1. 스토리지 장치 개발을 위한 수은 지연선
수은 지연선은 수은이 실온에서 액체이자 도체라는 사실에 기반을 두고 있으며, 각 데이터는 기계파의 봉우리 (1) 와 파도 (0) 로 표현된다. 기계파는 수은주의 한쪽 끝에서 시작되며, 일정한 두께의 용융금속 수은이 진동막을 통해 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 세로로 전달되기 때문에' 수은 지연선' 이라고 불린다. 파이프의 다른 끝에서 센서는 모든 점 정보를 가져와서 시작점으로 피드백합니다. 머큐리는 그들을 저장 하기 위해 데이터를 수집 하 고 지연 상상해 보세요. 이 과정은 기계와 전자의 기묘한 결합이다. 단점은 환경조건의 제한 때문에 이런 기억 방법이 각종 환경요인의 영향을 받아 정확하지 않다는 것이다.
1950 년 폰 노이만 박사는 세계 최초의 스토리지 프로그램 기능을 갖춘 컴퓨터 EDVAC 를 설계했다. 그것의 주요 특징은 이진수를 사용하고, 수은지연선을 메모리로 사용하며, 명령과 프로그램을 컴퓨터에 저장할 수 있다는 것이다.
195 1 3 월, ENIAC 의 주요 디자이너 모클리와 엑터가 디자인한 최초의 범용 자동화 컴퓨터인 UNIVAC-I 가 가동됐다. 과학적 계산뿐만 아니라 데이터 처리도 할 수 있습니다.
2. 저장 장치 개발용 테이프
첫 번째 UNIVAC- 테이프 드라이브를 외부 스토리지로 사용하고 있습니다. 먼저 패리티 방법과 이중 연산 회로를 사용하여 시스템의 신뢰성을 높이고 처음으로 자동 프로그래밍 실험을 실시했습니다.
테이프는 모든 스토리지 디바이스가 발전하는 데 가장 저렴한 비용, 용량, 표준화 수준이 가장 높은 일반 스토리지 미디어 중 하나입니다. 그것은 좋은 교환성을 가지고 있어 저장하기 쉽다. 최근 몇 년 동안 오류 수정 기능이 뛰어난 코딩 기술과 읽기 및 쓰기 기능이 뛰어난 채널 기술을 채택함에 따라 테이프 스토리지의 신뢰성과 읽기 및 쓰기 속도가 크게 향상되었습니다. 읽기 및 쓰기 테이프의 작동 원리에 따라 헬리컬 스캔 기술, 선형 기록 (데이터 흐름) 기술, DLT 기술 및 고급 LTO 기술로 나눌 수 있습니다.
읽기 및 쓰기 테이프의 작동 원리에 따라 테이프 드라이브는 6 가지 사양으로 나눌 수 있습니다. 이 중 두 가지 헬리컬 스캔 읽기 및 쓰기 방법은 워크그룹 레벨 DAT(4mm) 테이프 드라이브와 부서 레벨 8mm 테이프 드라이브이고, 다른 네 가지 방법은 스트리밍 스토리지 기술을 사용하여 설계된 장치입니다. 로우엔드 애플리케이션을 위한 싱글 헤드 읽기 및 쓰기 방식, 테이프 너비가 1/4 인치인 Travan 및 DC 시리즈, 하이엔드 애플리케이션을 위한 테이프 너비가 1/2 인치인 멀티 헤드 읽기 및 쓰기 방식입니다.
테이프 라이브러리는 동일한 기본 자동 백업 및 데이터 복구 기능을 제공하는 테이프 기반 백업 시스템이지만 고급 기술 기능을 갖추고 있습니다. 스토리지 용량은 수백 페타바이트이며 드라이브 관리 소프트웨어의 제어 하에 연속 백업, 자동 검색 벨트, 지능형 복구, 실시간 모니터링 및 통계를 제공합니다. 전체 데이터 저장 및 백업 프로세스는 수작업이 전혀 필요하지 않습니다.
테이프 라이브러리는 데이터 저장 용량이 훨씬 클 뿐만 아니라 백업 효율성과 수동 점유 측면에서도 비교할 수 없는 이점을 제공합니다. 네트워크 시스템에서 테이프 라이브러리는 SAN (storage area network) 시스템을 통해 네트워크 스토리지 시스템을 구성할 수 있어 엔터프라이즈 스토리지에 강력한 보호 기능을 제공합니다. 테이프 미러링 기술을 통해 원격 데이터 액세스, 데이터 스토리지 백업 또는 다중 테이프 라이브러리 백업을 쉽게 수행할 수 있어 데이터 웨어하우징, ERP 등 대규모 네트워크 애플리케이션에 적합한 스토리지 디바이스입니다.
