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04 光存儲(chǔ)：曾經(jīng)風(fēng)靡與煥發(fā)生機(jī)

CD光盤是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(shù)字－光學(xué)記錄和回放系統(tǒng)），并于1966年提交了專利申請(qǐng)，這是CD/DVD的前身。光存儲(chǔ)原理就是利用光盤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(xiàn)象，將其轉(zhuǎn)化為0、1的數(shù)字信號(hào)來存儲(chǔ)信息，它可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和動(dòng)畫等多媒體數(shù)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，光盤由此普及，此時(shí)它總?cè)萘考s700MB左右。

1993年， “VCD之父”姜萬勐發(fā)明了VCD，全稱為Video CD，這是一種利用光盤存儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)120毫米光盤的格式，世界上第一臺(tái)VCD機(jī)——萬燕牌VCD機(jī)也在同年問世。

老式臺(tái)式機(jī)的光盤驅(qū)動(dòng)器和軟盤驅(qū)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(chǔ)領(lǐng)域獲得重大突破，“超級(jí)光盤”在中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所誕生，該光盤單張容量就能達(dá)到1.6PB（168萬GB），相當(dāng)于1萬張藍(lán)光光盤。在大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代，利用這種光盤可以存儲(chǔ)不常用的數(shù)據(jù)(也稱為冷數(shù)據(jù))，既大大節(jié)省成本，又能長期安全保存數(shù)據(jù)（壽命長達(dá)40-100年）。這對(duì)于我國在信息存儲(chǔ)領(lǐng)域突破關(guān)鍵核心技術(shù)、實(shí)現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

05 半導(dǎo)體存儲(chǔ)：更快、更小、更便捷

隨著科技發(fā)展，磁性和光存儲(chǔ)的容量及讀寫速度漸漸不能滿足更高的需求，于是半導(dǎo)體存儲(chǔ)介質(zhì)應(yīng)運(yùn)而生。

20世紀(jì)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，因此被稱為flash存儲(chǔ)器，即我們現(xiàn)在所說的“閃存”。

在閃存技術(shù)的發(fā)展過程中，貝爾實(shí)驗(yàn)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(chǔ)。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(chǔ)器——EEPROM，并預(yù)見了閃存的未來。

SD（Secured Digital）存儲(chǔ)卡

SD存儲(chǔ)卡

SD卡的設(shè)計(jì)初衷是給數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)數(shù)碼設(shè)備提供更大的存儲(chǔ)容量和更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。

1997年，西門子和閃迪合作，使用東芝的NAND Flash技術(shù)，開發(fā)了著名的MMC卡（Multi Media Memory，多媒體內(nèi)存）。

隨著技術(shù)的發(fā)展，SD卡不斷迭代更新，推出了SDHC、SDXC等擴(kuò)展類型，分別代表不同容量和速度等級(jí)。它以其大容量、高速等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于車載導(dǎo)航、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。

USB閃存盤

USB閃存盤（USB flash drive），簡稱U盤，其發(fā)明可以追溯到1998年，當(dāng)時(shí)IBM公司率先推出了一種名為“DiskOnKey”的閃存盤，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和軟件。然而，因?yàn)槠鋬r(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(xiāng)成曉華共同研發(fā)出了革命性產(chǎn)品——“U盤”，從而顛覆了傳統(tǒng)軟盤。同年11月，他們申請(qǐng)了U盤核心發(fā)明專利，全稱是“用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的快閃電子式外存儲(chǔ)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盤第一次出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中。這項(xiàng)發(fā)明專利在2002年正式被中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)，并于2004年獲得了美國專利商標(biāo)局的授權(quán)。

隨著技術(shù)進(jìn)步，U盤容量不斷增加，價(jià)格也逐漸降低。如今，U盤的容量已經(jīng)可以達(dá)到數(shù)百GB甚至1TB以上，傳輸速度也有了大幅提升。

固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤（Solid State Drive 即SSD）是指用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲(chǔ)單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。相比傳統(tǒng)機(jī)械硬盤（HDD），它體積更加小巧、更加耐用、運(yùn)行更快、電力消耗更少，并能夠減少數(shù)據(jù)讀寫時(shí)的噪聲。入門級(jí)別的固態(tài)硬盤速率可以輕松達(dá)到500MB/s，而部分旗艦款固態(tài)硬盤速率可達(dá)7500MB/s。

