文件。以我的备份文件为例,点开之后,便可以查看手机端所有备份的图片文件了,这里将所有的照片,按照拍摄的时间创建了单独的文件夹,找寻起来也更加的方便。如果靠人工分类的话,是一件很头疼、很费时的事情。
在电脑端,同样支持文件分享,提供了1天,7天以及永久分享,创建好链接后,便可以分享给想要分享的亲朋好友了。在我的分享中,还可以查看每个文件的分享详情,当然用户也可以取消分享。
笔者平时喜欢在电视上面看一些影片,电脑下载好了复制到U盘里面,在插入电视,这样才能观看,过程还是有点麻烦的。前面说到开启局域网共享后,将影片上传到这个共享空间,便可以在同一局域网的电视端查看播放了,简单多了。
顺便测试了一下局域网的传输速度,可以看到上传的速度是112.3MB/s ,而且传输非常的稳定,一部2.4G左右的影片,十几秒钟就上传完了,由此可见海康G1 Master是完全可以跑满千兆网络的。
它还有一个专属的私密空间,初次使用是需要设置加密密码的,可以将一些涉及隐私的照片,视频,以及重要的资料等放在里面,这可比放在网盘安全多了,而且上传下载还方便,还没有泄露的风险。目前来看电脑端的功能的比较单一,相比手机端少了很多的实用功能和插件,后续应该会通过软件的更新来逐步完善。
好了以上就是关于这款海康 存储 G1 Master的使用分享,不知道大家喜欢这款NAS云存储设备吗?最后我再简单总结几句吧。
写在最后:
关于售价,单设备不含硬盘的售价仅为499元,在NAS阵营中,这样的价格也是真香了,配个硬盘就可以组建家用NAS了,把数据存在家中不是更好吗。
⑦ 全息存储器容量的发展史
存储器设备发展
1.存储器设备发展之汞延迟线
汞延迟线是基于汞在室温时是液体,同时又是导体,每比特数据用机械波的波峰(1)和波谷(0)表示。机械波从汞柱的一端开始,一定厚度的熔融态金属汞通过一振动膜片沿着纵向从一端传到另一端,这样就得名“汞延迟线”。在管的另一端,一传感器得到每一比特的信息,并反馈到起点。设想是汞获取并延迟这些数据,这样它们便能存储了。这个过程是机械和电子的奇妙结合。缺点是由于环境条件的限制,这种存储器方式会受各种环境因素影响而不精确。
1950年,世界上第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC由冯.诺依曼博士领导设计。它的主要特点是采用二进制,使用汞延迟线作存储器,指令和程序可存入计算机中。
1951年3月,由ENIAC的主要设计者莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I交付使用。它不仅能作科学计算,而且能作数据处理。
2.存储器设备发展之磁带
UNIVAC-I第一次采用磁带机作外存储器,首先用奇偶校验方法和双重运算线路来提高系统的可靠性,并最先进行了自动编程的试验。
磁带是所有存储器设备发展中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。它互换性好、易于保存,近年来,由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术,大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录(数据流)技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术。
根据读写磁带的工作原理,磁带机可以分为六种规格。其中两种采用螺旋扫描读写方式的是面向工作组级的DAT(4mm)磁带机和面向部门级的8mm磁带机,另外四种则是选用数据流存储技术设计的设备,它们分别是采用单磁头读写方式、磁带宽度为1/4英寸、面向低端应用的Travan和DC系列,以及采用多磁头读写方式、磁带宽度均为1/2英寸、面向高端应用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。
磁带库是基于磁带的备份系统,它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能,但同时具有更先进的技术特点。它的存储容量可达到数百PB,可以实现连续备份、自动搜索磁带,也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计,整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。
磁带库不仅数据存储量大得多,而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。在网络系统中,磁带库通过SAN(Storage Area Network,存储区域网络)系统可形成网络存储系统,为企业存储提供有力保障,很容易完成远程数据访问、数据存储备份或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份,无疑是数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存储设备。