3. 저장 장치 개발의 드럼
1953 년 메모리 장치가 발전함에 따라 첫 번째 드럼이 IBM 70 1 에 메모리로 적용되었습니다. 드럼은 알루미늄 드럼 표면에 바르는 자성 재료를 이용하여 데이터를 저장한다. 롤러는 고속으로 회전하므로 액세스 속도가 빠르다. 포화 자기 기록을 사용하여 고정 헤드에서 부동 헤드, 자기 접착제에서 전기 도금 연속 자기 미디어에 이르기까지 다양합니다. 이 모든 것이 향후 디스크 스토리지의 토대를 마련했습니다.
드럼의 가장 큰 단점은 활용도가 낮다는 것이다. 큰 원통에는 하나의 표면만 저장에 사용되고 디스크의 양면은 저장에 사용됩니다. 분명히 이용률이 훨씬 높다. 그래서 접시가 나타나자마자 드럼은 도태되었다.
4. 저장 장치 개발의 핵심
미국 물리학자 왕안 1950 은 자성 물질을 이용하여 기억을 만드는 아이디어를 내놓았다. 아간은 이 생각을 현실로 만들었다.
코어 저장을 위해 Forrest 는 매우 명확한 자화 임계값을 가져야 하는 물질이 필요합니다. 그는 뉴저지주의 한 TV 철산소 변환기를 생산하는 회사에서 독일의 오래된 도자기 전문가를 찾아 용융 철광석과 산화물을 이용하여 특정 자성을 얻었다.
명확한 자화 임계 값은 설계의 핵심입니다. 이런 선의 메쉬와 심지는 금속망에 짜여져 있어 심지라고 한다. 그것의 특허는 컴퓨터의 발전에 매우 중요하다. 이 방안은 믿을 만하고 안정적이다. 자화는 상대적으로 영구적이므로 시스템 전원이 꺼진 후에도 저장된 데이터는 여전히 존재합니다. 자기장은 전자의 속도로 읽을 수 있기 때문에 대화식 계산을 가능하게 한다. 또한 와이어 그릴이기 때문에 스토리지 어레이의 모든 부분에 액세스할 수 있습니다. 즉, 와이어 그리드의 다른 위치에 다른 데이터를 저장할 수 있으며 해당 위치의 비트 문자열을 읽어서 즉시 액세스할 수 있습니다. 이를 RAM (Random Access Memory) 이라고 하며 스토리지 디바이스 개발에서 대화형 컴퓨팅의 혁신적인 개념입니다. 포레스트는 매년 15 만 달러에서 2 천만 달러를 받는 MIT 에 이러한 특허를 양도했습니다.
IBM 은 이러한 특허 허가를 받은 최초의 회사였으며, IBM 은 결국 북미 국방군사기지에' 회오리 바람' 을 설치하는 상업 계약을 체결했다. 더 중요한 것은, 1950 년대부터 모든 중대형 컴퓨터는 이 시스템을 채택했다. 자기심 저장은 1950 년대부터 1970 년대 초까지 모두 컴퓨터 주재의 표준 방식이다.
5. 스토리지 디바이스 개발을 위한 디스크
세계 최초의 하드 디스크 메모리는 IBM 이 1956 년에 발명한 것으로, 모델은 IBM 350 Ramac (회계 및 제어를 위한 랜덤 액세스법) 입니다. 이 시스템의 총 용량은 5MB 에 불과하며 지름이 24 인치인 디스크 50 개를 사용한다. 1968 년 IBM 은 고속 회전 디스크, 헤드 및 탐색 메커니즘을 먼지없는 하우징에 밀봉하여 헤드 어셈블리 (HDA) 를 형성하는' Winchester /Winchester' 기술을 제안했습니다 소형화, 얇고 가벼운 헤드 슬라이더를 사용하여 디스크 표면에 윤활제를 발라 접촉을 멈춥니다. 1979 년 IBM 은 헤드 무게를 더욱 줄여 더 빠른 액세스 속도와 더 높은 스토리지 밀도를 가능하게 하는 박막 헤드를 발명했습니다. 1980 년대 말, IBM 은 스토리지 장치의 발전에 또 다른 큰 기여를 했으며, 데이터를 읽을 때 신호 변화에 매우 민감하여 디스크의 스토리지 밀도를 수십 배로 높인 MR (자기 저항) 헤드를 발명했습니다. 199 1 년, IBM 이 생산한 3.5 인치 하드 드라이브는 MR 헤드를 사용하여 하드 드라이브 용량이 처음으로 1GB 에 도달했습니다. 그 이후로 하드 드라이브의 용량이 기가바이트 수준으로 늘어났습니다. IBM 은 또한 PRML (부분 응답 최대 우도) 신호 읽기 기술을 개발하여 신호 감지 감도를 크게 높여 기록 밀도를 크게 높였습니다.
