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04 光存儲：曾經(jīng)風(fēng)靡與煥發(fā)生機

CD光盤(pán)是70、80和90后青春里不可或缺的存在。

1965年，美國物理學(xué)家羅素（Russell）發(fā)明了首個(gè)Compact Disk/CD（數字－光學(xué)記錄和回放系統），并于1966年提交了專(zhuān)利申請，這是CD/DVD的前身。光存儲原理就是利用光盤(pán)上凹凸不平的小坑被光照射到時(shí)會(huì )有不同反射這一現象，將其轉化為0、1的數字信號來(lái)存儲信息，它可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和動(dòng)畫(huà)等多媒體數字信息。

1982年，索尼和飛利浦公司發(fā)布了世界上第一部商用CD音頻播放器CDP-101，光盤(pán)由此普及，此時(shí)它總容量約700MB左右。

1993年， “VCD之父”姜萬(wàn)勐發(fā)明了VCD，全稱(chēng)為Video CD，這是一種利用光盤(pán)存儲和播放視頻和音頻的家庭視頻格式，也是第一種將電影分發(fā)到標準120毫米光盤(pán)的格式，世界上第一臺VCD機——萬(wàn)燕牌VCD機也在同年問(wèn)世。

老式臺式機的光盤(pán)驅動(dòng)器和軟盤(pán)驅動(dòng)器（拍攝于中國電信博物館展廳）

2024年2月，中國在光存儲領(lǐng)域獲得重大突破，“超級光盤(pán)”在中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所誕生，該光盤(pán)單張容量就能達到1.6PB（168萬(wàn)GB），相當于1萬(wàn)張藍光光盤(pán)。在大數據和人工智能時(shí)代，利用這種光盤(pán)可以存儲不常用的數據(也稱(chēng)為冷數據)，既大大節省成本，又能長(cháng)期安全保存數據（壽命長(cháng)達40-100年）。這對于我國在信息存儲領(lǐng)域突破關(guān)鍵核心技術(shù)、實(shí)現數字經(jīng)濟的可持續發(fā)展具有重大意義。

05 半導體存儲：更快、更小、更便捷

隨著(zhù)科技發(fā)展，磁性和光存儲的容量及讀寫(xiě)速度漸漸不能滿(mǎn)足更高的需求，于是半導體存儲介質(zhì)應運而生。

20世紀80年代，日本東芝公司的舛岡富士雄（Fujio Masuoka）發(fā)明了閃存技術(shù)。這種技術(shù)使用了“閃擊”（flash）的原理，因此被稱(chēng)為flash存儲器，即我們現在所說(shuō)的“閃存”。

在閃存技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，貝爾實(shí)驗室的姜大原（Dawon Kahng）和施敏博士（Simon Sze）共同發(fā)明了浮柵MOSFET，這是所有閃存、EEPROM和EPROM的基礎。此后，閃迪（SanDisk）創(chuàng )始人艾利·哈拉里（Eli Harari）發(fā)明了世界上首個(gè)電可編程和可擦除存儲器——EEPROM，并預見(jiàn)了閃存的未來(lái)。

SD（Secured Digital）存儲卡

SD存儲卡

SD卡的設計初衷是給數碼相機、手機、平板電腦等消費數碼設備提供更大的存儲容量和更高的數據傳輸速度。

1997年，西門(mén)子和閃迪合作，使用東芝的NAND Flash技術(shù)，開(kāi)發(fā)了著(zhù)名的MMC卡（Multi Media Memory，多媒體內存）。

隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，SD卡不斷迭代更新，推出了SDHC、SDXC等擴展類(lèi)型，分別代表不同容量和速度等級。它以其大容量、高速等特點(diǎn)，被廣泛應用于車(chē)載導航、工業(yè)控制、醫療設備等領(lǐng)域。

USB閃存盤(pán)

USB閃存盤(pán)（USB flash drive），簡(jiǎn)稱(chēng)U盤(pán)，其發(fā)明可以追溯到1998年，當時(shí)IBM公司率先推出了一種名為“DiskOnKey”的閃存盤(pán)，用于存儲數據和軟件。然而，因為其價(jià)格較高且容量較小所以并未得到廣泛使用。

1999年5月，新加坡留學(xué)回國的鄧國順創(chuàng )辦了朗科科技，并和湖南老鄉成曉華共同研發(fā)出了革命性產(chǎn)品——“U盤(pán)”，從而顛覆了傳統軟盤(pán)。同年11月，他們申請了U盤(pán)核心發(fā)明專(zhuān)利，全稱(chēng)是“用于數據處理系統的快閃電子式外存儲方法及其裝置”。在2000年第二屆中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì )上，U盤(pán)第一次出現在人們的視野當中。這項發(fā)明專(zhuān)利在2002年正式被中國知識產(chǎn)權局授權，并于2004年獲得了美國專(zhuān)利商標局的授權。

隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，U盤(pán)容量不斷增加，價(jià)格也逐漸降低。如今，U盤(pán)的容量已經(jīng)可以達到數百GB甚至1TB以上，傳輸速度也有了大幅提升。

固態(tài)硬盤(pán)

