存儲行業的發展與服務器行業的發展息息相關，近年來，服務器運算能力的飛速發展，尤其是物聯網、云計算等新興技術的發展都迫使包括存儲介質、容量以及性能等技術需要革新，以滿足復雜環境對存儲的性能容量需求。未來的存儲技術將向何方發展?11月19日，為期兩天的第17屆全國信息存儲技術大會在山東濟南拉開帷幕，眾多中科院專家、高校教授與知名存儲廠商匯聚一堂，共同討論新環境下的存儲發展方向。
第17屆全國信息存儲技術大會現場
服務器CPU發展前瞻——硅基芯片三維化
存儲技術與服務器行業技術密切相關，不可能脫離服務器行業的需求而獨立發展。要確定存儲行業技術的發展方向，就必須要首先了解服務器尤其是CPU技術的未來發展方向。在本次大會上，來自中科院的知名專家沈緒榜院士就服務器CPU技術的發展做了簡要概括。
中科院沈緒榜院士演講
沈緒榜院士認為，在計算機行業，遵循摩爾定律是非常重要的。自CPU芯片技術問世以來，便開始了計算機的嵌入融合應用。嵌入融合的應用正在使計算設備無限小，在未來，包括目前正處于起步的神經元芯片、化學計算機以及硅芯片的三維化技術等都將使得數字計算機從邏輯化朝向人性化發展。
晶體管將我們從電子管中解放出來，芯片制造技術發明之后，計算機按照摩爾定律不斷發展。據沈緒榜院士介紹，預計到2017年，微電子學的芯片制造技術特征尺寸將達到它的物理極限，而量子計算的制造技術的發展，將是高性能并行計算的未來。
沈院士認為，移動通信和云計算的興起將推動半導體業進入新的發展周期。隨著消費半導體技術的成熟，半導體技術的應用將有望從娛樂、媒體內容消費等向人體健康、清潔能源、環境保護以及其他領域拓展。而計算機的小型化取決于芯片的的制造技術和計算機的組裝技術。而芯片制造技術將從晶體管和互連線兩個方面發展。
晶體管制造技術自1947年問世以來，就不斷向著小型化的方向發展，英特爾公司于2003年推出了應變硅，2007年有推出了高-K金屬柵極。而在這其中，2002年發明的三柵極3-D晶體管是一種真正革命性的突破，在2011年5月，英特爾正式宣布將投產此技術，即人們耳熟能詳的Ixy Bridge 22納米芯片。類似“綠色”晶體管的新型晶體管有望為半導體業面臨的問題提供解決之道，支撐半導體業未來繼續為改善人類生活發揮作用。
互連線制造技術由來已久，最開始使用的是穩定性好的鋁互連技術。1997年，IBM的銅互連技術開發成功，是芯片互連技術的突破性變革。據沈院士介紹，現在IBM公司又開發成功了硅直通(TSV，Through Silicon Via)3-D集成的互連線技術。
沈院士認為，計算機的民主化將加速人類從工業社會進入知識社會;機器人的人性化，體力勞動將更多地由機器人完成，人則以智慧“安身立命”；而硅基芯片的三維化，微電子技術將仍然是知識社會的主要物質基礎。
云安全的發展將變得越來越重要
由于存儲性能的發展難以跟上運算能力的發展，并且數據的海量增長也讓存儲性能瓶頸日益凸顯，由此應運而生的云存儲將是最有望解決這些難題的首選技術。清華大學計算機系的舒繼武教授認為，云計算將對數據中心產生深遠的影響。
清華大學計算機系舒繼武教授
據舒教授介紹，目前的很多云存儲應用都是在訪問層為用戶提供服務，云存儲訪問層的服務主要分為面向個人和面向企業兩大類。面向個人的云存儲服務包括數據共享同步的網盤、在線文檔編輯；而面向企業的云存儲服務主要集中在歸檔和諸如視頻監控等行業應用領域。
據一項調查報告顯示，在對云存儲使用情況的調查中，在所有接受調查的用戶中，有79%用戶目前仍未使用云存儲，其最主要的原因就是云存儲的安全問題。舒教授認為，云存儲安全問題是所有云存儲的共性，最突出的問題包括兩點，及數據私密性問題和數據可靠性與可用性問題。
舒教授表示，不同的云存儲應用對安全都有這兩點需求，但是具體到細節上可能存在差異。云端安全問題包括兩個層面，一是技術層面安全;而社會層面的安全。從安全問題在云端系統中的分布來看，云端安全可以包括基礎架構安全、虛擬化技術安全、云存儲安全以及云應用安全在內的諸多問題。