현재 하드 드라이브의 면 밀도는 평방 인치 100Gb 이상으로 용량과 가격 대비 성능이 가장 큰 스토리지 장치입니다. 따라서 컴퓨터의 외부 저장 장치 중 최근 몇 년 동안 다른 저장 장치는 그 패권에 도전할 수 없었다. 하드 드라이브는 다양한 컴퓨터와 서버뿐만 아니라 디스크 어레이와 다양한 네트워크 스토리지 시스템의 기본 스토리지 장치이기도 합니다. 최근 몇 년 동안 소형 하드 드라이브의 출현과 급속한 발전은 모바일 스토리지에 이상적인 스토리지 미디어를 제공한다는 점에 유의해야 합니다. 마이크로 하드 드라이브는 플래시 칩이 감당할 수 없는 대용량 모바일 스토리지 분야에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. 현재 하드 드라이브 크기는 1 인치이며 스토리지 용량은 4GB 및 10GB 에 이릅니다. 1 인치 하드 드라이브도 곧 출시될 예정입니다. 마이크로하드 드라이브는 디지털 카메라, MP3 장치 및 다양한 휴대용 전자 장치에 널리 사용됩니다.
또 다른 디스크 저장 장치는 초기 8 인치 플로피 디스크, 5.25 인치 플로피 디스크, 3.5 인치 플로피 디스크 등 주로 데이터 교환 및 소용량 백업에 사용되는 플로피 디스크입니다. 이 중 3.5 인치 1.44MB 플로피 디스크는 거의 20 년 동안의 컴퓨터 표준 구성 위치를 차지했고 이후 24MB, 100MB, 200MB 의 고밀도 전환 플로피 및 플로피 제품이 등장했습니다. 그러나 USB 인터페이스 플래시 메모리의 출현으로 데이터 교환 및 소용량 백업으로서의 플로피 디스크의 주도권이 흔들리면서 스토리지 장치 개발의 역사 무대에서 탈퇴할 예정입니다.
6. 스토리지 디바이스 개발을 위한 디스크
디스크는 주로 읽기 전용 디스크와 읽기-쓰기 디스크로 나뉜다. 읽기 전용은 디스크의 내용이 고정되어 있어서 쓰거나 수정할 수 없고 내용만 읽을 수 있다는 것을 의미합니다. 읽기-쓰기 기능을 사용하면 사람들이 디스크의 내용을 수정하고, 원래 내용을 지우고, 새 내용을 쓸 수 있습니다. 마이크로컴퓨터는 주로 CD-ROM, CD-R/W 및 DVD-ROM 을 사용합니다.
1960 년대에 네덜란드 필립스의 연구원들은 레이저 빔을 사용하여 정보를 기록하고 재생하기 시작했다. 그들의 연구는 1972 에서 성공하여 1978 에서 시장에 진출했다. 최초의 제품은 잘 알려진 레이저 디스크 (LD) 시스템이다.
LD 의 탄생부터 컴퓨터용 CD-ROM 까지 LD- 레이저 디스크, CD-DA 레이저 디스크, CD-ROM 의 세 단계를 거쳤다. 다음은 이 세 가지 스토리지 장치의 다양한 발전 단계에 대한 제품 특징을 간략하게 설명합니다.
LD- 레이저 디스크, 일반적으로 LCD 로 알려져 있으며, 큰 지름 12 인치로 정보를 양면으로 기록할 수 있지만 기록된 신호는 시뮬레이션됩니다. 아날로그 신호의 처리 메커니즘은 아날로그 TV 이미지 신호와 아날로그 사운드 신호가 모두 FM (주파수 변조) 주파수 변조, 선형 중첩, 확대 제한을 거치는 것을 말합니다. 삭파 신호는 0.5 미크론 폭의 오목한 구덩이 길이로 표시됩니다.
CD-DA 레이저 시판 LD 는 성공적이지만 사전에 통일된 기준이 없어 개발과 생산이 처음부터 비싼 자금 투입에 빠졌다. 1982 년 필립스와 소니는 CD-DA 레이저 시판 레드북 표준을 제정했다. 그래서 새로운 CD 가 탄생했습니다. CD-DA 레이저 디스크 기록 방법은 LD 시스템과 다릅니다. CD-DA 레이저 디스크 시스템은 먼저 PCM (펄스 코드 변조) 을 통해 아날로그 오디오 신호를 디지털화한 다음 EMF (8 ~ 14 비트 변조) 를 통해 인코딩된 후 CD 에 기록합니다. 아날로그 레코드 대신 디지털 레코드를 사용하면 간섭 및 소음에 민감하지 않고 디스크 자체의 결함, 스크래치 또는 오염으로 인한 오류를 수정할 수 있다는 장점이 있습니다.
