【導讀】這個(gè)專(zhuān)欄將討論數據儲存技術(shù)的發(fā)展,并介紹兩種主要的現有和替代儲存技術(shù):硬盤(pán)驅動(dòng)器(Hard Disk Drive;HDD)和固態(tài)硬盤(pán)(Solid State DriveSSD)。本文首先討論HDD及其功能,并比較儲存(storage)和存儲器(memory)的不同特性。在接下來(lái)的專(zhuān)欄中,我們將專(zhuān)門(mén)討論SSD,并探索在可預見(jiàn)的未來(lái)將持續發(fā)展的數據儲存趨勢。
目前最廣泛使用的數字儲存裝置是硬盤(pán)(HDD),但它受歡迎的程度正迅速下滑…
數字數據儲存正歷經(jīng)強大的成長(cháng)態(tài)勢,2016年即已增加到超過(guò)10,000艾位元組(Exabyte;EB)或10皆位元組(Zettabyte;ZB)的電子數據。
值得一提的是,在位元的次方單位表中,目前只剩下“佑位元組”(Yottabyte;YB)了。Yotta,是在1991年第19屆國際度量衡大會(huì )(General Conference on Weights and Measures)決議使用的字首,以免我們很快就用盡了所有的十進(jìn)位字首。
儲存 vs 存儲器
電子數據儲存的歷史與電腦發(fā)展史相輔相成,二者缺一不可。畢竟,電腦需要儲存裝置才能保有程式和數據。
從儲存的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,程式和數據是同一個(gè)硬幣的兩面。它們是由二進(jìn)制數字串組成,只有電腦才能使其具有意義。根據其應用方式,儲存裝置的要求是不同的。當程式和數據同時(shí)使用時(shí),用于支援他們的媒體稱(chēng)為“主存儲器”或僅以“存儲器”(memory)表示。相反地,當它們被保留以供未來(lái)使用時(shí),支援的媒體被稱(chēng)為“輔助存儲器”或“儲存”(storage)裝置。
存儲器的特性包括快速的數據儲存/檢索能力、有限的容量,以及較儲存更高的成本。另一方面,儲存的特性包括明顯更大的容量,但較存儲器的數據儲存/檢索速度慢,成本也更低?;旧?,比起存儲器,儲存能夠保存更大的數據量,每位元組的成本也更低。一般來(lái)說(shuō),儲存的成本大約比存儲器更低20倍。
不同于存儲器的是,儲存裝置還可以進(jìn)一步分類(lèi)為線(xiàn)上或離線(xiàn)。圖1顯示存儲器與儲存的主要特性。

(存儲器和儲存的要求不同,具體取決于其特性,包括現在已經(jīng)過(guò)時(shí)的技術(shù))(來(lái)源:Lauro Rizzatti)
為了實(shí)現隨時(shí)間進(jìn)展的存儲器和儲存而開(kāi)發(fā)的技術(shù),可說(shuō)是人類(lèi)聰明才智的典范。發(fā)明這些技術(shù)的人們利用了各種機械、電磁、靜電、電氣、光學(xué)以及半導體的特性。各種存儲器/儲存媒介的清單包括:打孔紙卡、沖壓紙帶、延遲線(xiàn)(磁致導線(xiàn)或汞延遲線(xiàn))、靜電存儲器、充電電容器、磁鼓、磁帶、磁芯和磁碟、光碟和半導體晶片等等。有些只是短暫曇花一現(如靜電存儲器),有的則持續了幾十年才“退休”(如磁芯)。
如今,存儲器普遍使用半導體晶片制造。相形之下,儲存則處于從磁碟過(guò)渡到半導體的歷史中期,半導體正迅速擴大并取代其磁碟產(chǎn)品。
慢慢地,存儲器與儲存容量已經(jīng)從幾個(gè)位元組(byte)增加到千位元組(kilobyte;KB)、百萬(wàn)位元組(megabyte;MB)以及十億位元組(gigabyte;KB)。今天,儲存裝置的容量通常都是以兆位元組(terabyte;TB)為單位起跳。
儲存裝置
儲存裝置包括兩部份:儲存數據的媒體,以及扮演“交通警察”的控制器,負責監控儲存單元的二進(jìn)制數據流進(jìn)出??刂破魇莾Υ嫜b置的大腦。設計不佳的控制器可能很快地造成交通擁堵并減緩電腦的運作。
硬盤(pán)
在撰寫(xiě)本文時(shí),最受歡迎的儲存裝置是硬盤(pán)驅動(dòng)器(HDD),但其受歡迎的程度正迅速下滑。HDD已經(jīng)存在大約三十年之久了。在三十年前,曾經(jīng)有多家硬盤(pán)供應商。隨著(zhù)時(shí)間的進(jìn)展,儲存業(yè)界發(fā)生了大規模的整并,也導致了壟斷。今天,市場(chǎng)上有三家主要的儲存供應商:希捷(Seagate)、東芝(Toshiba)以及Western Digital (WD),他們都歷經(jīng)多次收購大廠(chǎng)而來(lái),例如Conner Peripherals、Maxtor等等。例如,Hitachi Global Storage Technologies (HGST)的收購行動(dòng)即這一趨勢的最佳寫(xiě)照。監管單位將該公司的產(chǎn)品分成兩部份,2.5吋硬盤(pán)歸東芝所有,而3.5吋硬盤(pán)則屬于Western Digital。
市場(chǎng)上的前三大公司擁有全部的專(zhuān)利、無(wú)塵室技術(shù)、制造機器人等?;旧?,他們壟斷了硬盤(pán)產(chǎn)業(yè)。以目前的硬盤(pán)業(yè)務(wù)來(lái)看,沒(méi)有哪一家公司能在不引發(fā)監管單位介入的情況下收購另一家公司。
這種情況的主要原因是為了設下避免小型業(yè)者扔帽子單挑的進(jìn)入門(mén)檻。畢竟,為了打造現代硬盤(pán)業(yè)務(wù)所需投入的資金和工程資源是相當龐大的。