機(jī)械硬盤HDD（左）和固態(tài)硬盤SSD（右）

固態(tài)硬盤誕生于20世紀(jì)90年代，早期應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，固態(tài)硬盤開始普及，被廣泛用于消費(fèi)者電子產(chǎn)品，包括筆記本電腦和臺(tái)式計(jì)算機(jī)。如今，機(jī)械硬盤由于其存儲(chǔ)容量的上限更大和數(shù)據(jù)的更易恢復(fù)等優(yōu)勢，與固態(tài)硬盤形成互補(bǔ)，短時(shí)間內(nèi)兩者無法互相取代。

上：30年前厚重的筆記本電腦，要給存儲(chǔ)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(dāng)今采用固態(tài)硬盤的輕薄筆記本電腦

06 云存儲(chǔ)：無所不在的大數(shù)據(jù)

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

它是一種存儲(chǔ)狀態(tài)，使用者通過把數(shù)據(jù)存放在由第三方托管的多臺(tái)虛擬服務(wù)器上，就可以方便快捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)訪問和管理，不需要額外攜帶外置存儲(chǔ)設(shè)備。我們使用的各種網(wǎng)盤、云盤、手機(jī)相冊(cè)備份和一些云文檔服務(wù)等都屬于云存儲(chǔ)服務(wù)。隨著云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，云存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用前景越來越廣闊。它將在企業(yè)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、個(gè)人數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享、大數(shù)據(jù)分析與處理等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

云存儲(chǔ)示意圖

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

如今， DNA存儲(chǔ)、全息存儲(chǔ)等各種前沿存儲(chǔ)技術(shù)也逐步走進(jìn)了人們的視野。相信在不久的將來，隨著科技創(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(chǔ)介質(zhì)，為人類文明的記錄和傳承提供更加有力的支撐。

小貼士:數(shù)據(jù)也有溫度？

隨著信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，數(shù)據(jù)出現(xiàn)指數(shù)型的增長。數(shù)據(jù)的一種分類方法，則是將數(shù)據(jù)分為冷數(shù)據(jù)、溫?cái)?shù)據(jù)和熱數(shù)據(jù)，難道數(shù)據(jù)還有溫度？其實(shí)這是根據(jù)數(shù)據(jù)被訪問使用的頻次而劃分的形象說法。

熱數(shù)據(jù):是需要被計(jì)算節(jié)點(diǎn)頻繁訪問的在線類數(shù)據(jù)，比如可以是半年以內(nèi)的在線數(shù)據(jù)，用戶經(jīng)常會(huì)訪問它們，如天氣、熱門影視作品、熱門小說、流行音樂等，適合放在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)。熱數(shù)據(jù)通常需要快速高效地訪問和處理，因此需要存儲(chǔ)在高性能、低延遲的存儲(chǔ)設(shè)備上，如SSD固態(tài)硬盤、內(nèi)存等。

冷數(shù)據(jù):是指離線類(一年前)不經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)，用于災(zāi)難恢復(fù)的備份或者因?yàn)橐袷胤梢?guī)定必須保留一段時(shí)間的數(shù)據(jù)。如企業(yè)備份數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)操作日志數(shù)據(jù)、話費(fèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。通常會(huì)存儲(chǔ)在適宜長期保存的介質(zhì)中，如:磁帶，移動(dòng)硬盤，光盤等。

溫?cái)?shù)據(jù):是指訪問頻率適中、對(duì)業(yè)務(wù)和應(yīng)用有一定重要性的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不需要像熱數(shù)據(jù)那樣快速地訪問和處理，但也需要在一定時(shí)間內(nèi)可靠地存儲(chǔ)和訪問，可存儲(chǔ)在成本較低、容量較大的存儲(chǔ)設(shè)備上，如磁盤陣列等。

參考資料：

1. 《計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)歷史》，來源：中國存儲(chǔ)網(wǎng)；

2. 《存儲(chǔ)技術(shù)的前世今生（上篇）》，來源：鮮棗課堂；

3. 《重大突破！可讓信息保存千年萬年》，記者張璽 通訊員趙暉，來源：工人日?qǐng)?bào)；

4. 《從閃存卡到SSD硬盤，存儲(chǔ)芯片是如何發(fā)展起來的？》，來源：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》，來源：存儲(chǔ)在線。