存储器的发展史和未来发展方向_1

存储器的发展史和未来发展方向摘要在信息指数式增长的大数据时代背景下，如何稳定地存储大量的数据量，已成为一个难题，这个难题背后，存储行业一直默默的支撑科技网络的发展研究与发展计算机存储技术就显得尤为重要本文首先从计算机存储器的发展史展开，再对存储器的发展现状进行分析与总结，提出结论和未来的发展趋势为之后的工作提供一定的启发随着固态硬盘技术的进一步发展，价格进一步降低，固态硬盘将更受商业市场欢迎存储技术也将朝着不断原子化，永久化、缩小化同时又能加大存储密度的方向发展关键词存储器；发展史；未来发展方向The historyand future development directionof memoryYaliAnInformationsecurity171class AbstractIn theera ofexponential growthof information,how tostore alarge amountof datastablyhas becomea problem.Behind thisproblem,the storageindustry hasbeen quietlysupportingthe development of technologynetworks.Research anddevelopmentofcomputerstorage technologyis particularlyimportant.This paperstarts fromthe development history ofcomputer memory,then analyzesandsummarizes thedevelopment statusof memory,and putsforward theconclusion andthe futuredevelopmenttrend.Provide someinspiration forthe followingwork.Key words:memory;developmenthistory;futuredevelopmentdirection前言1我们生活在一个信息爆炸的时代，据IDC预测2020年全球产生数据量将超过40ZB,相当于地球上每个人每年将产生5200GB的数据如何稳定地存储这大量的数据，已经成为了一个难题这个难题背后，存储行业一直默默的支撑科技网络的发展存储器，是电子设备中用来保存信息的“记忆”设备它具备存储数据和信息的能力，并且可以连续执行程序，进行信息处理在计算机中的存储器包含内部存储器和外部存储器其中内存是由只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）组成对于CPU来说，RAM是主要存放数据和程序的地方，所以也叫做主存，一旦断电数据就丢失了ROM对于用户来说，只能读取数据不能写入信息和进行修改调整从存储技术的发展历程中可以看出，存储技术是不断原子化，缩小化同时加大存储密度的过程，到现在，硬盘、SAN、NAS技术依然广泛应用在相关领域中从存储技术的发展历程中，不难看出，大约每10年就会有一次新的存储技术革新本论2打孔纸卡

2.1最早的存储介质是打孔纸卡，又称穿孔卡是一块纸板，在预先知道的位置利用打洞与不打洞来表示数字消息早期的数字电脑运用打孔机和已输入信息的打孔卡当做计算机程序和数据的主要输入介质打孔卡纸作为存储介质，因为不用电而且便宜耐用，被持续使用了十多年但它的缺点是读取慢，并且只能写入一次，打的孔无法轻易补上，对于存临时值，纸卡不好用，所以开始寻找更快更大更灵活的存储方式延迟线存储器

2.21944年，J.Presper Eckert就发明出了一种优化方案，叫延迟线存储器原理拿一个管子装满液体，管子一端放扬声器，另一端放麦克风，扬声器发出脉是冲时会产生压力波，压力波需要时间传播到另一端的麦克风，麦克风将压力波转换回电信号有压力波代表1,没有代表0o通过内部电路连接麦克风和扬声器，再通过放大器来弥补信号衰弱，从而实现一个存储数据的循环磁芯存储器

2.3延迟线存储器有一个很大的缺点每一个时刻只能读一位数据，并且只能顺序读取所以延迟线存储器在1950年代中期就基本过时了出现了一项新的替代技术，性能、可靠性更高，而成本更低的存储技术一一磁芯存储器给磁芯绕上电线，并施加电流，可以将磁化在一个方向，如果关掉电流，磁芯保持磁化;如果沿相反方向施加电流，磁化的方向会翻转，这样就可以用来区别存储1和Oo通过把磁芯排列成网格，由电线来负责遴选行和列，也由电线贯穿每个磁芯，用于读写一位磁芯存储器从1950年代中期开始成为主流，流行了20多年磁带