3.存储器设备发展之磁鼓
1953年,随着存储器设备发展,第一台磁鼓应用于IBM 701,它是作为内存储器使用的。磁鼓是利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据的。鼓筒旋转速度很高,因此存取速度快。它采用饱和磁记录,从固定式磁头发展到浮动式磁头,从采用磁胶发展到采用电镀的连续磁介质。这些都为后来的磁盘存储器打下了基础。
磁鼓最大的缺点是利用率不高, 一个大圆柱体只有表面一层用于存储,而磁盘的两面都利用来存储,显然利用率要高得多。 因此,当磁盘出现后,磁鼓就被淘汰了。
4.存储器设备发展之磁芯
美国物理学家王安1950年提出了利用磁性材料制造存储器的思想。福雷斯特则将这一思想变成了现实。
为了实现磁芯存储,福雷斯特需要一种物质,这种物质应该有一个非常明确的磁化阈值。他找到在新泽西生产电视机用铁氧体变换器的一家公司的德国老陶瓷专家,利用熔化铁矿和氧化物获取了特定的磁性质。
对磁化有明确阈值是设计的关键。这种电线的网格和芯子织在电线网上,被人称为芯子存储,它的有关专利对发展计算机非常关键。这个方案可靠并且稳定。磁化相对来说是永久的,所以在系统的电源关闭后,存储的数据仍然保留着。既然磁场能以电子的速度来阅读,这使交互式计算有了可能。更进一步,因为是电线网格,存储阵列的任何部分都能访问,也就是说,不同的数据可以存储在电线网的不同位置,并且阅读所在位置的一束比特就能立即存取。这称为随机存取存储器(RAM),在存储器设备发展历程中它是交互式计算的革新概念。福雷斯特把这些专利转让给麻省理工学院,学院每年靠这些专利收到1500万~2000万美元。
最先获得这些专利许可证的是IBM,IBM最终获得了在北美防卫军事基地安装“旋风”的商业合同。更重要的是,自20世纪50年代以来,所有大型和中型计算机也采用了这一系统。磁芯存储从20世纪50年代、60年代,直至70年代初,一直是计算机主存的标准方式。
5.存储器设备发展之磁盘
世界第一台硬盘存储器是由IBM公司在1956年发明的,其型号为IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)。这套系统的总容量只有5MB,共使用了50个直径为24英寸的磁盘。1968年,IBM公司提出“温彻斯特/Winchester”技术,其要点是将高速旋转的磁盘、磁头及其寻道机构等全部密封在一个无尘的封闭体中,形成一个头盘组合件(HDA),与外界环境隔绝,避免了灰尘的污染,并采用小型化轻浮力的磁头浮动块,盘片表面涂润滑剂,实行接触起停,这是现代绝大多数硬盘的原型。1979年,IBM发明了薄膜磁头,进一步减轻了磁头重量,使更快的存取速度、更高的存储密度成为可能。20世纪80年代末期,IBM公司又对存储器设备发展作出一项重大贡献,发明了MR(Magneto Resistive)磁阻磁头,这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感,使得盘片的存储密度比以往提高了数十倍。1991年,IBM生产的3.5英寸硬盘使用了MR磁头,使硬盘的容量首次达到了1GB,从此,硬盘容量开始进入了GB数量级。IBM还发明了PRML(Partial Response Maximum Likelihood)的信号读取技术,使信号检测的灵敏度大幅度提高,从而可以大幅度提高记录密度。
目前,硬盘的面密度已经达到每平方英寸100Gb以上,是容量、性价比最大的一种存储设备。因而,在计算机的外存储设备中,还没有一种其他的存储设备能够在最近几年中对其统治地位产生挑战。硬盘不仅用于各种计算机和服务器中,在磁盘阵列和各种网络存储系统中,它也是基本的存储单元。值得注意的是,近年来微硬盘的出现和快速发展为移动存储提供了一种较为理想的存储介质。在闪存芯片难以承担的大容量移动存储领域,微硬盘可大显身手。目前尺寸为1英寸的硬盘,存储容量已达4GB,10GB容量的1英寸硬盘不久也会面世。微硬盘广泛应用于数码相机、MP3设备和各种手持电子类设备。
另一种磁盘存储设备是软盘,从早期的8英寸软盘、5.25英寸软盘到3.5英寸软盘,主要为数据交换和小容量备份之用。其中,3.5英寸1.44MB软盘占据计算机的标准配置地位近20年之久,之后出现过24MB、100MB、200MB的高密度过渡性软盘和软驱产品。然而,由于USB接口的闪存出现,软盘作为数据交换和小容量备份的统治地位已经动摇,不久会退出存储器设备发展历史舞台。
6. 存储器设备发展之光盘
