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主题:看不懂的硬盘行业:(一)小鱼吃大鱼 -- 达闻奇

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家园 看不懂的硬盘行业(二):打死不升级

说起来,硬盘算是PC里最古老也发展最慢的部件了。从1956年IBM的“温彻斯特”硬盘开始,硬盘的内部结构和工作原理就没怎么变过。虽然接口换了又换:从IDE、SCSI到SATA、SAS,存储密度不断上升,巨磁阻、仙尘到垂直记录技术一个个应用,可总也没能出现像CPU、GPU那种革命式的性能提升。时至今日,我们还要望着操作系统和游戏那漫长的启动进度条而兴叹。

硬盘是PC里速度最慢的部件之一:(以前只有软驱、光驱步其后尘),也是最娇气的部件,怕水,怕热,怕振,怕磁,怕灰,啥都怕。面对着这么一个费电又不给力的部件,革命的呼声一浪高过一浪。

最先动手的仍然是一贯身先士卒的IBM。早在2004年,它就提出了一项新的技术racetrack。该技术融合了硬盘和闪存的特点,能够大幅度提高存储密度和速度。

今年伊始,来自Tech Review的报导提到,IBM Racetrack(赛道)存储开发又有了新的进展。这项已研究长达六年之久的存储技术同时具有传统硬盘超大容量与闪存微型、高速、耐用的优势,有可能成为传统硬盘的终结者。IBM在08年时宣称它将在10年内取代硬盘,按照目前的开发进程,原型产品预估有望于2年内问世。

Racetrack存储技术研究历程

Racetrack存储是IBM实验室研究的一项新型存储技术,该技术结合了硬盘和闪存的特点,不仅存储容量大而且存储的速度也非常快。与此同时,存储的成本也比闪存中固态硬盘要低,功耗也有较大的改观。按照IBM研究人员的说法,运用该技术,可以将目前手机、笔记本、商业服务器的存储容量提升最多100倍,而且能耗远低于现有技术。

早在2004年,当时IBM Almaden Research Center(阿尔马登研究中心)的研究人员Stuart Parkin提出,他所领导的开发团队,已确定在电流影响下,当存储位移动时,不会覆盖先前存储的信息。2008年4月,IBM的研究人员表示正在研究一种更小更轻且没有运动部件的存储产品,该产品将采用名叫Racetrack的新型存储技术。Racetrack存储技术正是基于04年的那项电流控制存储位移动的发现。

IBM对外宣称,传统硬盘易发热,有噪音,怕震动,这些缺点使其不符合新时期存储的要求,IBM将争取在10年内把自己发明的传统硬盘淘汰。固态硬盘虽有取代硬盘的趋势,但由于成本太过昂贵,最终占领市场的可能性不大。相比之下,更为低廉且能耗较低的Racetrack更有可能取代硬盘。

在那年4月11日发行的《科学》杂志上,IBM在两篇文章中公布了Racetrack存储技术的原理以及基于此技术的新型存储产品的构想。文中指出Racetrack存储技术将使得在同样的空间内存储容量提升100倍,并且耗能也要比当前技术少。

赛道存储技术,采用了新的数据存储模式,传统存储技术都是让计算机寻找所需数据,计算机被告知地址后寻找地址。而Racetrack存储技术则是让数据自动移动到需要使用的地方。传统的硬盘通过改变原子周围磁矩的方向来实现数据的读写,而在Racetrack存储技术中,数据的读写则是通过电流控制一个叫磁畴壁(magnetic domain walls)的电子**在非常细的磁线上移动来实现。Parkin解释说,就好像我们制作了一种磁性的波,但是却没有移动原子本身。

在2010年12月下旬,IBM研究中心公布了“Racetrack”存储储技术的一项重要进展,研究人员第一次测量了磁畴壁在电流脉冲刺激下的加速和减速时间与距离。由于磁畴壁在电流下的移动规律是Racetrack技术的关键,此项进展能让科学家们更好地理解、控制磁畴壁移动,也推动了Racetrack技术的深入发展,为Racetrack技术的产品化打下坚实的基础。在12月24日发行的《科学》杂志上,IBM研究人员这样写道:磁畴壁有质量,加速和减速都需要时间。

理论性的问题基本解决了,Racetrack技术实现的道路上剩下的阻碍就更多的是技术上的问题,例如如何在Racetrack(赛道)上制作读、写的磁头,以及如何制作汇集上百万甚至上亿万赛道的Racetrack集成芯片。据国外最新的报道称,按照目前的研发进程,Racetrack存储的原型产品最早有望于2年内问世。

这么多快好省的技术,要落实到实际应用中还有相当的难度。广大PC用户不得不继续等待技术精英们救PC于水火。与此同时,基于FLASH芯片的USB闪存(或称优盘)却如雨后春笋般普及开来。速度不断提高(从最初的USB1.1到2.0),容量不断增大(从8M、16M到动辄几G),不但很快取代了软盘的地位(这个最慢也最易坏的东西终于被扫入历史了),更大有踢翻光驱、统一所有外部存储设备之势。基于FLASH芯片的固态硬盘技术也重新被人们重视起来。固态硬盘取代传统硬盘的呼声也越来越高。

转眼时间到了2006年,三星推出了第一款采用固态硬盘的笔记本。随后,东芝、Intel、Kingston、OCZ、Scandisk等厂商也先后高调宣布进入该领域。随后的SSD产品便遍地开花,性能也越来越令人咂舌。据最近的一项报道,存储厂商Super Talent推出的搭配SandForce控制器、PCI-e接口的固态硬盘RAIDDrive II(其实是块卡)的读写速度已经分别达到了恐怖的2.4GB/s,2.2GB/s。

但另一方面,SSD的价格却一直居高不下。传统的硬盘存储价格已到了不到0.5元/G的白菜价,但如今一款主流的INTEL SSD X25-V 40G G2 34NM MLC固态硬盘仍要600大元,而采用SLC技术的32G产品更要2500元以上。更不说其价格随着容量和速度的提升呈指数增长。并且随着应用的不断广泛,SSD自身的一些问题也不断暴露,比如数据莫名其妙的丢失,在使用超过一定时间后性能下降、与操作系统或一些软硬件不兼容等。SSD的普及尚需时日。

关键词(Tags): #固态硬盘#存储#价格
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