近日，著名硬盤生產(chǎn)商希捷公司的副總裁馬克·惠特比稱，全球電腦硬盤的存儲空間將于2020年耗盡。
希捷公司指出，我們在2020年將面臨超過6ZB（ZB為數(shù)據(jù)存儲量單位）的數(shù)據(jù)存儲容量赤字，相當(dāng)于2013年所產(chǎn)生數(shù)據(jù)總量的近兩倍。惠特比說，電腦對硬盤存儲空間的需求呈現(xiàn)出爆炸性增長趨勢，已經(jīng)超出了當(dāng)前硬盤制造業(yè)的極限。
對于各位喜歡囤數(shù)據(jù)的用戶來說，惠特比的警告非常值得思考。人們應(yīng)該對硬盤進行清理，讓存儲空間的使用實現(xiàn)最大化，而不是購買更多存儲空間。
惠特比在接受采訪時表示：“數(shù)據(jù)從沒有像今天這么重要。現(xiàn)在的數(shù)據(jù)就像石油一樣寶貴，很難開采和進行管理。對于世界各地的企業(yè)來說，數(shù)據(jù)正快速成為一項至關(guān)重要的資產(chǎn)。”
惠特比將這種正在逼近的危機稱之為“數(shù)據(jù)存儲容量鴻溝”。2013年全球產(chǎn)生的數(shù)據(jù)達到3.5ZB，2020年產(chǎn)生的數(shù)量將增至44ZB，超出存儲空間6ZB。1ZB相當(dāng)于34359738368部32GB智能手機的存儲容量。惠特比說：“雖然人類的智慧和工程學(xué)技術(shù)能夠?qū)⒚芗臄?shù)據(jù)壓縮進相同的空間，但我們正達到一個點，一個必須要研發(fā)出新技術(shù)的點。”
6項技術(shù)或?qū)⒏淖兇鎯Πl(fā)展
遺傳存儲
哈佛大學(xué)研究人員將一本大約有 5.34萬個單詞的書籍編碼進不到1沙克（億萬分之一克）的DNA微芯片，然后成功利用DNA測序來閱讀這本書。這是迄今為止人類使用DNA遺傳物質(zhì)儲存數(shù)據(jù)量最大的一次實驗。
該技術(shù)是利用人工合成的脫氧核糖核酸（DNA）存儲數(shù)據(jù)。據(jù)了解，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)上有4個化學(xué)基團，即核堿基。研究人員利用核堿基開發(fā)定制代碼，再將硬盤信息中的二進制數(shù)翻譯成定制代碼進行有序排列。1克DNA可以保存2000TB的數(shù)據(jù)量。
氦氣填充磁盤
西部數(shù)據(jù)公司在之前推出了其首款6TB充氦硬盤填充氦氣的驅(qū)動器，其優(yōu)勢是，它能夠使用更多的旋轉(zhuǎn)盤片驅(qū)動器，增加產(chǎn)品性能能。
據(jù)悉，氦氣比空氣的密度低，提供更小的阻力，而精密的內(nèi)部機械機制會把讀寫頭移動到磁表面，降低震動的影響，這樣就可以在有限的空間內(nèi)放入更多的磁片，刻錄更多的數(shù)據(jù)軌道。
熱輔助磁性錄寫
惠特比透露，希捷正在研發(fā)一項名為“熱輔助磁性錄寫”(HAMR)的實驗性技術(shù)，能夠提高存儲空間。這項技術(shù)利用激光加熱存儲裝置，通過磁方式存儲數(shù)據(jù)。
據(jù)了解，這項技術(shù)能夠讓每平方英寸(約6.45平方厘米)的存儲容量提高至50太比特，而不是當(dāng)前的幾百千兆比特。
惠特比說：“一個收錄世界上所有圖書的數(shù)字圖書館的存儲容量接近400TB。在不久的將來，我們只需要20個HAMR硬盤便可存儲世界上的所有圖書。”
四進制數(shù)據(jù)存儲
由美國弗吉尼亞州威廉瑪麗學(xué)院和位于華盛頓特區(qū)的美國海軍實驗室組成的研究小組，在10納米厚的鐵薄膜上實現(xiàn)四進制存儲。這種技術(shù)讓設(shè)備存儲能力顯著提高。比如8個二進制存儲單元構(gòu)成一個字節(jié)可以存儲255以內(nèi)的整數(shù)，而8個四進制存儲單元則可以存儲65535以內(nèi)的整數(shù)。
據(jù)了解，這種存儲技術(shù)利用4個分立的磁極，借助非線性磁光效應(yīng)和表面等離子體效應(yīng)的技術(shù)，讀取出4個不同的磁化狀態(tài)，而且對信號對比度進行調(diào)節(jié)，確保達到最好的精確度。
154TB磁帶
2014年5月，IBM與富士膠卷公布一款154TB LTO磁帶庫的演示方案，并將在未來10年內(nèi)正式投放市場。
據(jù)了解，先進的伺服控制技術(shù)能夠讓磁頭實現(xiàn)納米級別的準(zhǔn)確定位，從而允許新方案的軌道密度達到現(xiàn)有LTO6格式的28倍。新的信號處理算法使運行狀態(tài)更為可靠，同時配備極為精密的90納米磁巨阻磁頭(簡稱GMR)讀取機制。
高性能相變存儲器/ NAND混合固態(tài)存儲
相變存儲器（PCM）是作為固態(tài)硬盤（SSD）替代的使用的標(biāo)準(zhǔn)NAND（閃存）內(nèi)存。相變存儲器（PCM）是一種非易失存儲設(shè)備，它利用材料的可逆轉(zhuǎn)的相變來存儲信息，利用特殊材料在不同相間的電阻差異進行工作的。
存儲單位
二進制存儲構(gòu)成了現(xiàn)代存儲的基礎(chǔ)。無論磁盤、硬盤、CD、DVD、U盤還是全固態(tài)存儲器，數(shù)據(jù)是以0或者1兩種狀態(tài)存儲于存儲單元中。一個存儲單元也就構(gòu)成了最小的存儲單位：比特(bit)。8個二進制位為一個字節(jié)（byte），是最常用的數(shù)據(jù)存儲單位，簡寫為B。
1KB(千字節(jié))=1024B
1MB(兆字節(jié))=1024KB
1GB(千兆字節(jié))=1024MB
1TB(太字節(jié))=1024GB
1PB(拍字節(jié))=1024TB
1EB(艾字節(jié))=1024PB
1ZB(澤字節(jié))=1024EB
1YB(堯字節(jié))=1024ZB
1BB(一千億億億字節(jié))=1024YB
存儲原理
磁盤和硬盤等存儲介質(zhì)由磁性材料構(gòu)成，其基本原理是磁性材料具有兩個磁極。這就好比每一個存儲單元就是一個微型吸鐵石，要么S級要么N級被磁頭讀取，這樣就形成了數(shù)據(jù)0或者1。磁性介質(zhì)存儲單元的磁極(S或者N)指向是由電子自旋和磁疇等物理特性決定。
上世紀(jì)70年代以來，電腦一直按照摩爾定律發(fā)展。早期的電腦存儲容量只有5MB，存儲容量平均每兩年增加1倍。
由于用于制造電路的材料存在極限，摩爾定律同樣擁有一個天然的極限。利用當(dāng)前的材料，我們只能采用在一塊硅片上增加芯片的數(shù)量提高性能，直至達到極限。如果想繼續(xù)提高性能，只能采用新材料。一個典型的外接硬盤當(dāng)前的存儲容量為5TB，售價約312美元，可存儲250萬首歌曲、1000部影片和200幅照片。
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