光盘主要分为只读型光盘和读写型光盘。只读型指光盘上的内容是固定的,不能写入、修改,只能读取其中的内容。读写型则允许人们对光盘内容进行修改,可以抹去原来的内容,写入新的内容。用于微型计算机的光盘主要有CD-ROM、CD-R/W和DVD-ROM等几种。
上世纪60年代,荷兰飞利浦公司的研究人员开始使用激光光束进行记录和重放信息的研究。1972年,他们的研究获得了成功,1978年投放市场。最初的产品就是大家所熟知的激光视盘(LD,Laser Vision Disc)系统。
从LD的诞生至计算机用的CD-ROM,经历了三个阶段,即LD-激光视盘、CD-DA激光唱盘、CD-ROM。下面简单介绍这三个存储器设备发展阶段性的产品特点。
LD-激光视盘,就是通常所说的LCD,直径较大,为12英寸,两面都可以记录信息,但是它记录的信号是模拟信号。模拟信号的处理机制是指,模拟的电视图像信号和模拟的声音信号都要经过FM(Frequency Molation)频率调制、线性叠加,然后进行限幅放大。限幅后的信号以0.5微米宽的凹坑长短来表示。
CD-DA激光唱盘 LD虽然取得了成功,但由于事先没有制定统一的标准,使它的开发和制作一开始就陷入昂贵的资金投入中。1982年,由飞利浦公司和索尼公司制定了CD-DA激光唱盘的红皮书(Red Book)标准。由此,一种新型的激光唱盘诞生了。CD-DA激光唱盘记录音响的方法与LD系统不同,CD-DA激光唱盘系统首先把模拟的音响信号进行PCM(脉冲编码调制)数字化处理,再经过EMF(8~14位调制)编码之后记录到盘上。数字记录代替模拟记录的好处是,对干扰和噪声不敏感,由于盘本身的缺陷、划伤或沾污而引起的错误可以校正。
CD-DA系统取得成功以后,使飞利浦公司和索尼公司很自然地想到利用CD-DA作为计算机的大容量只读存储器。但要把CD-DA作为计算机的存储器,还必须解决两个重要问题,即建立适合于计算机读写的盘的数据结构,以及CD-DA误码率必须从现有的10-9降低到10-12以下,由此就产生了CD-ROM的黄皮书(Yellow Book)标准。这个标准的核心思想是,盘上的数据以数据块的形式来组织,每块都要有地址,这样一来,盘上的数据就能从几百兆字节的存储空间上被迅速找到。为了降低误码率,采用增加一种错误检测和错误校正的方案。错误检测采用了循环冗余检测码,即所谓CRC,错误校正采用里德-索洛蒙(Reed Solomon)码。黄皮书确立了CD-ROM的物理结构,而为了使其能在计算机上完全兼容,后来又制定了CD-ROM的文件系统标准,即ISO 9660。
在上世纪80年代中期,光盘存储器设备发展速度非常快,先后推出了WORM光盘、磁光盘(MO)、相变光盘(Phase Change Disk,PCD)等新品种。20世纪90年代,DVD-ROM、CD-R、CD-R/W等开始出现和普及,目前已成为计算机的标准存储设备。
光盘技术进一步向高密度发展,蓝光光盘是不久将推出的下一代高密度光盘。多层多阶光盘和全息存储光盘正在实验室研究之中,可望在5年之内推向市场。
7.存储器设备发展之纳米存储
纳米是一种长度单位,符号为nm。1纳米=1毫微米,约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度即约为1纳米。与纳米存储有关的主要进展有如下内容。
1998年,美国明尼苏达大学和普林斯顿大学制备成功量子磁盘,这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系。一个量子磁盘相当于我们现在的10万~100万个磁盘,而能源消耗却降低了1万倍。
1988年,法国人首先发现了巨磁电阻效应,到1997年,采用巨磁电阻原理的纳米结构器件已在美国问世,它在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头等方面均有广阔的应用前景。
2002年9月,美国威斯康星州大学的科研小组宣布,他们在室温条件下通过操纵单个原子,研制出原子级的硅记忆材料,其存储信息的密度是目前光盘的100万倍。这是纳米存储材料技术研究的一大进展。该小组发表在《纳米技术》杂志上的研究报告称,新的记忆材料构建在硅材料表面上。研究人员首先使金元素在硅材料表面升华,形成精确的原子轨道;然后再使硅元素升华,使其按上述原子轨道进行排列;最后,借助于扫瞄隧道显微镜的探针,从这些排列整齐的硅原子中间隔抽出硅原子,被抽空的部分代表“0”,余下的硅原子则代表“1”,这就形成了相当于计算机晶体管功能的原子级记忆材料。整个试验研究在室温条件下进行。研究小组负责人赫姆萨尔教授说,在室温条件下,一次操纵一批原子进行排列并不容易。更为重要的是,记忆材料中硅原子排列线内的间隔是一个原子大小。这保证了记忆材料的原子级水平。赫姆萨尔教授说,新的硅记忆材料与目前硅存储材料存储功能相同,而不同之处在于,前者为原子级体积,利用其制造的计算机存储材料体积更小、密度更大。这可使未来计算机微型化,且存储信息的功能更为强大。