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存储技术十年

发布时间: 2022-04-24 00:53:53

Ⅰ 为什么说数据存储技术已经比较完美

你好~

因为至少在纠错方面已经没什么需要改进了。
可靠的数据存储是IT行业的关键,也是现代生活的关键。虽然我们把这当成理所当然的事情,但是这其中存在什么样的谎言呢?数据视频专家,IT写手John Watkinson带你了解数据存储的相关细节,以及对未来存储技术发展的猜想。千万别烧糊大脑噢。
电脑之所以使用二进制,是因为数字简化为0和1后,由两股不同电压呈现出来时,最容易被区分开。
在闪存中,我们可以用一束绝缘电子保存这些电压。但是在其他存储设备中,则需要物理模型。
以磁带或硬盘为例,我们先看看小环境内磁化的方向,N-S或S-N。在光盘中,差异则以有没有小坑表现出来。
生物学里,DNA就是一种数据记录,这种记录以离散状态的化学物质为基础。“比特”的差别会导致变异,而变异则导致进化或是导致某种蛋白质的缺失而致病。数据记录对生命而言至关重要。

二进制的媒介并不在乎所呈现的数据是什么。一旦我们可以放心记录二进制数据,我们就会把音频,视频,图片,文本,CAD文件和电脑程序放到相同的媒介上,然后完整复制。
这些数据类型之间的唯一差别是其中的一些数据需要在一个特定时间内重复生成。
时机,可靠性,持续时长及成本
不同的存储媒介有不同的特点,没有哪种介质尽善尽美。硬盘在读取密集型应用上存储性能最佳,但是硬盘不能从驱动中移除。尽管硬盘的数据记录密度一直比光盘的大,但是你花个几秒钟就可以置换出光盘。而且,光盘的贴标成本也很低,所以适合大规模发行。
闪存可提供快速访问,而且体积很小,不过它的可持续写入周期存在局限。尽管闪存替代了以前的软磁盘,但是软磁盘技术并没消失。它还存在于航空公司,火车票,信用卡和酒店门房钥匙的磁条中。条形码就是个很好的例子。
在闪存中,存储密度是由单个电荷井的精细构造程度来决定。但是光盘技术的发展不仅可以保存越来越多的信息,而且可解析的数据也越来越小。

U盘中的芯片:没有活动部件,可直接使用
在旋转内存中,无论是磁盘还是光盘的,都存在两个问题:我们要尽可能收集多一点轨道,同时要尽可能多地把数据放到轨道中。
这些轨道极其狭窄,需要主动跟踪伺服系统使磁头可以持续被记录下来,而不受耐受力和温度改变的影响。为了减少磨损,用于收集的磁头和磁盘之间是不接触的。
光盘会盯着轨道,虽然是从微观角度,但却是由磁力驱动,磁头掠过磁盘上方几纳米处的气膜。自相矛盾的是,它是闪存,没有会带来磨损的活动部件。
编码
磁盘会扫描自己的轨道,然后按顺序收集数据。我们不能只是在磁盘轨道上写入原始数据,因为如果这些数据包含了相同的比特,那么就无法区分这些比特,读取器的同一性也会丢失。相反,数据是通过一个名为信道编码的进程来修改。信道编码的功能之一就是保障信号中的时钟内容,而不考虑真正的数据样式。
在光盘中,追踪和聚焦是过滤数据后,通过收集光圈查看数据追踪的对称性来执行。信道编码的第二个功能是去除数据追踪的DC和低频内容,使过滤更有效。圆形光点很难分辨轨道上距离太近的数据。

大众媒体

第一款量产的纠错应用存在于压缩盘中,1982年上市,这是在Reed和Solomon的论文发表22年之后。CD的光学技术是早期的镭射影碟,那么它的不足在哪里呢?
首先,数字音频光盘要实时播放。播放器不会把错误视为电脑本身的功能,所以必须得将其纠正。再者,如果CD使用的系统比Reed-Solomon编码更简单,那么这个系统将会更大--因此,将影响到便携式和汽车播放器市场。第三,Reed-Solomon纠错系统是复杂的,在LSI芯片上部署比较经济。
早在十年前,用于制作压缩光盘的所有技术早已出现,但是直到LSI Logic 公司的芯片性能跨过某个特定门槛,其性能才突然变得经济实用。
同理,之后也是在LSI技术可以用消费者可接受的价格执行实时MPEG解码时,我们才看到了DVD的流行。
综合
所有光盘用来客服这些问题的技术都被称为分组编码。比如,如果所有可能的14比特的结合体都被排序,且以波形描绘出来,就可以选择出最容易记录的。

分组编码如何限制记录的频率呢?在a) 表示的最高频率点,转换间隔了三个信道位。这样信道位的记录密度就成了三倍。注意h)是无效编码。最长的信道位运行于g),而i) 无效编码。
上图显示出,我们排除了改变太紧密的模式,因此记录的最高频率被减少了三分之一。
我们还排除了1和0之间存在较大差异的模式,因为那样带来的是我们不想要的直流偏移。267保留了我们许可的模式,比起要记录八个比特的256模式要好,剩下可同时使用的模式少之又少。
EFM
Kees Immink的数据编码技巧使用14个信道位的模式来记录八比特--因此,其名称就是EFM(eight to fourteen molation)。三种合并的比特被放在各组之间,防止边界出现混乱,所以17信道位被用于每个数据的记录。这样是违背直觉的,直到你意识到编码规则将信道位的记录密度提升三倍。所以,我们以3 x 8/17胜出,密度比率为1.41。
是信道编码机制本身增加了41%的播放时间。笔者认为在30年前能做到如此是非常不错的。
压缩光盘和MiniDisc使用的EFM技术借助了波长为780纳米的激光。DVD使用的是其变体,EFM+,激光波长减为了650纳米。
蓝光格式也使用分组编码,但不是EFM。而是信道模拟,称为信道调制,也称1.7PP调制。它的密度比率要稍逊一些,但由于使用了波长为405纳米的激光,所以存储密度有所增加。这种激光其实并不是蓝色的。
磁带记录器的磁头有两极,就好像微型马蹄铁,当磁头扫描轨道时,两极之间的有限距离会产生孔径效应。
下图显示出频率响应就像一个梳子状的过滤器,带有周期性的暗码。传统的磁带记录被限制在下面第一个暗码的波段部分,但是在第一和第二个暗码之间,则由部分响应技术来掌控,这样就把数据容量翻了一番。

