提升電腦速度的關鍵─固態硬碟
  • 戴嘉良 | 國立中山大學資訊管理研究所

http://www.nsc.gov.tw/scitechvista/zh-tw/Feature/C/1/1/10/1/866.htm

現行電腦中,固態硬碟常與傳統硬碟一起使用。(圖片來源:Flickr用戶ivyfield)
現行電腦中,固態硬碟常與傳統硬碟一起使用。(圖片來源:Flickr用戶ivyfield)

哈佛教授Clayton M. Christensen於2013年11月來台演講,他多年來一直致力於研究硬碟技術的演變,且進而提出「破壞式創新」的重要學說。1978年以前的大型 主機以14吋硬碟為主流,之後逐漸被8吋硬碟的技術所取代;1980年的5.25吋硬碟是主流技術,但當時的領導廠商卻未注意到,更適合個人電腦使用的 3.5吋硬碟是項破壞性創新的技術,僅致力於開發5.25吋硬碟的該廠商錯失了這個機會,到了1991年之後便失去市場領導地位。如今硬碟的發展又有新的 破壞性創新技術產生,即是在存取速度、體積與防震等都有顯著提升的固態硬碟(Solid State Drive, SSD)。

早在1950年代便有類似的技術,當時用於真空管電腦,隨後逐漸被較便宜的磁鼓記憶體所取代。1970年代,由IBM、Amdahl與Cray共同開發,以半導體記憶體為儲存媒介的固態硬碟,當時用於超級電腦的資料存取,但由於成本過高,其使用仍無法普及。

而後在1995年,M-System公司生產出以快閃記憶體(Flash Memory)為儲存媒介的固態硬碟,美軍和航空業便開始採用固態硬碟,以取代傳統硬碟(Hard Disk Drive, HDD)。傳統硬碟使用旋轉碟片與磁針的機械式裝置,類似過去黑膠唱片機的讀取方式存取資料,但在裝置受到碰撞時,容易使磁針與碟片受損;並且存取時會產 生裝置發熱和讀取噪音的問題。此外,檔案日益龐大,傳統硬碟的存取速度已無法滿足所有的電腦使用者,因此開始有以固態硬碟取代傳統硬碟的應用方式。

現行的固態硬碟採用NAND快閃記憶體來儲存資料,並使用一體成形的電路板,沒有機械式存取動作,故取名為Solid State Drive,中文名稱為固態硬碟。目前固態硬碟的資料讀取速度可達到500MB/s以上,為傳統硬碟的3倍以上,未來還有希望再往上提升,同時還能克服碰 撞、存取噪音與裝置發熱等缺點。

但在提升存取速度的同時,固態硬碟也有仍待改進的缺點。固態硬碟相對於傳統硬碟,單位容量的價格仍偏高昂,相同價位的傳統硬碟,容量可能是固態硬碟的好幾 倍。再者,廠商在出廠時會在規格上標示使用的記憶體顆粒,而不同的記憶體顆粒有各自的寫入次數上限,假如個別記憶體到達寫入上限,則該區域的記憶體便不能 再被寫入資料,成為唯讀狀態。最後,一旦內部的記憶體顆粒損壞,資料救援回來的可能性較低。

雖然固態硬碟有上述缺點,其在資料存取速度上的提升還是很可觀。若將電腦的作業系統安裝於固態硬碟,使用者最明顯可以感受到的是開機速度的提升,以及存取 內部資料的速度加快。因此已有許多電腦使用者開始使用固態硬碟,或是同時裝上固態硬碟與傳統硬碟,將常存取的資料放置於傳統硬碟,降低固態硬碟的存取次 數,延長裝置壽命。雖然傳統硬碟還是有價格與容量的優勢,但固態硬碟的技術尚在發展,相信未來在單位價格、使用壽命上都會有所進步,可以期許未來固態硬碟 將會越來越普及於電腦的應用。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─網路科技、電子商務與創業,以及虛擬社群和社交網路」執行團隊撰稿)

責任編輯:林芬慧|國立中山大學資訊管理系網路行銷研究團隊

 

 

 

http://pansci.tw/archives/36067

儲存在石英玻璃內的資料,壽命可長達三億年。

撰文/霍恩亞克(Timothy Hornyak)

大多數文化機構與研究單位仍然利用磁帶來保存資料。日本的日立公司(Hitachi)最近發表了一款新的儲存媒介,其壽命將大幅超越傳統的磁帶、CD、DVD、硬碟與MP3。

這家電子業巨人與京都大學的三浦清貴(Kiyotaka Miura)合作,把資料寫入「半永久」的石英玻璃薄片中,能保存數億年而幾乎不會受損。

這套原型系統由寬兩公分、厚兩公釐的石英方塊組成,利用飛秒雷射產生的極短脈衝在石英玻璃內打出四層凹點。這些凹點是標準二進位資料,即使在遙遠的未來也能利用基本的光學顯微鏡來讀取。由於凹點藏在玻璃內部,因此不受表面侵蝕影響。

這種媒介的資料儲存密度比CD稍微高一點。增加一層凹點便能提高資料儲存密度,但這種材料最大的優勢在於耐久性:它不僅防水,還能抵抗化學與風化侵蝕,即使置於1000℃的高溫下兩小時,資料依然完好無損。這些實驗結果讓日立公司相信,石英玻璃內的資料能保存千秋萬代。

美國加州大學聖克魯茲分校智慧儲存研究中心主任米勒(Ethan Miller)說:「如果讀取與寫入裝置的製造價格合理,這種媒介有潛力大幅改變現有的檔案儲存系統。」這套系統適合用於保護人類文明最重要的資訊,例如 博物館的數位館藏或珍貴文獻。問題是,人類已知的歷史甚至沒有那麼久。米勒指出:「盤古大陸在數億年前分裂,當時遺留的石英岩現在變成海灘上的沙粒。這種 石英儲存媒介也同樣能萬古長青。」(周坤毅 譯)

SA原文:Data Saved in Quartz Glass Might Last 300 Million Years.

【欲閱讀更豐富內容,請參閱《科學人》2013年第132期02月號】

 

 

 

 

arrow
arrow
    全站熱搜

    應力派保健推廣 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()