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1、光存儲(chǔ)與閃存之間的優(yōu)劣勢(shì)
光存儲(chǔ)技術(shù)與閃存相比而言,兩者都經(jīng)歷了不同的發(fā)展歷史,光存儲(chǔ)技術(shù)相 對(duì)于閃存來(lái)說(shuō)技術(shù)產(chǎn)生要更早, 技術(shù)上也相對(duì)更加穩(wěn)定、 純正, 同時(shí)也處于技術(shù) 更新的瓶頸;而閃存相對(duì)而言發(fā)展歷史比較短,技術(shù)上也有相當(dāng)大的提升空間, 同時(shí)也更能滿(mǎn)足當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的需求。
一:光存儲(chǔ)
伴隨信息資源的數(shù)字化和信息量的迅猛增長(zhǎng),對(duì)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度、存取速 率及存儲(chǔ)壽命的要求不斷提高。 在這種情況下, 光存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 光存儲(chǔ)技 術(shù)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了如下一些重要過(guò)程:
1.1 只讀式光盤(pán) 記錄信息: 記錄介質(zhì)為涂有光刻膠的玻璃盤(pán)基。 在調(diào)制后的 激光束的照射下,再經(jīng)過(guò)曝光、顯影、脫膠等過(guò)
2、程,正像母盤(pán)上就出現(xiàn)凹凸的信 號(hào)結(jié)構(gòu)。之后利用蒸發(fā)和電鍍技術(shù), 得金屬負(fù)像母盤(pán), 最后用注塑法或光聚合法 在金屬母盤(pán)上復(fù)制光盤(pán)。 讀出信息: 激光照射在凹坑上, 利用凹坑與周?chē)橘|(zhì)反 射率差別讀出信息。
1.2 CD-R 光盤(pán) 記錄信息:利用熱效應(yīng)。用聚焦激光束照射 CD-R 光盤(pán)中的 有機(jī)染料記錄層, 照射點(diǎn)的染料發(fā)生汽化, 形成與記錄信息對(duì)應(yīng)的坑點(diǎn), 完成信 息的記錄。讀出信息:利用坑點(diǎn)與周?chē)橘|(zhì)反射率的區(qū)別。
1.3 可檫寫(xiě)光盤(pán)
( 1) 相變型存儲(chǔ)材料的光盤(pán) 記錄信息: 高功率調(diào)制后的激光束照射記錄介 質(zhì),形成非晶相記錄點(diǎn)。 非晶相記錄點(diǎn)的反射率與未被照射的晶態(tài)部分有明顯的 差異
3、。讀出信息:用低功率激光照射存儲(chǔ)單元,利用反射光的差異讀出信息。信 息的擦除:相記錄點(diǎn)在低功率、寬脈沖激光照射下,又變回到晶態(tài)。
(2) 磁光存儲(chǔ)材料的光盤(pán) 記錄信息: 記錄介質(zhì)為磁化方向單向規(guī)則排列的 垂直磁光膜。在聚焦激光束照射下, 發(fā)生熱磁效應(yīng),記錄點(diǎn)的磁化方向發(fā)生變化, 進(jìn)而完成信息記錄。讀出信息:利用法拉第效應(yīng)和克爾效應(yīng)。信息的擦出:在激 光的作用下,改變偏磁場(chǎng)的方向,刪出了記錄信息。
2 第一代、第二代光盤(pán)技術(shù) 多媒體信息時(shí)代的第一次數(shù)字化革命是以直徑為 12cm 的高音質(zhì) CD(Compact disc )光盤(pán)取代直徑為 30cm 的密紋唱片。這其中包括 CD-ROM,CD-
4、R 和 CD-RW 類(lèi)型。CD光盤(pán)使用的激光波長(zhǎng)為780nm,數(shù)值孔徑為0.45,道間距為1.6um , 存儲(chǔ)容量為650MB第二代數(shù)字多用光盤(pán) DVD(Digital Versatile Disk)使用的 激光波長(zhǎng)為635/650nm,數(shù)值孔徑為0.6,道間距為0.74um,單面存儲(chǔ)容量為 4.7GB,雙面雙層結(jié)構(gòu)的為 17GB。DVD光盤(pán)系列有 DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+RV等多種類(lèi)型。目前DVD-Multi已兼容了
3 藍(lán)光存儲(chǔ)及近場(chǎng)光存儲(chǔ)
高清晰度電視 HDTV(High-Definition) 的投入使用,要求研發(fā)出更高存儲(chǔ)密度的 光盤(pán),藍(lán)光存儲(chǔ)、近
5、場(chǎng)光存儲(chǔ)等應(yīng)運(yùn)而生。