所有磁性记录器都存在磁头间隙导致的回放信号a) 的暗码问题。在b) 显示的部分响应中,磁头感知不到奇数位的数据,于是会回放偶数位的数据。一个比特之后,两个偶数位数据就会被恢复。
如果数据太小,以至于其中一个数据(奇数位置)其实就在磁头间隙处,那么磁头的两极却只能识别两边偶数位置的数据,然后输出。这两种数据相加就成了第三级信号。磁头会交替重复生成交叉存取的奇数和偶数数据流。
使用两股数据流的合适信道编码,那么给定数据流的外部层级就可以轮流使用,这样就更具可预测性,而读取器也可以掌握这种预见性使数据更为可靠。这就是现如今让硬盘容量超乎想象之大的PRML编码。
纠错
在真实世界中,热活力或无线电干扰都是影响我们记录的因素。显然,用二进制记录是最难被干扰的。如果有一比特的数据被干扰,那么会引起整个数据的改变,因为1会变成0或者0会变成1。如此明显的改变会被纠错系统检测出来。在二进制中,如果有一个比特是错误的,那么只需把它设置为相反的那个数就可以了。因此,二进制的纠错是比较容易的,真正的难点在于找出有错的那个比特。
使用二进制以及具备有效纠错/数据整合系统的存储设备可以再次生成所记录的相同数据。换言之,数据的质量从本质上是透明的,因为从媒介质量那里,它就已经实现了去耦。
有了纠错系统,我们还能在任意类型的介质上做记录,包括没有经过优化的介质,如火车票。以条形码为例,只有当印有条形码的产品靠近读取器时,纠错系统才会执行任务:要确认已经发现条形码。
市场存在减少数据存储成本的压力,这就意味着要把更多数据放入给定空间内。
没有哪种介质是完美的,所有介质都存在物理缺陷。由于数据越来越小,这些缺陷就显得越来越大,所以缺陷导致数据出错的几率也在增加。
纠错需要在真实数据中加入检测数据,所以让人感觉记录效率会被降低,因为执行这些检测也要占用空间。事实上,少数额外的检测任务会让记录密度翻倍,所以这是存储容量的净增加。
一旦了解到这一点,就会明白纠错是很重要的一项技术。
第一个实用型的纠错代码是Richard Hamming 1950年开发的。Reed-Solomon编码则是1960年发布。纠错代码的发展史其实只有十年。
纠错要向真实信息添加检测数据,要优先于记录,从这些信息中进行计算。这些信息和检测数据一起形成了一种代码字,这表示它具备了一些可测试的特性,如通过特定的数学表达式来区分。播放器会对这些特性进行测试,如果发现数据有错,就不能获取可测试的特性。余数不会是零,而是被称为综合症的一种模式。通过分析这种综合症可以纠错。

在特定有限域上的Reed-Solomon 多项式代码
在Reed-Solomon代码中,有若干对不同的数学表达式,它们被用来计算校验符。一个错误会导致两种综合症。解出两个方程,就可能发现错误的位置以及导致综合症出现的错误模式。
错误被呈现并被纠正
如果没有可靠性和存储密度,那么我们现在所使用的这一切将不复存在。我们的数码照相机所拍的照片会被光点破坏,那样我们会更喜欢使用传统胶卷。

如果没有Reed-Solomon纠错系统,那么压缩光盘怎么会出现呢?
借助纠错系统,记录密度会持续增长,直到极限。每个比特使用一个电子的闪存;一个磁化分子代表一个比特的磁盘;使用超短波长的光盘。或许它会被冠以别的什么名称。在达到极值前,存储容量会呈平稳态势。
力臻完美
最先由Claude Shannon依照科学原理总结出的信息理论决定了纠错系统的理论局限性,就好像热动力学原理对热引擎效率的局限一样。
但,在真实世界里,没有机器会达到理论效率极值。Reed-Solomon纠错代码就是以信息理论设定的理论极值来操作。所以不会再有更强大的代码了。
纠错系统的纠错能力是显而易见的。笔者之所以对此表示怀疑,是因为纠错理论专业且神秘,以至于不懂的人根本不敢涉足,因而只能留给懂这些东西的人来处理。
尽管,纠错系统编码的局限性已经出现,但并不意味着不会再有新突破。纠错和信道编码都需要对信息进行编码和解码,而这就遵循摩尔定律。
因此,编码系统的成本和规模都会随着时间的发展而减小,或者其复杂性会增加,使得新应用成为可能。尽管如此,如果未来出现新的二进制数据存储设备,使用的是我们闻所未闻的介质,纠错系统将仍然是基于Reed-Solomon编码。