2.4同期，1951年Eckert和Mauchly推出了一种新存储磁带磁带是的一长条磁性带子卷在轴上，磁带可以在磁带驱动器内前后移动，里面有一个〃写头〃绕了电线，电流通过产生磁场，导致磁带的一小部分被磁化，电流方向决定了极性，代表1和Oo还有一个读头，可以非破坏性地检测极性UNIVAC用了半英寸宽，8条并行的磁带，磁带每英寸可存128位数据，每卷有1200英尺长，意味着一共可以存1500万位左右，接近2兆字节用于计算机的磁带直到1980年代才被广泛应用，由于磁带是循序存取的装置，尤为适合传统的存储和备份以及顺序读写大量资料的使用场景但因为速度较慢，且体积较大等缺点，现在主要仅用作商业备份等用途磁鼓存储器

2.5I960年，类似磁带的技术一一磁鼓存储器，有金属圆筒，盖满了磁性材料以记录数据,滚筒会持续旋转,周围有数十个读写头，等滚筒转到正确的位置读写头会读或写1位数据,为了尽可能缩短延迟，鼓轮每分钟可以达到上千转到1953年，磁鼓技术飞速发展，已经可以买到存80,000位的磁鼓存储器，也就是10KBo硬盘

2.6磁鼓技术也直接导致了硬盘的出现硬盘和磁鼓很相似，不过硬盘用的是盘原理一样，磁盘表面有磁性，写入头和读取头可以处理上面的1和0o硬盘的好处是薄，可以叠在一起，提供更多表面积来存数据硬盘由IBM在1956年开始使用，在1960年代初成为通用式电脑中主要的辅助存放设备，随着技术的进步，硬盘也成为服务器及个人电脑的主要组件到了1990年代，一些硬盘若是受到了较大幅度的震动或磕碰，都很有可能损坏2010年，氧气封装技术量产，使电源关闭或遇到较大震动时磁头会立刻移到安全区,这让防摔能力有了大幅进步2011年，传统的硬盘也正逐渐地被固态硬盘所取代软盘和光盘

2.7最后就到了软盘和光盘软盘除了磁盘是软的，别的和硬盘一样第一个软盘是由IBM于1971年开发出的，直径8寸随着硬件技术的发展与使用的需要，又派生出

5.25寸的软盘直至2000年代以前，

3.5寸软盘驱动器仍是电脑普及设备之一，之后才渐渐被淘汰随着光学存储器的出现，光盘和DVD在1972年出现，功能和硬盘软盘一样，都是存数据，但用的不是磁性，光盘表面有很多小坑，造成光的不同反射，光学传感器会捕获到,并解码为1和0现状

2.8如今，存储技术在朝固态前进，里面是集成电路，但由于价格及存储空间等原因，固态硬盘暂时还无法取代机械式硬盘在IBM的国际研究团队近日宣布，他们依靠纳米技术和扫描隧道显微镜创造了目前世界上尺寸最小的磁体，这个磁体仅由单个原子组成同时，他们成功地实现了利用这一微小的磁体来存储一个比特的数据2012年，日立公司用石英玻璃作为存储介质这项存储技术的存储单元由边长2厘米，厚度2毫米的正方石英玻璃组成，每平方英寸可存储40MB数据，读取这些数据，只需进行简单的编程所以不管以后的电脑有多先进，这些数据永远可读这种薄片能抵抗化学物品侵蚀，防水、不受无线电波干扰，可暴露在高温的火焰里它所存储的这些数据基本上是可以永久保存的在微软Ignite2019大会上，首席执行官展示了Project silicon项目使用超快激光光学和人工智能将数据存储石英玻璃上该玻璃存储设别尺寸为75*75*2mm,最多可以容纳

75.6GB的数据结论3在大数据时代下，如何安全、高效、经济地存储大规模的数据，显得尤为重要固态硬盘及机械硬盘在当前的存储市场上占据较大份额，而随着固态硬盘技术的进一步发展，价格进一步降低，固态硬盘将更受商业市场欢迎对于现状的研究发现，如上文提到的石英玻璃存储，原子级别的存储技术这些都表明存储技术也将朝着不断原子化，永久化、缩小化同时又能加大存储密度的方向发展同时更多的新技术也会运用到存储器的改进中参考文献

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