3.1 藍(lán)光存儲(chǔ) 光存儲(chǔ)密度與[NA/入]成正比,所以提高存儲(chǔ)密度首先想到的是縮短波長(zhǎng) 和 提高物鏡的數(shù)值孔徑NA。隨著405nm波長(zhǎng)的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器的成功開(kāi)發(fā)和 商品化,高密度激光視盤(pán)系統(tǒng)步入了第三代光存儲(chǔ)時(shí)代。
二:閃存
快閃存儲(chǔ)器(英文:Flash Memory ),簡(jiǎn)稱(chēng)閃存,是一種電子式可清除程 序化只讀存儲(chǔ)器的形式,允許在操作中被多次擦或?qū)懙拇鎯?chǔ)器。 這種科技主要用 于一般性數(shù)據(jù)存儲(chǔ),以及在電腦與其他數(shù)字產(chǎn)品間交換傳輸數(shù)據(jù), 如存儲(chǔ)卡與閃
存盤(pán)。閃存是一種特殊的、以宏規(guī)模寫(xiě)的 EEPROM。早期的閃存進(jìn)行一次抹除 掉就會(huì)清除掉整顆芯片上的數(shù)據(jù)。
閃
6、存的成本遠(yuǎn)較可以字節(jié)為單位寫(xiě)入的 EEPROM來(lái)的低,也因此成為非易 失性固態(tài)存儲(chǔ)最重要也最廣為采納的技術(shù)。 像是PDA,筆記本電腦,數(shù)字隨身聽(tīng), 數(shù)碼相機(jī)與手機(jī)上均可見(jiàn)到閃存。此外,閃存在游戲主機(jī)上的采用也日漸增加, 藉以取代存儲(chǔ)游戲數(shù)據(jù)用的EEPROM或帶有電池的SRAM。
閃存是非易失性的存儲(chǔ)器。這表示單就保存數(shù)據(jù)而言 ,它是不需要消耗電力 的。此外閃存也具有相當(dāng)?shù)偷淖x取延遲(雖然沒(méi)有電腦主存的DRAM那么快)。 與硬盤(pán)相比,閃存也有更佳的動(dòng)態(tài)抗震性。這些特性正是閃存被移動(dòng)裝置廣泛采 用的原因。閃存還有一項(xiàng)特性:當(dāng)它被制成存儲(chǔ)卡時(shí)非??煽?一卩使浸在水中 也足以抵抗高壓與極端的溫度。
7、
雖然閃存在技術(shù)上屬于EEPROM,但是“EEPROM這個(gè)字眼通常特指非 快閃式、以小區(qū)塊為清除單位的 EEPROM。它們典型的清除單位是字節(jié)。因?yàn)?老式的EEPROM抹除循環(huán)相當(dāng)緩慢,相形之下快閃記體較大的抹除區(qū)塊在寫(xiě)入 大量數(shù)據(jù)時(shí)帶給其顯著的速度優(yōu)勢(shì)。
閃存的一種限制在于即使它可以單一字節(jié)的方式讀或?qū)懭耄?但是抹除一定是
一整個(gè)區(qū)塊。一般來(lái)說(shuō)都是設(shè)置某一區(qū)中的所有位為 “ 1”剛開(kāi)始區(qū)塊內(nèi)的所有
部份都可以寫(xiě)入,然而當(dāng)有任何一個(gè)位被設(shè)為 “(時(shí),就只能借由清除整個(gè)區(qū)塊
來(lái)回復(fù)“的狀態(tài)。換句話(huà)說(shuō)閃存(特別是NOR Flash)能提供隨機(jī)讀取與寫(xiě)入操作, 卻無(wú)法提供任意的隨機(jī)改寫(xiě)。不過(guò)
8、其上的區(qū)塊可以寫(xiě)入與既存的 “(值一樣長(zhǎng)的
消息(新值的0位是舊值的0位的超集合)。例如:有一小區(qū)塊的值已抹除為1111, 然后寫(xiě)入1110的消息。接下來(lái)這個(gè)區(qū)塊還可以依序?qū)懭?1010、0010,最后則 是0000。可是實(shí)際上少有 算法可以從這種連續(xù)寫(xiě)入兼容性得到好處,一般來(lái)說(shuō) 還是整塊抹除再重寫(xiě)。盡管閃存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不能完全以一般的方式做更新,但這 允許它以標(biāo)記為不可用”的方式刪除消息。這種技巧在每單元存儲(chǔ)大于 1位數(shù)據(jù) 的MLC設(shè)備中必須稍微做點(diǎn)修改。
另一項(xiàng)閃存的限制是它有抹寫(xiě)循環(huán)的次數(shù)限制 (大多商業(yè)性SLC閃存保證“0” 區(qū)有十萬(wàn)次的抹寫(xiě)能力,但其他區(qū)塊不保證)。這個(gè)結(jié)果部分地被
9、某些 固件或文 件系統(tǒng)為了在相異區(qū)塊間安排寫(xiě)入操作而進(jìn)行的計(jì)算寫(xiě)入次數(shù)與 動(dòng)態(tài)重測(cè)所抵