希望可以帮助到你~

Ⅱ 生宝宝的时候把胎盘存在希瑞干细胞了,说是未来可以治病。可以存几十年吗,会不会失效

中国干细胞存储技术相当成熟了,存在-196℃液氮罐里,存个几十年不成问题。看了希瑞干细胞的官网,还有年度质量检测报告。

Ⅲ FC SAN存储技术分析:如何解决存储问题

这意味着,一半以上的存储基础设施都采用了基于数据块的 DAS 和 NAS 外存贮器技术。人们经常问,是否可用作为现有存储投资的补充来部署光纤通道,以构建真正的异构存储元件集合。
答案是肯定的,我们将在下面讨论几个相关的案例分析。
案例分析 1:由 Ultra320 SCSI、ATA、SATA 等组成的、完全基于 DAS 的基础设施
在这个案例中,存储设备是在几年内分批采购的,现在有数十、甚至数百台计算机 - 数十个、甚至数百个存储设备“容器”。每个节点的容量可能有很大差别,而且利用率的差别也很大 - 这是个大问题。但是,从许多层次上看,通过一次性采购来升级到 SAN、购买所有新的存储设备并将现有存储设备迁移到新卷的方式并不具吸引力。首先,执行数据复制过程需要很多的人力和 IT 资源,成本很高,而且不可避免地会出现员工生产效率丧失的阶段。其次,如果现有 DAS 存储设备过早报废也会造成很大的资本帐面损失。
解决方案 1:虚拟化
现在市场上有许多软件虚拟化产品可供选择,使您可以将现有 DAS 基础设施连接到 SAN。例如,FalconStor 推出了 IPSTOR 产品,它允许公司把现有 DAS 存储连接到该设备的后面,从而使得原有的存储设备可在光纤通道网络上使用。所有数据都在原处保存,不要求执行复制或迁移。而且,原有节点还能够配备 2Gb 光纤通道主机适配器。采用 SAN 的优势在于投资保护,可在原有存储基础设施上简便地共享、开展和构建多种功能。利用可随需求增长的 SAN,您可以引入新的本地光纤通道存储设备和光纤通道交换机,在计算机间高效地共享可用存储容量。因此,部署的异构系统可同时支持 DAS 和 SAN 组件。
案例分析 2:有网络设备组成的、主要基于 NAS 的基础设施
用户可能会感到惊讶,NAS 设备可将光纤通道等数据块存储设备转变为在以太网上显示的“文件视图”。连接到 NAS 的用户可以看到文件夹和文件,甚至可能不知道外存贮器使用了光纤通道。问题是,许多应用程序(例如 Microsoft Exchangereg;)在允许直接与光纤通道数据块存储设备通信时表现的性能更好;这是因为,他们能够避免与以太网和 TCP/IP 文件处理相关的开销。(这是一种广义上的概念, NAS 缓冲的大小仍然对顺序数据读写和随机数据读写的应用产生影响)。如同其他数据块技术(Ultra320 SCSI 和串行SCSI -SAS),光纤通道的时延也非常低。
解决方案 2:在 外存贮器上增加光线通道数据块访问功能
为了适应优化用来利用数据块存储设备的应用程序,用户可以在 NAS 设备上添加光纤通道目标接口。这个过程涉及到在以目标模式运行的 外存贮器中插入经过认可的光纤通道 HBA (主机总线适配器)。这样允许在 SAN 中通告一个或多个 LUN。然后,在每个希望访问这些 LUN(LUN,逻辑单元号, Logic Unit Number) 的计算机上安装单独的光线通道 HBA。最后,使用设备提供的管理 GUI,用户可向每个 LUN 分配 外存贮器的剩余容量。因此,部署的异构系统可同时支持文件和数据块级的数据访问。
案例分析 3:光纤通道存储设备“机架”太昂贵、不适于融合近线存储应用
许多 IT 机构的企业环境中都会积累数以千 G 的数据,几乎不可能在工作日之间的夜晚八个小时内完全备份到磁带中。市场上有许多磁带虚拟化产品,如 EMC 的 CDL (CLARiiON 磁盘库)和 Neartek 的 Virtual Storage Engine (VSE2),他们可将基于 RAID 的磁盘设备转变为许可磁带设备,而且还可能具有很高的写入性能。各种应用以为它们在与磁带外设进行数据通讯,但实际上数据被写入了 RAID 设备中。这些 RAID 设备的速度允许 IT 管理员在指定的夜间时段内轻松地完全备份数据。此后,在第二天的工作过程中,可进行真正的磁带备份,而且还不会影响到 SAN 的性能。问题是,本机光纤通道磁盘驱动器价格昂贵,不适用于这种“近线性存储”应用。
解决方案 3:使用 SAS/SATA 磁盘驱动器的光纤通道存储 JBOD
许多厂商都在推出内部使用 SAS/SATA 硬盘驱动器的光线通道 JBOD 机架。JBOD 无论采用哪种驱动器都能很好地工作。如果应用要求冗余端口、高 I/O 性能和最高的 平均无故障时间 等级时,用户可以选择更加可靠(也更昂贵)的 SAS 驱动器。对于近线性存储应用,用户可以选择使用不太昂贵的大容量 (300GB) SATA 驱动器。SATA 技术适用于大数据块、低 I/O 工作负载的近线性存储设备,适合与光纤通道“前端”连接集成。
案例分析 4:大量光纤通道存储设备采用物理距离很远的服务器
尽管光纤通道能够支持超过 10km 的光缆,但这经常不切实际,或者距离甚至会超出光线通道的适应能力。在这些情况下,企业往往会发现,无法在企业数据中心和工作现场的服务器间建立连接,使得服务器无法联网。
解决方案 4:ISCSI 和 FCIP 桥接产品
现在,供应商提供了一些新产品,允许不能联网的服务器以某种方式访问光线通道 SAN。第一种方式,采用 FCIP 或 iFCP;这些隧道技术允许在 SAN 间建立 广域网 距离的链路。例如,从技术角度讲,以太网被用来通过隧道将光纤通道从一侧的 SAN 连接到另一侧的 SAN。McData 推出了几种具备这种能力的新型交换机产品。第二种方法是以网桥的方式使用 iSCSI。光线通道 SAN 上的额外的存储容量作为在以太网网络上被声明为iSCSI的LUN。远程位置的服务器能够通过基于硬件的 iSCSI 适配器或基于软件的 iSCSI 驱动程序访问 iSCSI LUN。有免费的 iSCSI 驱动程序可用于 Windowsreg; 和 Linux 操作系统。这些驱动程序利用远程服务器上已有的以太网连接。尽管用户可以选择购买 1Gb iSCSI HBA,但他们必须考虑到许多远程办公室只有 T1 和部分 T1 WAN 连接,而不可能进行持续的 1Gb 传输。现在,McData 和 Maranti Networks 等许多公司都在销售具备光纤通道到 iSCSI 桥接功能的光线通道交换设备。值得一提的是,有些网络设备现在也可以提供 iSCSI LUN 功能。
作为一项技术,FC在海量存储方面有着极强的优势:简化的管理、更好的空间利用、更短的反应时间和高带宽。在过去十年中,FC在提高协同性、降低复杂性和减少成本方面等方面有了巨大的改进。这些改进已使FC超越企业级数据中心的应用,进入中小企业领域。上面一系列的例子旨在证明,在现实情况下,光线通道、NAN 和 DAS 的混合部署能够为用户带来很大的利益。

Ⅳ 固态硬盘存储了数据,放着10年以上不用,数据会丢失吗

固态硬盘存储了数据,放着10年以上不用,数据会丢失。

就是说通过向控制栅极加读取电压,判断栅极、源极之间是否处于导通状态来读取闪存单元的状态,如果被写入过的,就处于关闭状态,为0;而被擦除过的,就处于导通状态,为1。悬置栅极里面没有电子,就是1;如果有电子,就是0。这和擦除一样,块擦除了是全1,而不是全0。

写单元是从1变0的过程。空的SSD大部分是1,没有电子;写满后0状态变多了。全变1后是不是SSD就坏掉了固态中不仅仅存储了用户数据,还存储了FTL的内容,而FTL数据对硬盘是否可用十分关键,它也在放置不上电过程中丢失了。那么没有FTL是不是SSD就不可用了呢?

实际上大部分SSD固件在发现NAND颗粒全空后会简单重建一个空的FTL表,就像SSD初次初始化一样。总结为了防止数据丢失,建议固态硬盘每个月通一次电,这样主控芯片可以自动刷新Flash中的信息,保持住信息。另外没有什么数据存储介质是绝对的安全的,所以特别重要的数据一定要做好冗余备份。

Ⅳ 大数据爆发性增长 存储技术面临难题

大数据爆发性增长 存储技术面临难题

随着大数据应用的爆发性增长,大数据已经衍生出了自己独特的架构,而且也直接推动了存储、网络以及计算技术的发展。毕竟处理大数据这种特殊的需求是一个新的挑战。硬件的发展最终还是由软件需求推动的。大数据本身意味着非常多需要使用标准存储技术来处理的数据。大数据可能由TB级(或者甚至PB级)信息组成,既包括结构化数据(数据库、日志、SQL等)以及非结构化数据(社交媒体帖子、传感器、多媒体数据)。此外,大部分这些数据缺乏索引或者其他组织结构,可能由很多不同文件类型组成。从目前技术发展的情况来看,大数据存储技术的发展正面临着以下几个难题:

1、容量问题

这里所说的“大容量”通常可达到PB级的数据规模,因此,海量数据存储系统也一定要有相应等级的扩展能力。与此同时,存储系统的扩展一定要简便,可以通过增加模块或磁盘柜来增加容量,甚至不需要停机。

“大数据”应用除了数据规模巨大之外,还意味着拥有庞大的文件数量。因此如何管理文件系统层累积的元数据是一个难题,处理不当的话会影响到系统的扩展能力和性能,而传统的NAS系统就存在这一瓶颈。所幸的是,基于对象的存储架构就不存在这个问题,它可以在一个系统中管理十亿级别的文件数量,而且还不会像传统存储一样遭遇元数据管理的困扰。基于对象的存储系统还具有广域扩展能力,可以在多个不同的地点部署并组成一个跨区域的大型存储基础架构。

