新型存储介质.docx

储存介质的新成员们 分类：计算机技术 摘要：本文先简要介绍了当今许多流行储存介质的基石闪存。然后介绍了储存介质的两个新成员：固态硬盘和可重写光盘。最后着重介绍相变材料应用于电子存储的广阔前景。关键词：闪存 相变材料 The New Members of Storage MediaAbstract: This paper briefly introduces the flash memory which is the foundation of many popular storage media.You can also have a knowledge of the SSD and the rewritable disk.Whats more,you will see a new material which utilize phase-change theory that can be primely used in electronic memories.Keywords: Flash Memory Phase-Change Materials存储介质是指存储数据的载体。比如软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等。目前最流行的存储介质是基于闪存的，比如U盘、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等。闪存闪存是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储，以及在电脑与其他数字产品间交换传输数据，如存储卡与闪存盘。闪存是一种特殊的、以宏抹写的EEPROM。早期的闪存进行一次抹除掉就会清除掉整颗芯片上的数据。闪存的成本远较可以字节为单位写入的EEPROM来的低，也因此成为非易失性固态存储最重要也最广为采纳的技术。像是PDA, 笔记本电脑, 数字随身听, 数码相机与手机上均可见到闪存。此外，闪存在游戏主机上的采用也日渐增加，藉以取代存储游戏数据用的EEPROM或带有电池的SRAM。闪存是非易失性的存储器。这表示单就保存数据而言, 它是不需要消耗电力的。此外闪存也具有相当低的读取延迟(虽然没有电脑主存的DRAM那么快)。与硬盘相比，闪存也有更佳的动态抗震性。这些特性正是闪存被移动装置广泛采用的原因。闪存还有一项特性：当它被制成存储卡时非常可靠即使浸在水中也足以抵抗高压与极端的温度。与硬盘相比，闪存的优点：1闪存的体积小。但闪存的集成度并不一定会高。微硬盘做的这么大一块主要原因就是微硬盘不能做的小过闪存，并不代表微硬盘的集成度就不高。2相对于硬盘来说闪存结构不怕震，更抗摔。硬盘最怕的就是强烈震动。 3闪存可以提供更快的数据读取速度，硬盘则受到转速的限制。 4质量轻。固态硬盘固态硬盘（Solid State Disk、Solid State Drive，简称SSD，准确的技术称呼应为固态驱动器）是一种基于永久性存储器，如闪存，或非永久性存储器，同步动态随机存取存储器（SDRAM）的计算机外部存储设备。目前广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。虽然目前成本较高，但也正在逐渐普及到DIY市场。虽然在固态硬盘中已经没有可以旋转的盘状结构，但是依照人们的命名习惯，这类存储器仍然被称为“硬盘”。和常规硬盘相比，固态硬盘具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量的特点。这些特点不仅使得数据能更加安全地得到保存，而且也延长了靠电池供电的设备的连续运转时间。例如韩国三星半导体公司（SAMSUNG Semiconductor）于2006年3月推出的容量为32GB的固态硬盘，采用了和常规微硬盘相同的1.8英寸规格。其耗电量只有常规硬盘的5%，写入速度是常规硬盘的1.5倍，读取速度是常规硬盘的3倍，并且没有任何噪音。而影响固态硬盘普及的有成本、写入次数、容量低、数据损坏后难以恢复等因素。如就价格而言，英特尔（Intel）320系列 600G的固态硬盘售价9999元，而相似容量的传统硬盘只要500元左右。尽管如此，随着成本的降低和功能的完善，固态硬盘的普及仍是未来难以阻挡的趋势。可重写光盘可重写光盘或称可擦写光盘是最理想的光盘类型 , 也是最有应用前途的光盘类型。它像硬盘一样可读写 , 利用浮动磁光头在磁光盘上进行磁场调制 , 可进行高速重写磁光记录。REWRITABLE - 擦写原理光盘写入信息的过程是改变光盘介质的某种性质 , 以变化和不变两种状态分别表示 1 和 0 ,从而实现信息的存储。要实现光盘信息的重写,必须恢复光盘介质原来的性质, 擦去原来信息 , 然后重新记录新的信息。按照这种改变性质来实现信息存储的原理来分,光盘记录方式可分为两大类,即磁光式和相变式。 磁光式擦写原理：当前国际上较流行的是磁光式, 该盘普遍采用玻璃盘基上再加4层膜结构组成 , 它是以稀土-过渡金属非晶体垂直磁化膜作为记录介质光学膜和保护膜的多层夹心结构。 有两种磁光写操作方法 , 即居里点记录 (稀土-铁合金膜介质)和补偿点记录 ( 稀土-钻合金膜介质 ) 。 过程是用激光照射光盘垂直膜面磁化方向上的磁化物质,并对其垂直磁化。利用磁性物质居里点热磁效应,在某一方向饱和式磁化,用激光向需要存储信息 1 的单元区域加热 , 使其温度超过居里点,失去磁性。在盘的另一面的电磁线圈上施加一个外磁场 , 使被照单元反向磁化。这样该单元区域磁化方向与其他未照射单元方向相反 , 从而生产一个信息存储状态 1, 而其他未经照射单元相当于存储信息 0 。信息擦去过程与写过程刚好相反, 即恢复原来的磁化方向。读出原理是, 利用物理学中电磁感应效应 , 检测出磁盘存储单元磁化方向不同 , 从而实现信息的读取。相变式擦写原理：相变式擦写原理 这种方式是利用记录介质的两个稳态之间的互逆相结构的变化来实现信息的记录和擦除。两种稳态是反射率高的晶态和反射率低的非晶态 ( 玻璃态 )。写过程是把记录介质的信息点从晶态转变为非晶态。擦过程是写过程的逆过程,即把激光束照射的信息点从非晶态恢复到晶态。如今普通的可重写DVD光盘大约八元每张，有广阔的市场前景。相变存储器非晶态晶态 相变存储器（phase change memory）,简称PCM，利用硫族化合物在晶态和非晶态巨大的导电性差异来存储数据的。晶态和非晶态原子结构对比图相变存储器（PCM）是一种非易失存储设备，它利用材料的可逆转的相变来存储信息。同一物质可以在诸如固体、液体、气体、冷凝物和等离子体等状态下存在，这些状态都称为相。相变存储器便是利用特殊材料在不同相间的电阻差异进行工作的。 PCM器件的典型结构 （图片来源：Science .Issue 5886 ）相变存储器将是一种很有竞争力的存储设备，它是闪存的接班人，它把非易失性存储设备的能力带到了一个新的层次，你会强烈地感受到高密度、更快的速度、更稳定等特性所给你带来的便利。参考文献：Greg Atwood.Phase-C