固態(tài)硬盤(pán)（Solid State Drive 即SSD）是指用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤(pán)，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。相比傳統機械硬盤(pán)（HDD），它體積更加小巧、更加耐用、運行更快、電力消耗更少，并能夠減少數據讀寫(xiě)時(shí)的噪聲。入門(mén)級別的固態(tài)硬盤(pán)速率可以輕松達到500MB/s，而部分旗艦款固態(tài)硬盤(pán)速率可達7500MB/s。

機械硬盤(pán)HDD（左）和固態(tài)硬盤(pán)SSD（右）

固態(tài)硬盤(pán)誕生于20世紀90年代，早期應用于軍事領(lǐng)域。隨著(zhù)技術(shù)不斷發(fā)展，固態(tài)硬盤(pán)開(kāi)始普及，被廣泛用于消費者電子產(chǎn)品，包括筆記本電腦和臺式計算機。如今，機械硬盤(pán)由于其存儲容量的上限更大和數據的更易恢復等優(yōu)勢，與固態(tài)硬盤(pán)形成互補，短時(shí)間內兩者無(wú)法互相取代。

上：30年前厚重的筆記本電腦，要給存儲介質(zhì)留足大量的物理空間（拍攝于中國電信博物館展廳）；下：當今采用固態(tài)硬盤(pán)的輕薄筆記本電腦

06 云存儲：無(wú)所不在的大數據

隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，云計算概念在實(shí)踐中延伸出了一種新的存儲模式——云存儲。

它是一種存儲狀態(tài)，使用者通過(guò)把數據存放在由第三方托管的多臺虛擬服務(wù)器上，就可以方便快捷地進(jìn)行數據的網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)和管理，不需要額外攜帶外置存儲設備。我們使用的各種網(wǎng)盤(pán)、云盤(pán)、手機相冊備份和一些云文檔服務(wù)等都屬于云存儲服務(wù)。隨著(zhù)云計算和大數據技術(shù)的不斷發(fā)展，云存儲技術(shù)的應用前景越來(lái)越廣闊。它將在企業(yè)數據備份與恢復、個(gè)人數據存儲與共享、大數據分析與處理等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

云存儲示意圖

從遠古的壁畫(huà)到如今的云端存儲，信息存儲介質(zhì)的發(fā)展猶如一部波瀾壯闊的科技史詩(shī)，見(jiàn)證了人類(lèi)文明前進(jìn)的腳步。每次的技術(shù)革新，存儲容量都有突破，速度和便利性也得到大幅提升。

如今， DNA存儲、全息存儲等各種前沿存儲技術(shù)也逐步走進(jìn)了人們的視野。相信在不久的將來(lái)，隨著(zhù)科技創(chuàng )新的不斷深入，我們將擁有更加先進(jìn)、高效、安全的信息存儲介質(zhì)，為人類(lèi)文明的記錄和傳承提供更加有力的支撐。

小貼士:數據也有溫度？

隨著(zhù)信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，數據出現指數型的增長(cháng)。數據的一種分類(lèi)方法，則是將數據分為冷數據、溫數據和熱數據，難道數據還有溫度？其實(shí)這是根據數據被訪(fǎng)問(wèn)使用的頻次而劃分的形象說(shuō)法。

熱數據:是需要被計算節點(diǎn)頻繁訪(fǎng)問(wèn)的在線(xiàn)類(lèi)數據，比如可以是半年以?xún)鹊脑诰€(xiàn)數據，用戶(hù)經(jīng)常會(huì )訪(fǎng)問(wèn)它們，如天氣、熱門(mén)影視作品、熱門(mén)小說(shuō)、流行音樂(lè )等，適合放在數據庫中存儲。熱數據通常需要快速高效地訪(fǎng)問(wèn)和處理，因此需要存儲在高性能、低延遲的存儲設備上，如SSD固態(tài)硬盤(pán)、內存等。

冷數據:是指離線(xiàn)類(lèi)(一年前)不經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的數據，用于災難恢復的備份或者因為要遵守法律規定必須保留一段時(shí)間的數據。如企業(yè)備份數據、業(yè)務(wù)操作日志數據、話(huà)費統計數據等。通常會(huì )存儲在適宜長(cháng)期保存的介質(zhì)中，如:磁帶，移動(dòng)硬盤(pán)，光盤(pán)等。

溫數據:是指訪(fǎng)問(wèn)頻率適中、對業(yè)務(wù)和應用有一定重要性的數據。這些數據不需要像熱數據那樣快速地訪(fǎng)問(wèn)和處理，但也需要在一定時(shí)間內可靠地存儲和訪(fǎng)問(wèn)，可存儲在成本較低、容量較大的存儲設備上，如磁盤(pán)陣列等。

參考資料：

1. 《計算機存儲歷史》，來(lái)源：中國存儲網(wǎng)；

2. 《存儲技術(shù)的前世今生（上篇）》，來(lái)源：鮮棗課堂；

3. 《重大突破！可讓信息保存千年萬(wàn)年》，記者張璽 通訊員趙暉，來(lái)源：工人日報；

4. 《從閃存卡到SSD硬盤(pán)，存儲芯片是如何發(fā)展起來(lái)的？》，來(lái)源：鮮棗課堂；

5. 百度百科、維基百科相關(guān)詞條；

6. 《閃存技術(shù)的50多年發(fā)展史》，來(lái)源：存儲在線(xiàn)。