2、延迟问题

“大数据”应用还存在实时性的问题。有很多“大数据”应用环境需要较高的IOPS性能,比如HPC高性能计算。此外,服务器虚拟化的普及也导致了对高IOPS的需求,正如它改变了传统IT环境一样。为了迎接这些挑战,各种模式的固态存储设备应运而生,小到简单的在服务器内部做高速缓存,大到全固态介质的可扩展存储系统等等都在蓬勃发展。

3、并发访问

一旦企业认识到大数据分析应用的潜在价值,他们就会将更多的数据集纳入系统进行比较,同时让更多的人分享并使用这些数据。为了创造更多的商业价值,企业往往会综合分析那些来自不同平台下的多种数据对象。包括全局文件系统在内的存储基础设施就能够帮助用户解决数据访问的问题,全局文件系统允许多个主机上的多个用户并发访问文件数据,而这些数据则可能存储在多个地点的多种不同类型的存储设备上。

4、安全问题

某些特殊行业的应用,比如金融数据、医疗信息以及政府情报等都有自己的安全标准和保密性需求。虽然对于IT管理者来说这些并没有什么不同,而且都是必须遵从的,但是,大数据分析往往需要多类数据相互参考,而在过去并不会有这种数据混合访问的情况,因此大数据应用也催生出一些新的、需要考虑的安全性问题。

5、成本问题

成本问题“大”,也可能意味着代价不菲。而对于那些正在使用大数据环境的企业来说,成本控制是关键的问题。想控制成本,就意味着我们要让每一台设备都实现更高的“效率”,同时还要减少那些昂贵的部件。

对成本控制影响最大的因素是那些商业化的硬件设备。因此,很多初次进入这一领域的用户以及那些应用规模最大的用户都会定制他们自己的“硬件平台”而不是用现成的商业产品,这一举措可以用来平衡他们在业务扩展过程中的成本控制战略。为了适应这一需求,现在越来越多的存储产品都提供纯软件的形式,可以直接安装在用户已有的、通用的或者现成的硬件设备上。此外,很多存储软件公司还在销售以软件产品为核心的软硬一体化装置,或者与硬件厂商结盟,推出合作型产品。

6、数据的积累

许多大数据应用都会涉及到法规遵从问题,这些法规通常要求数据要保存几年或者几十年。比如医疗信息通常是为了保证患者的生命安全,而财务信息通常要保存7年。而有些使用大数据存储的用户却希望数据能够保存更长的时间,因为任何数据都是历史记录的一部分,而且数据的分析大都是基于时间段进行的。要实现长期的数据保存,就要求存储厂商开发出能够持续进行数据一致性检测的功能以及其他保证长期高可用的特性。同时还要实现数据直接在原位更新的功能需求。

7、数据的灵活性

大数据存储系统的基础设施规模通常都很大,因此必须经过仔细设计,才能保证存储系统的灵活性,使其能够随着应用分析软件一起扩容及扩展。在大数据存储环境中,已经没有必要再做数据迁移了,因为数据会同时保存在多个部署站点。一个大型的数据存储基础设施一旦开始投入使用,就很难再调整了,因此它必须能够适应各种不同的应用类型和数据场景。

存储介质正在改变,云计算倍受青睐

存储之于安防的地位,其已经不仅是一个设备而已,而是已经升华到了一个解决方案平台的地步。作为图像数据和报警事件记录的载体,存储的重要性是不言而喻的。

安防监控应用对存储的需求是什么?首先,海量存储的需求。其次,性能的要求。第三,价格的敏感度。第四,集中管理的要求。第五,网络化要求。安防监控技术发展到今天经历了三个阶段,即:模拟化、数字化、网络化。与之相适应,监控数据存储也经历了多个阶段,即:VCR模拟数据存储、DVR数字数据存储,到现在的集中网络存储,以及发展到云存储阶段,正是在一步步迎合这种市场需求。在未来,安防监控随着高清化,网络化,智能化的不断发展,将对现有存储方案带来不断挑战,包括容量、带宽的扩展问题和管理问题。那么,基于大数据战略的海量存储系统--云存储就倍受青睐了。

基于大数据战略的安防存储优势明显

当前社会对于数据的依赖是前所未有的,数据已变成与硬资产和人同等重要的重要资料。如何存好、保护好、使用好这些海量的大数据,是安防行业面临的重要问题之一。那么基于大数据战略的安防存储其优势何在?

目前的存储市场上,原有的视频监控方案容量、带宽难以扩展。客户往往需要采购更多更高端的设备来扩充容量,提高性能,随之带来的是成本的急剧增长以及系统复杂性的激增。同时,传统的存储模式很难在完全没有业务停顿的情况下进行升级,扩容会对业务带来巨大影响。其次,传统的视频监控方案难于管理。由于视频监控系统一般规模较大,分布特征明显,大多独立管理,这样就把整个系统分割成了多个管理孤岛,相互之间通信困难,难以协调工作,以提高整体性能。除此之外,绿色、安全等也是传统视频监控方案所面临的突出问题。

基于大数据战略的云存储技术与生俱来的高扩展、易管理、高安全等特性为传统存储面临的问题带来了解决的契机。利用云存储,用户可以方便的进行容量、带宽扩展,而不必停止业务,或改变系统架构。同时,云存储还具有高安全、低成本、绿色节能等特点。基于云存储的视频监控解决方案是客户应对挑战很好的选择。王宇说,进入二十一世纪,云存储作为一种新的存储架构,已逐步走入应用阶段,云存储不仅轻松突破了SAN的性能瓶颈,而且可以实现性能与容量的线性扩展,这对于拥有大量数据的安防监控用户来说是一个新选择。

以英特尔推出的Hadoop分布式文件系统(HDFS)为例,其提供了一个高度容错性和高吞吐量的海量数据存储解决方案。目前已经在各种大型在线服务和大型存储系统中得到广泛应用,已经成为海量数据存储的事实标准。

随着信息系统的快速发展,海量的信息需要可靠存储的同时,还能被大量的使用者快速地访问。传统的存储方案已经从构架上越来越难以适应近几年来的信息系统业务的飞速发展,成为了业务发展的瓶颈和障碍。HDFS通过一个高效的分布式算法,将数据的访问和存储分布在大量服务器之中,在可靠地多备份存储的同时还能将访问分布在集群中的各个服务器之上,是传统存储构架的一个颠覆性的发展。最重要的是,其可以满足以下特性:可自我修复的分布式文件存储系统,高可扩展性,无需停机动态扩容,高可靠性,数据自动检测和复制,高吞吐量访问,消除访问瓶颈,使用低成本存储和服务器构建。

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Ⅵ 内存储器的发展历程

对于用过386机器的人来说,30pin的内存,我想在很多人的脑海里,一定或多或少的还留有一丝印象,这一次我们特意收集的7根30pin的内存条,并拍成图片,怎么样看了以后,是不是有一种久违的感觉呀!

