数据存储现状分析:设备越来越小 容量越来越大
2018-06-23 12:57
来源:未知
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  今天撰文,简单介绍了数据存储技术的发展历史和现状。总的来说,用来存储数据的存储设备体积越做越小,但存储容量却越做越大。

  市场调研公司IDC的研究数据显示,2014年,全球数据存储总量将增长到2.16ZB(zettabytes,1zettabyte等于一万亿GB字节),2016年还将继续增长至3.77ZB。人类在创建惊人数据的同时,存储技术也在不断发展。

  数据存储是增长最快的半导体技术。每12到18个月,磁带存储、硬盘驱动器和固态存储技术的存储能力就会提升一倍。

  如今,台式机硬盘存储容量最高可达4TB,这意味着能装下1万张照片或562个小时高清视频。硬盘制造商希捷表示,到2020年,热辅助磁记录技术将给世界带来60TB台式机硬盘,足够存储12万张照片或6750小时高清视频。

  与有着60年悠久历史的硬盘驱动器技术不同,NAND闪存技术还很年轻,还有很大的发展及提升空间。如今,NAND闪存的存储能力以每年175%的速度增长。

  1987年,东芝宣布首个NAND闪存方案。1995年,该公司推出了相机专用40MB存储卡。20年后,microSDNAND存储卡的体积比指甲还小,但存储容量却超过100亿字节。

  一张128GB容量的NAND闪存能存储多少东西?约3.2万首歌曲,27部DVD电影,25万张照片。

  1956年,IBM推出了世界上第一个硬盘驱动器RAMAC350。RAMAC350用50个直径为24英寸的盘片组成,重量在1吨左右,约有两个冰箱大。RAMAC350最多可存储5MB的数据,或者一首MP3格式歌曲。

  而现在,3.5英寸台式机硬盘存储容量最高可达4TB-75万首MP3歌曲。氦气充填式数据中心驱动器,存储容量可以达到6TB。硬盘制造商希捷已经表示,通过一种叫做热辅助磁记录(HAMR)的技术,到2020年,硬盘驱动器容量将增加至现在的10倍,可以存放1500万首歌曲或者6750小时高清视频。

  很难相信,第一个为企业数据打造的EMCSymmetrix硬盘驱动器存储阵列,存储数据的能力甚至不如今天拇指大小的U盘。

  上图中,左边是EMCSymmetrix1。它由四个磁盘驱动器构成,最多可存储2GB数据。右边是第十代EMCSymmetrixVMAX,它由240个3.5英寸磁盘驱动器构成,最多可存储2PB数据。在存储能力上,它是第一代EMCSymmetrix的一百万倍。

  位于上方的一张图片展示的是1970年代,来自Dysan的200MB磁盘组,重量达10磅。磁盘组可被装入IBM1311磁盘驱动器中。1965年,磁盘组组装而成的14英寸磁盘驱动器盘片,投入使用。每个磁盘由20个扇区构成,每个扇区可存储100字节数据,提供50kbps的数据传输。

  快进到今天,东芝512GB容量的PCIeNAND闪存驱动器,在移动设备中随处可见。通过四个PCIe2.0I/O通道,它能实现2Gbps速度的数据传输。

  上图左边是DEC的RA80磁盘驱动器。RA80磁盘有1092调磁道和31个扇区,每个扇区可存储412字节数据。

  图中右边是希捷的微型硬盘,容量为5GB。1999年,IBM首次带来微型硬盘的概念。在当时,IBM的微型硬盘尺寸有1.8英寸,1英寸和0.85英寸。此类尺寸的硬盘在MPS播放器界大受欢迎,苹果iPod均采用这样的产品。直到2009年,NAND闪存开始接手移动设备。

  前几年,固态硬盘(SSD)的价格还十分昂贵。但现在,此类产品的成本已降至50美分/GB,但有些SSD传输数据的速度却达到硬盘驱动器的5倍。

  NAND闪存晶体管尺寸缩小,SSD的容量也随之增加。如今,每个NAND闪存晶体管存储的数据位数也从一位增加到了三位。今天,NAND闪存晶体管最小至19纳米,1纳米是1米的十亿分之一。

  当128GBNAND不再流行,3DNAND和电阻式随机存取存储器(RRAM)开始兴起。未来SSD存储容量还会翻番,总有一天,智能手机也会实现数百GB存储空间。

  上世纪50年代初期,磁带存储器开始出现。数年来,磁带存储器无数次被预言将,但事实是,直至今日,磁带存储的成本仍然不到硬盘驱动器存储成本的一半。

  图中左侧是IBM726磁带机(约1952年),它有两条长1200英尺,宽半英寸的磁带。每条磁带可容纳2MB数据。如今,磁带机的存储流量已超过6TB。到2020年,有望达到128TB。

  图中右侧是IBMTS3500磁带库。一个最基本的磁带库最多可存放12个TS1140磁带机和26个4TB磁带盒。简单地说,磁带库容量可达到1PB。

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