04 光存儲：曾經(jīng)風(fēng)靡與煥發(fā)生機

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，這是CD/DVD的前身。光存儲原理就是利用光盤上凹凸不平的小坑被光照射到時會有不同反射這一現(xiàn)象，將其轉(zhuǎn)化為0、1的數(shù)字信號來存儲信息，它可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和動畫等多媒體數(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VCD機——萬燕牌VCD機也在同年問世。

老式臺式機的光盤驅(qū)動器和軟盤驅(qū)動器（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”在中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所誕生，該光盤單張容量就能達到1.6PB（168萬GB），相當(dāng)于1萬張藍光光盤。在大數(shù)據(jù)和人工智能時代，利用這種光盤可以存儲不常用的數(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)、實現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

05 半導(dǎo)體存儲：更快、更小、更便捷

隨著科技發(fā)展，磁性和光存儲的容量及讀寫速度漸漸不能滿足更高的需求，于是半導(dǎo)體存儲介質(zhì)應(yīng)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，因此被稱為flash存儲器，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(chǔ)。此后，閃迪（SanDisk）創(chuàng)始人艾利·哈拉里（Eli Harari）發(fā)明了世界上首個電可編程和可擦除存儲器——EEPROM，并預(yù)見了閃存的未來。

SD（Secured Digital）存儲卡

SD存儲卡

SD卡的設(shè)計初衷是給數(shù)碼相機、手機、平板電腦等消費數(shù)碼設(shè)備提供更大的存儲容量和更高的數(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等擴展類型，分別代表不同容量和速度等級。它以其大容量、高速等特點，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IBM公司率先推出了一種名為“DiskOnKey”的閃存盤，用于存儲數(shù)據(jù)和軟件。然而，因為其價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)成果交易會上，U盤第一次出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中。這項發(fā)明專利在2002年正式被中國知識產(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)進步，U盤容量不斷增加，價格也逐漸降低。如今，U盤的容量已經(jīng)可以達到數(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)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。相比傳統(tǒng)機械硬盤（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(shù)據(jù)讀寫時的噪聲。入門級別的固態(tài)硬盤速率可以輕松達到500MB/s，而部分旗艦款固態(tài)硬盤速率可達7500MB/s。

機械硬盤HDD（左）和固態(tài)硬盤SSD（右）

固態(tài)硬盤誕生于20世紀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，機械硬盤由于其存儲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，短時間內(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：無所不在的大數(shù)據(jù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，云計算概念在實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)，使用者通過把數(shù)據(jù)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設(shè)備。我們使用的各種網(wǎng)盤、云盤、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)。隨著云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，云存儲技術(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)、個人數(shù)據(jù)存儲與共享、大數(shù)據(jù)分析與處理等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

云存儲示意圖

從遠古的壁畫到如今的云端存儲，信息存儲介質(zhì)的發(fā)展猶如一部波瀾壯闊的科技史詩，見證了人類文明前進的腳步。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、高效、安全的信息存儲介質(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)、溫數(shù)據(jù)和熱數(shù)據(jù)，難道數(shù)據(jù)還有溫度？其實這是根據(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):是需要被計算節(jié)點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。熱數(shù)據(jù)通常需要快速高效地訪問和處理，因此需要存儲在高性能、低延遲的存儲設(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)的備份或者因為要遵守法律規(guī)定必須保留一段時間的數(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)、話費統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。通常會存儲在適宜長期保存的介質(zhì)中，如:磁帶，移動硬盤，光盤等。

溫數(shù)據(jù):是指訪問頻率適中、對業(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，但也需要在一定時間內(nèi)可靠地存儲和訪問，可存儲在成本較低、容量較大的存儲設(shè)備上，如磁盤陣列等。

參考資料：

1. 《計算機存儲歷史》，來源：中國存儲網(wǎng)；

2. 《存儲技術(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：工人日報；

4. 《從閃存卡到SSD硬盤，存儲芯片是如何發(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：存儲在線。