30pin 反面 30pin 正面

下面是一些常见内存参数的介绍:
bit 比特,内存中最小单位,也叫“位”。它只有两个状态分别以0和1表示

byte字节,8个连续的比特叫做一个字节。

ns(nanosecond)
纳秒,是一秒的10亿分之一。内存读写速度的单位,其前面数字越小表示速度越快。

72pin正面 72pin反面

72pin的内存,可以说是计算机发展史的一个经典,也正因为它的廉价,以及速度上大幅度的提升,为电脑的普及,提供了坚实的基础。由于用的人比较多,目前在市场上还可以买得到。

SIMM(Single In-line Memory Moles)
单边接触内存模组。是5X86及其较早的PC中常采用的内存接口方式。在486以前,多采用30针的SIMM接口,而在Pentuim中更多的是72针的SIMM接口,或者与DIMM接口类型并存。人们通常把72线的SIMM类型内存模组直接称为72线内存。

ECC(Error Checking and Correcting)
错误检查和纠正。与奇偶校验类似,它不但能检测到错误的地方,还可以纠正绝大多数错误。它也是在原来的数据位上外加位来实现的,这些额外的位是用来重建错误数据的。只有经过内存的纠错后,计算机操作指令才可以继续执行。当然在纠错是系统的性能有着明显的降低。

EDO DRAM(Extended Data Output RAM)
扩展数据输出内存。是Micron公司的专利技术。有72线和168线之分、5V电压、带宽32bit、基本速度40ns以上。传统的DRAM和FPM DRAM在存取每一bit数据时必须输出行地址和列地址并使其稳定一段时间后,然后才能读写有效的数据,而下一个bit的地址必须等待这次读写操作完成才能输出。EDO DRAM不必等待资料的读写操作是否完成,只要规定的有效时间一到就可以准备输出下一个地址,由此缩短了存取时间,效率比FPM DRAM高20%—30%。具有较高的性/价比,因为它的存取速度比FPM DRAM快15%,而价格才高出5%。因此,成为中、低档Pentium级别主板的标准内存。

DIMM(Dual In-line Memory Moles)
双边接触内存模组。也就是说这种类型接口内存的插板两边都有数据接口触片,这种接口模式的内存广泛应用于现在的计算机中,通常为84针,由于是双边的,所以共有84×2=168线接触,所以人们常把这种内存称为168线内存。

PC133

SDRAM(Synchronous Burst RAM)
同步突发内存。是168线、3.3V电压、带宽64bit、速度可达6ns。是双存储体结构,也就是有两个储存阵列,一个被CPU读取数据的时候,另一个已经做好被读取数据的准备,两者相互自动切换,使得存取效率成倍提高。并且将RAM与CPU以相同时钟频率控制,使RAM与CPU外频同步,取消等待时间,所以其传输速率比EDO DRAM快了13%。SDRAM采用了多体(Bank)存储器结构和突发模式,能传输一整数据而不是一段数据。

SDRAM ECC 服务器专用内存

RDRAM(Rambus DRAM)
是美国RAMBUS公司在RAMBUSCHANNEL技术基础上研制的一种存储器。用于数据存储的字长为16位,传输率极速指标有望达到600MHz。以管道存储结构支持交叉存取同时执行四条指令,单从封装形式上看,与DRAM没有什么不同,但在发热量方面与100MHz的SDRAM大致相当。因为它的图形加速性能是EDO DRAM的3-10倍,所以目前主要应用于高档显卡上做显示内存。

Direct RDRAM
是RDRAM的扩展,它使用了同样的RSL,但接口宽度达到16位,频率达到800MHz,效率更高。单个传输率可达到1.6GB/s,两个的传输率可达到3.2GB/s。

点评:
30pin和72pin的内存,早已退出市场,现在市场上主流的内存,是SDRAM,而SDRAM的价格越降越底,对于商家和厂家而言,利润空间已缩到了极限,赔钱的买卖,有谁愿意去做了?再者也没有必要,毕竟厂家或商家们总是在朝着向“钱”的方向发展。

随着 INTEL和 AMD两大公司 CPU生产飞速发展,以及各大板卡厂家的支持,RAMBUS 和 DDRAM 也得到了更快的发展和普及,究竟哪一款会成为主流,哪一款更适合用户,市场终究会证明这一切的。

机存取存储器是电脑的记忆部件,也被认为是反映集成电路工艺水平的部件。各种存储器中以动态存储器(DRAM)的存储容量为最大,使用最为普及,几十年间它的存储量扩大了几千倍,存取数据的速度提高40多倍。存储器的集成度的提高是靠不断缩小器件尺寸达到的。尺寸的缩小,对集成电路的设计和制造技术提出了极为苛刻的要求,可以说是只有一代新工艺的突破,才有一代集成电路。

动态读写存储器DRAM(Dynamic Random Access MeMory)是利用MOS存储单元分布电容上的电荷来存储数据位,由于电容电荷会泄漏,为了保持信息不丢失,DRAM需要不断周期性地对其刷新。由于这种结构的存储单元所需要的MOS管较少,因此DRAM的集成度高、功耗也小,同时每位的价格最低。DRAM一般都用于大容量系统中。DRAM的发展方向有两个,一是高集成度、大容量、低成本,二是高速度、专用化。

从1970年Intel公司推出第一块1K DRAM芯片后,其存储容量基本上是按每三年翻两番的速度发展。1995年12月韩国三星公司率先宣布利用0.16μm工艺研制成功集成度达10亿以上的1000M位的高速(3lns)同步DRAM。这个领域的竞争非常激烈,为了解决巨额投资和共担市场风险问题,世界范围内的各大半导体厂商纷纷联合,已形成若干合作开发的集团格局。

1996年市场上主推的是4M位和16M位DRAM芯片,1997年以16M位为主,1998年64M位大量上市。64M DRAM的市场占有率达52%;16M DRAM的市场占有率为45%。1999年64M DRAM市场占有率已提高到78%,16M DRAM占1%。128M DRAM已经普及,明年将出现256M DRAM。

高性能RISC微处理器的时钟已达到100MHz~700MHz,这种情况下,处理器对存储器的带宽要求越来越高。为了适应高速CPU构成高性能系统的需要,DRAM技术在不断发展。在市场需求的驱动下,出现了一系列新型结构的高速DRAM。例如EDRAM、CDRAM、SDRAM、RDRAM、SLDRAM、DDR DRAM、DRDRAM等。为了提高动态读写存储器访问速度而采用不同技术实现的DRAM有:

(1) 快速页面方式FPM DRAM

快速页面方式FPM(Fast Page Mode)DRAM已经成为一种标准形式。一般DRAM存储单元的读写是先选择行地址,再选择列地址,事实上,在大多数情况下,下一个所需要的数据在当前所读取数据的下一个单元,即其地址是在同一行的下一列,FPM DRAM可以通过保持同一个行地址来选择不同的列地址实现存储器的连续访问。减少了建立行地址的延时时间从而提高连续数据访问的速度。但是当时钟频率高于33MHz时,由于没有足够的充电保持时间,将会使读出的数据不可靠。

(2) 扩展数据输出动态读写存储器EDO DRAM

在FPM技术的基础上发展起来的扩展数据输出动态读写存储器EDODRAM(Extended Data Out DRAM),是在RAM的输出端加一组锁存器构成二级内存输出缓冲单元,用以存储数据并一直保持到数据被可靠地读取时为止,这样就扩展了数据输出的有效时间。EDODRAM可以在50MHz时钟下稳定地工作。