而社會層面的安全其實是云計算及云服務所面臨的最大挑戰和最難逾越的障礙。這里面包括政府的相關法律法規是否完善，相關的糾紛仲裁以及取證如何實施等，其實質上是考驗跟更深層次的社會信任和信譽機制是否成熟。缺乏信任以及信任無法獲得有效監督和監控都將嚴重影響云計算的廣泛應用和部署。
舒教授同時表示，在解決云計算與云存儲所面臨的安全風險可以從兩個角度去分析以解決問題。從用戶的角度來看，在云環境下，用戶對于應用運行和數據存儲的物理環境缺乏必要管理和控制權限，所謂安全完全建立在對云提供者的信任基礎之上，而沒有監控和審核的信任往往又是最不安全的。因此，用戶必須充分意識到云計算這種服務模式固有的安全風險，特別是相關的法律法規還不健全，第三方監督還沒有有效建立的情況下，必須考慮與云服務提供者達成詳細的有約束力的契約。
而從云提供者的角度來看，必須要應對用戶、數據隔離失效風險、云服務可靠性及可用性風險等。除此之外，云提供者還必須要應對惡意用戶對于云的濫用風險，為了規避以上風險，云提供者必須對云進行系統、前面的安全加固，不僅要在網絡層面，在云中部署針對性的安全防護產品，更需要從系統層面，建立完善的密鑰管理、權限管理、認證服務等安全機制。
隨著云計算的不斷發展，舒教授認為，云安全未來會有五大發展方面，即建立統一的標準，建立相關的法律法規，建立監督審核機制，建立查詢和確認機制，并完善取證技術。雖然云計算與云存儲還是一個比較新的概念，但世界范圍內的越來越多的公司和廠商參與其中，云的發展趨勢非常樂觀，同時云計算與云存儲中的安全與可靠性研究將是非常有價值的研究方向。
相變存儲器技術前途光明
隨著數據量的不斷增大和運算能力的不斷升級，其對存儲系統的存儲介質也會提出更高的要求，據華中科技大學武漢光電國家實驗室的繆向水教授介紹，閃存決定著目前的非易失性存儲器市場，在2007年的全球半導體元件總體市場收入為2739億美元，而半導體存儲則占據了22%的市場份額，并且在2007年的國內集成電路市場銷售額為5624億人民幣，在這其中，半導體存儲器占據了將近24%的份額。閃存廣泛應用于U盤、手機卡、MP3、相機卡、電子卡以及其他便攜式通訊和信息設備之中。
華中科技大學武漢光電國家實驗室繆向水教授
繆教授認為，“摩爾定律”將使傳統的閃存繼續有效到32納米，一旦超過這個極限，可靠性問題將限制隧道氧化物和電介質層厚度的進一步降低，并且器件物理將限制通道長度的進一步減小，這兩大問題將限制閃存的進一步發展，人們迫切需要一種新的32納米及其以下的新型非易失性存儲器。而相變存儲器經過幾十年的發展，其將成為未來的重要存儲介質之一。
繆教授認為，受益于30余年硅制造技術的發展，高純度和薄膜材料的制造，使得相變存儲器普及成為可能。相比于目前傳統的存儲器，相變存儲器其尺寸越小，所需的電流越小，其性能更優越，因而更適合大容量和低能耗的需要;并且相變存儲器的工藝步驟少，其高可擦寫次數達到了十的十三次方次，而且容易與邏輯電路兼容，長達10年壽命期以及抗輻射等特點，使得其成為下一代存儲器的不二人選。
目前，國際半導體工業協會認為相變存儲器最有可能取代閃存FLASH和動態隨機存儲器DRAM等目前的主流產品，而成為未來存儲器的主流產品。據繆教授介紹，相變存儲器因其明顯改善讀寫速度、顯著地降低寫時間以及較低的制造成本等優點，將直接取代快閃存儲器，成為市場上的主流產品。鑒于相變存儲器的這些優點，英特爾、IBM、三星等知名國際公司都在對其進行大力研究，武漢國家光電實驗室的相變存儲器研究已經進入實際使用階段，并獲得了與此相關的多項專利。
優秀論文獲獎畢業生合影
除了對上述這些領域領先技術的研究討論之外，此次大會的另一個重頭戲是對諸多來自國內各個高校的有關計算機存儲領域的優秀畢業生論文進行答辯，從中甄選出7篇特別優秀的論文頒獎，并將在相關刊物上發表。
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