信息存储技术的发展--赵强

时间:2025-04-05

信息存储技术的发展

存储——第三个主角登场

20年前,我们开始以计算为核心谈论PC浪潮。10年前,我们开始以网络为中心谈论网络浪潮。今天,我们开始谈论存储浪潮,并且已经过渡到以数据为中心了。

存储是数据的“家”。处理、传输、存储是信息技术最基本的三个概念,任何信息基础设施、设备都是这三者的组合。 历史学家发现:每当存储技术有一个划时代的发明,在这之后的300年内就会有一个大的社会进步和繁荣高峰。 存储的昨天

存储是信息跨越时间的传播。几千年前的岩画、古书,以及近代的照相技术、留声机技术、电影技术等的发明,极大丰富了我们的信息获取渠道。这些都是和存储技术的发明分不开的。从20世纪开始信息技术发生了历史性的转移,“万物皆可数”,这对人类历史将具有深刻的意义。

存储的今天

可以将当代信息技术的总轮廓归纳为以下三部曲。

第一步:把现实各种各样信息形式的现实域转化为数字域;第二步:在数字域中进行三种简单的操作,即处理、传输、存储;第三步:再把数字域转化为现实域。

存储技术特点

对于半导体存储(RAM、ROM、Flash)技术,其特点是存储

速度快,但是容量小;而磁存储(硬盘、软盘、磁带)容量大,速度慢;光存储(CD、DVD、MO、PC、BD、全息)综合了两者的优点,容量大,速度快,但是还是达不到我们所希望的容量和速度。一种理想的存储技术正在探索之中,设计思想是由一种具有绝对优势的存储技术来统一现有技术,采用“固态RAM”,容量将像硬盘那样大,速度像内存那样快,掉电后信息不丢失。

各种存储系统组合

任何单一的存储器件和设备都无法满足目前网络对存储的需求,存储资源单元一定要组合起来,以提供大容量、高性能、低价格、高可用、高安全的存储系统为目的的存储资源(注:存储资源不是数据资源)组合。

最经典的组合是Cache和虚拟存储器(VM)的组合。Cache是指SRAM与DRAM的组合,VM是指DRAM与DISK的组合,它们看起来是又大又快又便宜的存储器,这是教科书中常提到的。

目前用得最多的是磁盘阵列,是多个硬盘的组合,特点是容量大、速度快,而且最好的特点是可用性增加,即使有硬盘坏了,信息仍可用。这里把通信中的纠错理论用到磁盘中来,利用奇偶校验技术恢复数据,保证了信息的安全。这一点很重要。

若把多个磁盘阵列通过网络连接起来,用存储虚拟化软件

把它们作为大的存储池,这样就有了更大规模的存储资源,存储成为中心,虚拟存储池好比是水库,服务器好比是抽水器,网络就成为水管,为我们提供信息。

还有一种新的技术,就是大规模的集群存储,是大量机器内硬盘的组合,不同于前面所讲的存储系统。如Google的存储信息系统0.5s就可以把信息提取出来。它的实现是通过多个PC内部硬盘空间的组合,拥有899个机架,每架80台PC的规模,共79112台PC机,每台2个硬盘,就有158224个硬盘,6180TB容量。

对等存储(P2P)是把各用户的PC机当作存储系统,大量加盟的PC机和服务器中的存储器组合成的存储系统,提供高带宽的视频服务和其他共享服务。

其他组合还包括虚拟磁带库等技术。

各种组合的目的都是为了形成虚拟的大容量、高性能、低成本、高可靠、高安全的存储器。空间分布和性能相比,空间分布越小性能越高、越近性能越高;控制权与安全性相比,越集中控制安全性最高。不同的组合有不同的用途,如P2P存储很适合公共共享资源(电影、电视、音乐),对关键的、私有的、保密的信息不适用;反之,EMC、IBM、HDS、HP等的大型阵列可提供高可靠、高性能、集中控制,用来存储一般人接触不到的关键数据。

存储技术的发展

硬件发展存在6个规律,分别两、两关于处理、传输和存储。

(1)Moore定律:微处理器内晶体管数每18个月翻一翻。

(2)Bell定律:如果保持计算能力不变,微处理器的价格每18个月减少一半。

(3)Gilder定律:未来25年(1996年与预言)里,主干网的带宽将每6个月增加1倍。

(4)Metcalfe定律:网络价值同网络用户数的平方成正比。

(5)半导体存储器发展规律:DRAM的密度每年增加60%,每3年翻4倍。

(6)硬盘存储技术发展规律:硬盘的密度每年增加约1倍。 存储本身又有一个新摩尔定律(1998年由图灵奖获得者Jim Gray提出):从现在起,每18个月,新增的存储量等于有史以来存储量之和。数据量信息如此爆炸性增长,对存储就有了非常大的需求的刺激。

存储技术从原理层、器件层、设备层到系统层都有了很大进步。硬盘是发展最快的存储介质。是最重要的大容量存储设备,20世纪50年代由IBM发明以来密度增加了100万倍,到目前为止还没有找到能与之竞争的对手。最近硬盘的产品密度超过每平方英寸100Gb,实验室密度已超过每平方英寸1Tb;主要采用了超低飞行磁头10nm、加钌超稳定介质、PRML读通道、垂直磁记录(硬盘将在2006年全面转为垂

直磁记录)等技术,再下一代还有光磁混合纪录等技术。硬盘存储还会进一步提高。

例如微硬盘,可以应用在移动计算、数码相机、数码摄像机和智能手机等领域。

光存储技术也有很大的 …… 此处隐藏:1375字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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