由于只要在原DRAM的基础上集成成本提高并不多的EDO逻辑电路,就可以比较有效地提高动态读写存储器的性能,所以在此之前,EDO DRAM曾成为动态读写存储器设计的主流技术和基本形式。

(3) 突发方式EDO DRAM

在EDO DRAM存储器的基础上,又发展了一种可以提供更高有效带宽的动态读写存储器突发方式EDO DRAM(Burst EDO DRAM)。这种存储器可以对可能所需的4个数据地址进行预测并自动地预先形成,它把可以稳定工作的频率提高到66MHz。

(4) 同步动态读写存储器SDRAM

SDRAM(Synchronous DRAM)是通过同步时钟对控制接口的操作和安排片内隔行突发方式地址发生器来提高存储器的性能。它仅需要一个首地址就可以对一个存储块进行访问。所有的输入采样如输出有效都在同一个系统时钟的上升沿。所使用的与CPU同步的时钟频率可以高达66MHz~100MHz。它比一般DRAM增加一个可编程方式寄存器。采用SDRAM可大大改善内存条的速度和性能,系统设计者可根据处理器要求,灵活地采用交错或顺序脉冲。

Infineon Technologies(原Siemens半导体)今年已批量供应256Mit SDRAM。其SDRAM用0.2μm技术生产,在100MHz的时钟频率下输出时间为10ns。

(5) 带有高速缓存的动态读写存储器CDRAM

CDRAM(Cached DRAM)是日本三菱电气公司开发的专有技术,1992年推出样品,是通过在DRAM芯片,集成一定数量的高速SRAM作为高速缓冲存储器Cache和同步控制接口,来提高存储器的性能。这种芯片用单一+3.3V电源,低压TTL输入输出电平。目前三菱公司可以提供的CDRAM为4Mb和16Mb,其片内Cache为16KB,与128位内部总线配合工作,可以实现100MHz的数据访问。流水线式存取时间为7ns。

(6) 增强型动态读写存储器EDRAM(Enhanced DRAM)

由Ramtron跨国公司推出的带有高速缓冲存储器的DRAM产品称作增强型动态读写存储器EDRAM(Enhanced DRAM),它采用异步操作方式,单一+5V工作电源,CMOS或TTL输入输出电平。由于采用一种改进的DRAM 0.76μm CMOS工艺和可以减小寄生电容和提高晶体管增益的结构技术,其性能大大提高,行访问时间为35ns,读/写访问时间可以提高到65ns,页面写入周期时间为15ns。EDRAM还在片内DRAM存储矩阵的列译码器上集成了2K位15ns的静态RAM高速缓冲存储器Cache,和后写寄存器以及另外的控制线,并允许SRAM Cache和DRAM独立操作。每次可以对一行数据进行高速缓冲。它可以象标准的DRAM对任一个存储单元用页面或静态列访问模式进行操作,访问时间只有15ns。当Cache未命中时,EDRAM就把新的一行加载到Cache中,并把选择的存储单元数据输出,这需要花35ns。这种存储器的突发数据率可以达到267Mbytes/s。

(7) RDRAM(Rambus DRAM)

Rambus DRAM是Rambus公司利用本身研制的一种独特的接口技术代替页面方式结构的一种新型动态读写存储器。这种接口在处理机与DRAM之间使用了一种特殊的9位低压负载发送线,用250MHz同步时钟工作,字节宽度地址与数据复用的串行总线接口。这种接口又称作Rambus通道,这种通道嵌入到DRAM中就构成Rambus DRAM,它还可以嵌入到用户定制的逻辑芯片或微处理机中。它通过使用250MHz时钟的两个边沿可以使突发数据传输率达到500MHz。在采用Rambus通道的系统中每个芯片内部都有它自己的控制器,用来处理地址译码和面页高速缓存管理。由此一片存储器子系统的容量可达512K字节,并含有一个总线控制器。不同容量的存储器有相同的引脚并连接在同一组总线上。Rambus公司开发了这种新型结构的DRAM,但是它本身并不生产,而是通过发放许可证的方式转让它的技术,已经得到生产许可的半导体公司有NEC、Fujitsu、Toshiba、Hitachi和LG等。

被业界看好的下一代新型DRAM有三种:双数据传输率同步动态读写存储器(DDR SDRAM)、同步链动态读写存储器(SLDRAM)和Rambus接口DRAM(RDRAM)。

(1) DDR DRAM(Double Data Rate DRAM)

在同步动态读写存储器SDRAM的基础上,采用延时锁定环(Delay-locked Loop)技术提供数据选通信号对数据进行精确定位,在时钟脉冲的上升沿和下降沿都可传输数据(而不是第一代SDRAM仅在时钟脉冲的下降沿传输数据),这样就在不提高时钟频率的情况下,使数据传输率提高一倍,故称作双数据传输率(DDR)DRAM,它实际上是第二代SDRAM。由于DDR DRAM需要新的高速时钟同步电路和符合JEDEC标准的存储器模块,所以主板和芯片组的成本较高,一般只能用于高档服务器和工作站上,其价格在中低档PC机上可能难以接受。

(2) SLDRAM(Synchnonous Link DRAM)

这是由IBM、HP、Apple、NEC、Fujitsu、Hyundai、Micron、TI、Toshiba、Sansung和Siemens等业界大公司联合制定的一个开放性标准,委托Mosaid Technologies公司设计,所以SLDRAM是一种原本最有希望成为高速DRAM开放性工业标准的动态读写存储器。它是一种在原DDR DRAM基础上发展的一种高速动态读写存储器。它具有与DRDRAM相同的高数据传输率,但是它比其工作频率要低;另外生产这种存储器不需要支付专利使用费,使得制造成本较低,所以这种存储器应该具有市场竞争优势。但是由于SLDRAM联盟是一个松散的联合体,众多成员之间难以协调一致,在研究经费投入上不能达成一致意见,加上Intel公司不支持这种标准,所以这种动态存储器反而难以形成气候,敌不过Intel公司鼎立支持的Rambus公司的DRDRAM。SLDRAM可用于通信和消费类电子产品,高档PC和服务器。

(3) DRDRAM(Direct Rambus DRAM)

从1996年开始,Rambus公司就在Intel公司的支持下制定新一代RDRAM标准,这就是DRDRAM(Direct RDRAM)。这是一种基于协议的DRAM,与传统DRAM不同的是其引脚定义会随命令而变,同一组引脚线可以被定义成地址,也可以被定义成控制线。其引脚数仅为正常DRAM的三分之一。当需要扩展芯片容量时,只需要改变命令,不需要增加硬件引脚。这种芯片可以支持400MHz外频,再利用上升沿和下降沿两次传输数据,可以使数据传输率达到800MHz。同时通过把数据输出通道从8位扩展成16位,这样在100MHz时就可以使最大数据输出率达1.6Gb/s。东芝公司在购买了Rambus公司的高速传输接口技术专利后,于1998年9月首先推出72Mb的RDRAM,其中64Mb是数据存储器,另外8Mb用于纠错校验,由此大大提高了数据读写可靠性。