銷(xiāo);這種技巧稱(chēng)為耗損平衡。另一種處理方法稱(chēng)為壞區(qū)管理(Bad Block Management, BBM)。這種方法是在寫(xiě)入時(shí)做驗(yàn)證并進(jìn)行動(dòng)態(tài)重測(cè),如果有驗(yàn)證 失敗的區(qū)塊就加以剔除。對(duì)多數(shù)移動(dòng)裝置而言,這些磨損管理技術(shù)可以延長(zhǎng)其內(nèi) 部閃存的壽命(甚至超出這些設(shè)備的使用年限)。此外,丟失部分?jǐn)?shù)據(jù)在這些設(shè)備 上或許是可接受的。至于會(huì)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)讀寫(xiě)循環(huán)的高可靠性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用則不 建議使用閃存。不過(guò)這種限制不適用于 路由器與瘦客戶(hù)端(Thin clients)等只讀式 應(yīng)用,這些設(shè)備往往在使用年限內(nèi)也只會(huì)寫(xiě)入一
10、次或少數(shù)幾次而已。
三:下面對(duì)比光存儲(chǔ)與閃存各自的優(yōu)劣
1,光存儲(chǔ)的優(yōu)缺點(diǎn):
光存儲(chǔ)技術(shù)具有存儲(chǔ)密度高、存儲(chǔ)壽命長(zhǎng)、非接觸式讀寫(xiě)和檫出、信息的信 噪比高、信息位的價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。
光儲(chǔ)存能夠儲(chǔ)存得更久!因?yàn)榇判源鎯?chǔ)材料的磁性會(huì)隨著時(shí)間流逝而逐漸減 弱.磁性存儲(chǔ):優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)特別方便,能夠很容易的將磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行信 息計(jì)算與傳輸?缺點(diǎn)是此種材料必須完全密封,不能有灰塵進(jìn)入,還有就是不能永 久存儲(chǔ)?
光儲(chǔ)存材料:優(yōu)點(diǎn)是在理論上能夠永久存儲(chǔ),缺點(diǎn)是這種存儲(chǔ)材料極易受摩擦 等外部作用而損壞?
2,閃存的優(yōu)缺點(diǎn)(U盤(pán)為例):
一: u盤(pán)如一包口香糖的大小,比刻錄光盤(pán)要小很多。
二:
11、U盤(pán)即使不小心掉在地上,也不會(huì)擔(dān)心可以輕易受到損壞;并且更易隨身攜帶。而
光盤(pán)攜帶需要放到專(zhuān)用的光盤(pán)袋兒或光盤(pán)包兒中, 否則的很容易使刻錄盤(pán)表面產(chǎn)生眾多劃痕,
嚴(yán)重時(shí)光盤(pán)讀取不了數(shù)據(jù)丟失。并且還有可能受到嚴(yán)重?cái)D壓致刻錄光盤(pán)斷裂, 刻錄盤(pán)完全損
壞,數(shù)據(jù)自然也就不可能恢復(fù)了。
三:U盤(pán)的存儲(chǔ)速度比刻錄光盤(pán)要快得多。目前 U盤(pán)已經(jīng)發(fā)展到USB2.0的接口,該接
口可以提供理論上 480Mbps的傳送速度,并且在實(shí)際的操作中,進(jìn)行同樣容量大小的數(shù)據(jù) 文件的備份與存儲(chǔ)時(shí), U盤(pán)的存儲(chǔ)速度明顯要比刻錄盤(pán)、 DVD刻錄盤(pán)更快。
四:U盤(pán)的使用范圍廣泛且更容易操作。 U盤(pán)在凡是有USB接口的電腦都能夠方便使
用,即插即用,復(fù)制粘貼文件資料簡(jiǎn)單易操作。只需輕點(diǎn)幾下 鼠標(biāo)即可完成。
五:優(yōu)盤(pán)的外觀造型可以千變?nèi)f化, 除了日常使用外,還可以作為隨身的時(shí)尚飾物佩戴。而
普通的刻錄盤(pán)首先外觀無(wú)法改變, 而且光盤(pán)表面做再多修飾也無(wú)法掩蓋其光盤(pán)的本質(zhì), 優(yōu)盤(pán)
新奇的造型設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅局限于存儲(chǔ)產(chǎn)品了,更是可以進(jìn)入潮流產(chǎn)品之列了。
U盤(pán)存儲(chǔ)缺點(diǎn):首先優(yōu)盤(pán)作為時(shí)尚的電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō), 很容易受到靜電或者高電壓襲擊造
成數(shù)據(jù)的不可恢復(fù); 其次:容易受到上文提到的病毒威脅;再次: 從存取角度講使用成本過(guò)