Intel公司办排众议,坚定地推举DRDRAM作为下一代高速内存的标准,目前在Intel公司对Micro、Toshiba和Samsung等公司组建DRDRAM的生产线和测试线投入资金。其他众多厂商也在努力与其抗争,最近AMD宣布至少今年推出的K7微处理器都不打算采用Rambus DRAM;据说IBM正在考虑放弃对Rambus的支持。当前市场上同样是64Mb的DRAM,RDRAM就要比其他标准的贵45美元。
由此可见存储器的发展动向是:大容量化,高速化, 多品种、多功能化,低电压、低功耗化。
存储器的工艺发展中有以下趋势:CHMOS工艺代替NMOS工艺以降低功耗;缩小器件尺寸,外围电路仍采用ECL结构以提高存取速度同时提高集成度;存储电容从平面HI-C改为深沟式,保证尺寸减少后的电荷存储量,以提高可靠性;电路设计中简化外围电路结构,注意降低噪声,运用冗余技术以提高质量和成品率;工艺中采用了多种新技术;使DRAM的存储容量稳步上升,为今后继续开发大容量的新电路奠定基础。
从电子计算机中的处理器和存储器可以看出ULSI前进的步伐和几十年间的巨大变化。

Ⅶ 什么样的存储设备决定怎样的未来

但是设备模式不会按照人们的主观想法来改变,它只会按照企业的结构模式来改变。 我想通过这篇文章谈谈你应该了解的一些设备及其差异,好让大家未雨绸缪。如果你的IT架构像壁炉管道,没有对存储,虚拟化和运算进行分区,那么就需要在未来几年迅速对此环境做出改变。另外,你可能正在找新工作,因为一些供应商们正通过外包,IT合同或转交给云供应商的方式将你的环境变得更为新潮。 我的观点是,你需要好好计划,充分准备。我们先说说你需要熟悉的几种设备。 Hadoop 设备 这类设备可分为三种: 1.标准Hadoop 2.共享型文件系统Hadoop 3.快速存储Hadoop 标准Hadoop 如果是一个标准设备,你可以为Hadoop购买预加载和配置好的节点以及优化过的硬件。 你可以从很多供应商那里购买这类软硬件。某些情况下,你还可以只是为集群购买软件,而在其他情况下,则是从软硬件优化的厂商那里购买。不论何种方式,这都是具备三方复制,带有预配置软硬件的标准Hadoop。共享型文件系统Hadoop 共享型文件系统设备通常具备Lustre或GPFS文件系统,它们可以优化Hadoop的清洗阶段(Shuffle Phase)。此法之所以奏效是因为可从全球的节点读取数据,而不是一定要跨网络读取或分布。所有的节点都依附于共享型文件系统,可从存储的地方直接读取数据,无需从服务器进入网络,再返回服务器到存储。 用这种方法处理某些问题,比标准的Hadoop配置方法快速。此外,还保障了RAID的可靠性和故障转移。供应商们的可靠性案例显示,如果是RAID,就不需要三方复制。 快速存储设备 当然,答案取决于数据的数量和类型,有多少数据输入以及正在执行几项查询。搞清楚这些问题有利于你的选择。 大型文件系统设备 目前,有两个不同的大型共享型文件系统被用于大型存储设备--GPFS和Lustre。很多供应商们都在生产这些设备。Lustre是一项开源项目,而GPFS则由IBM出品。 问题是,从很大程度上说,这两个文件系统都是按照大型数据块的需求和用户的连续I/O设计的。这并不是说不能对软硬件进行配置,使其支持更小的数据块。我并不是说小型数据块的性能比NAS机箱要好,但或许你想搞清楚这些问题,以显示你的共享文件系统有多神奇。 1.从以下方面了解你的工作负载: 2.向供应商询问端到端的可靠性。 3. 询问供应商关于RAID重建的事情。 其他设备现在市场上有很多数据分析产品和数据库产品,可能其中有些能满足你企业的需求。这些新设备或许能以某种方式将信息关联起来,或是使用图谱分析寻找关系。 这类事情都是一致的:如果你无法在本地更快速更经济地完成,就得把任务外包到云中。我们的工作岌岌可危 如果CIO和公司员工不遵循计划,那总会有人遵循。那个时候,就会有人取代你。 我在日本测试一款新设计的文件系统时,我最好的朋友就告诉我“我们要吃寿司,不然我们就会变成寿司”。意思是你要么随着这股潮流改变,要么等着被拍死在沙滩上。 市场上推陈出新,我们就要与时俱进。管理也应该纳入这一进程,这样才能实现高效。 否则,就等着把工作外包到云中或是给其他企业把。现在有很多新技术可以解决新问题和旧问题。我们要熟悉这些技术才能生存下去。 我想,很多我们现在看到的存储技术都将成为专用设备。虽然目前90%的数据访问都是通过POSIX系统接口,另外10%则通过对象接口,但是在未来十年,这种情况会发生改变。 要做好准备,还记得那时候的我们从专属大型处理器过渡到DEC,MIPS,英特尔等厂商生产的微处理器吗?这次将和上世纪90年代微处理器带来的改变类似。

Ⅷ 机械硬盘寿命有可能超过十年吗

机械硬盘选择性小,与固态硬盘不同,产品种类繁多;价格稳定,幅度不超过两位数,且性能稳定,除容量不断扩大外,几乎没有其他变化。许多朋友在更换机器的过程中放弃了以前的硬盘。据信机械硬盘的性能会在很长一段时间后下降。事实上,机械硬盘并不像大家想象的那么容易。可以毫不夸张地说,如果使用得当,使用机械硬盘非常容易10年。

希捷通过创新数据的存储,共享和使用方式,为人类体验创造了空间。希捷旗下拥有包括:硬盘、HDD机械硬盘、SSD固态硬盘、移动硬盘等领先数据存储技术产品。超过十年是非常有可能的。

Ⅸ 请教,什么数据放在固态盘上对数据库性能提升效果最大

随着存储技术的革新, 固态硬盘(SSD)在企业应用中扮演着越来越重要的角色。同传统的硬盘相比,无论是读写还是随机存取的速度,SSD性能的优势都非常明显。但是传统硬盘是比较成熟的产品 ,它们作为主流存储介质已经存在数十年,而且背后还有一系...

Ⅹ 1TB的硬盘和现在普遍使用的硬盘存储技术有什么不同

是采用 垂直存储方式存储的
我们知道当磁盘上的磁体区变得太小时,它们将不能在室温下保持磁的正确方向,就会产生空比特。之前磁盘中数据位都是水平放置,而在垂直记录方式下,他们都是垂直站立起来的。

在水平记录方式下,每个数据位的南北磁极与临近数据位的南北级相互吸引和排斥。但是,在垂直记录方式下,南北级垂直向上或向下,就解决了磁极之间的冲突问题,减少了空数据位的数量。新旧两种方式的另外一个不同点就是数据位下面软件底层的叠加。这个新的平层提高了硬盘磁头读写的可靠性。

在垂直存储技术原理图中,被写电流包围的即为磁头,下方为介质中所包含的以高导磁率SUL形式存在的“磁头”,它们相互配合来完成数据的垂直存储。
垂直存储技术能够让数据位站立在磁盘上,而不是向现有的水平记录技术那样,平铺在磁盘上,它能提供新的硬盘数据密度和容量。新的数据排列方法,通过使磁头在相同的时间内扫描更多的数据位,从而提高硬盘性能。垂直存储技术由于能耗小,发热量也随之减少,从而改善了数据抵抗热退减的能力,提高了硬盘的可靠性。
垂直磁记录的数据位为垂直排列(数据位与磁盘垂直),这样可以获得更多的磁盘空间来存储更多的数据,从而可以实现更高的磁录密度。

垂直记录磁头上半部分在高导磁率SUL中存在磁场是的图像,SUL的垂直磁头将磁场传递给介质,介质包含部分以SUL形式存在的部分“磁头”,我们可以看到这是效率极高的读写过程。
这是垂直记录磁头上半部分在高导磁率SUL中存在磁场是的图像,SUL的垂直磁头将磁场传递给介质,介质包含部分以SUL形式存在的部分“磁头”,我们可以看到这是效率极高的读写过程。

返回极的面积将增加,所以磁场强度就得以降低,避免将数据擦除,不过也可以将数据记录到没有SUL的垂直介质,但是这会损失垂直记录那出色的可写性。

与纵向记录不同,垂直介质中的退磁磁场方向与磁化磁场方向相反,在高密度情况下更是如此。而且垂直介质还有点不同,就是退磁磁场支持邻位磁化,使的高密度存储更可靠。

由于退磁磁场行为存在上述差异,所以垂直记录和水平记录的热衰减线性密度趋势彼此相反。低密度垂直模式更容易出现热衰减和外漏磁场擦除现象,因此垂直记录技术真是天性适合应用的高密度的存储领域。

跃迁是水平介质外部磁场的来源,而对于垂直介质来说,除跃迁以外的所有地方都有磁通量,垂直波形看起来更像磁化模式,而不是磁化发生的变化,这直接可以放映在读写的质量上。

晶格介质记录
磁头的写入单位是由磁粒组成的磁单元,在同一磁道上极性相反的相邻磁单元之间的边界称为磁变换,通过比特单元是否包括磁变换来进行数据记录。既要准确探测到磁变换,又要避免超顺磁效应的影响,减小写入单位的尺寸是实现提高存储密度的方式之一,这就是晶格介质技术。

其基本原理就是,生成小尺寸、有序排列的“单畴磁岛”作为写入单位,通过这种技术的存储密度可以达到传统垂直记录的大约两倍。而且由于每个岛都是一个单磁畴,所以晶格介质的热稳定性也很好,几乎不会受到超顺磁效应的影响。

现在的光刻技术已经能够实现制造磁岛,这其中需要用到电子束刻蚀技术和纳米刻印复制技术,前者用于制造后者的模板,后者则将图样翻版到硬盘盘片的基板之上。在磁变换的过程当中,当被写入数据以后,磁岛必须保持单畴,这样数据才不会丢失,因此,除了制造工艺要取得突破以外,还需要磁头技术的配合。晶格介质记录这项技术目前还需要进行大量的实用化研究。

热辅助磁记录
我们知道过高矫顽力磁介质的使用,可以进一步减小磁粒尺寸。之所以过去的技术推广程度不高,是因为使用这种介质时,顾名思义磁头写入需要极强的磁场,不仅使得磁头制造困难,而且也会对相邻区域的数据稳定性有一定影响。

现在,一种全新的记录方式可以有效解决这个问题——热辅助磁记录。其原理就是采用激光作为辅助,在写入介质时,使用激光照射写入点,这样磁头就可以利用热能,从而在磁场强度小的情况下也能顺利进行写入操作。难点就在于需要采用极细的激光束,普通激光不能满足需求,实验室当中流行的办法是采用近场光。

这项技术理论上可以将存储密度提高到5Tbit/平方英寸,即传统垂直记录技术的存储密度极限的10倍,目前还处在基础研究阶段。

为了提高存储密度,多年来工程师一直在缩小数据位和微粒的尺寸,这协助PC厂商将硬盘存储容量由数MB提高到了100 GB。但是,多年来的缩微化已经使得磁粒的尺寸仅有8 纳米长。
进一步减少磁粒的尺寸会造成它们在室温下翻转,数据会因此受到损坏--亦即所谓的“超顺磁效应”(Superparamagnetic Effect)。减少每个数据位中的微粒数量,就会提高硬盘的噪音和降低可靠性。硬盘厂商已经利用垂直存储技术争取了一些时间,但这一技术并没有解决“无法再缩小”的难题。

热辅助写入阵营希望改变微粒。 Mark Kryder表示,与钴- 铂微粒不同的是,铁- 铂微粒在室温下不会翻转。为了写入或删除数据,被整合在硬盘中的激光将会加热一个具体数据位,当数据被存储或删除后,数据位将迅速冷却。他指出,增加激光会大幅度提高成本。
但是,材料的改变并非易事。例如,半导体制造由铝转向铜时给芯片厂商带来了很大麻烦。对于热辅助写入技术而言,工程师必须找到精确定位激光的完美方式。
当前的垂直纪录技术在HAMR技术应用之前,可以达到0.5-1Tb每平方英寸的储存密度。希捷研究预测使用HAMR技术,或者结合bit patterned media技术,可以获得50terabit每平方英寸的储存密度,但50Tb每平方英寸的储存密度已经是HAMR技术的极限,而且如此高的密度可能在2020年才能实现。
与热辅助阵营形成鲜明对比的是,晶格媒介技术阵营希望保留现有的微粒不变。这种技术将把每个数据位的微粒数量由100 个减少到1 个,然后使这些数据位彼此隔离,减少相互间的干扰和降低数据损坏的危险。

磁性颗粒排列方式从无序到有序,实现存储密度跨越式发展
众所周知,由铝经过阳极氧化而成的氧化铝存在大量纳米级的纳米孔。通过在这些纳米孔中填充磁性金属,就有望实现晶格介质。
不过,氧化铝中的纳米孔有一个特点,它会以自生方式形成蜂窝状的六方形致密结构,因此不适合沿圆周方向进行磁记录的硬盘。因而该研究小组于2005年6月开发了先在铝表面以直线状形成凹凸图案,再对氧化铝纳米孔进行一维排列的手法(发布资料)。但当时的一维排列间隔最小只有45nm。此次通过对阳极氧化条件进行优化,在凹部内形成双列纳米孔,从而缩小了间隔。即使是间隔接近电子束绘制极限的50nm间隔的凹凸线也能在宽25nm的凹部两侧形成纳米孔列,从而实现了25nm间隔。
除此之外,还在填充了磁性体的纳米孔磁性层(纳米孔为随机排列)下方,形成了用于将磁束向记录层集中的软磁性底膜,并成功地利用垂直磁记录头进行了记录和读取。今后准备制作以25nm间隔沿圆周方向排列纳米孔,并且含有软磁性底膜的记录介质,力争实现1Tbit/平米英寸级的记录与读取。

无论如何硬盘不断接受着闪村的考验,这也将是一场磁与电的竞争。不过相信近十年或更长时间,硬盘厂商将综合采用热辅助写入、规则媒介技术,生产存储密度达到每平方英寸50-100 TB的硬盘,这将确保硬盘仍然是最经济有效的存储方式。