CD-DA 시스템이 성공한 후 필립스와 소니는 자연스럽게 CD-DA 를 컴퓨터의 대용량 읽기 전용 메모리로 사용하는 것을 생각했다. 그러나 CD-DA 를 컴퓨터의 스토리지로 사용하려면 CD-DA 의 오류율을 기존 10-9 에서10-/KLOC-로 낮추는 두 가지 중요한 문제를 해결해야 합니다. 이 표준의 핵심 아이디어는 디스크의 데이터를 데이터 블록으로 구성하는 것입니다. 각 블록에는 주소가 있어야 수백 메가바이트의 스토리지 공간에서 디스크의 데이터를 신속하게 찾을 수 있습니다. 오류율을 낮추기 위해, 오류 탐지와 오류 수정을 증가시키는 방안을 채택하였다. 검사 오류는 CRC (순환 중복 감지 코드) 를 사용하며, 수정은 Reed Solomon 코드를 사용합니다. 옐로 북은 CD 의 물리적 구조를 확립하여 컴퓨터에서 완벽하게 호환되도록 CD 의 파일 시스템 표준인 ISO 9660 을 개발했습니다.
1980 년대 중반, CD 저장 장치는 급속도로 발전하여 WORM 디스크, 자기 디스크 (MO), 상전이디스크 (PCD) 등 새로운 품종이 잇따라 출시되었다. 90 년대에 DVD-ROM, CD-R, CD-R/W 가 등장하여 보급되기 시작했으며, 지금은 컴퓨터의 표준 저장 장치가 되었다.
디스크 기술은 곧 출시될 차세대 고밀도 디스크인 고밀도로 한층 발전했습니다. 실험실은 다층 멀티레이어 CD 와 홀로그램 저장 CD 를 연구하고 있으며 5 년 이내에 시장에 출시될 예정입니다.
7. 저장 장치 개발을위한 나노 저장 장치
나노미터는 길이 단위이고 기호는 nm 입니다. 1 nm = 1 nm, 길이가 약 10 원자. 한 머리카락의 지름이 0.05 mm 이고 방사형 평균에서 5 만개의 머리카락으로 나뉘며 각 머리카락의 두께는 약 1nm 라고 가정합니다. 나노 스토리지와 관련된 주요 발전은 다음과 같습니다.
65438-0998 년, 미국 미네소타 대학과 프린스턴 대학은 자성 나노봉으로 구성된 나노 어레이 시스템인 양자판을 성공적으로 준비했다. 양자 디스크는 현재 65438+ 10 만 ~ 65438+ 10 만 개의 디스크에 해당하지만 에너지 소비량은 65438+ 10 만 배 감소했습니다.
1988 년 프랑스인들은 먼저 거대 자기 저항 효과를 발견했다. 1997 년까지 미국은 거대 자기 저항 원리를 기반으로 한 나노 구조 장치를 출시했으며, 자기 저장, 자기 메모리, 컴퓨터 읽기 및 쓰기 등에 대한 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다.
2002 년 9 월, 미국 위스콘신 대학의 연구팀은 실온에서 단일 원자를 조작하여 현재 CD 의 654.38+0 만 배에 달하는 원자급 실리콘 저장 물질을 개발했다고 발표했습니다. 이것은 나노 저장 재료 기술 연구의 큰 발전이다. 나노기술 잡지에 발표된 연구에 따르면 이 새로운 저장 재료는 실리콘 재료의 표면에 세워진 것으로 나타났다. 연구원들은 먼저 실리콘 재료 표면에 금을 승화시켜 정확한 원자 궤도를 형성한다. 그런 다음 위의 원자 궤도에 따라 실리콘을 승화시킵니다. 마지막으로 터널 현미경을 스캔하는 프로브를 통해 이러한 가지런한 실리콘 원자에서 간격으로 실리콘 원자를 추출하고, 짬을 낸 부분은' 0' 을 나타내고, 나머지 실리콘 원자는' 1' 을 나타내어 컴퓨터 트랜지스터 기능과 동등한 원자급 저장 재료를 형성한다. 전체 실험 연구는 실온에서 진행되었다. 연구팀의 책임자인 Helmsar 교수는 실온에서 다음 번에 원자들을 조종하는 것은 쉽지 않다고 말했다. 더 중요한 것은 저장 재료에서 실리콘 원자 배열선의 간격이 원자 크기라는 것이다. 이것은 메모리 재료의 원자 수준을 보장합니다. Helmsar 교수는 새로운 실리콘 저장 소재가 현재의 실리콘 저장 소재와 동일한 저장 기능을 가지고 있지만, 전자는 원자 부피이며, 그것으로 만든 컴퓨터 저장 소재는 더 작고 촘촘하다고 말했다. 이것은 미래의 컴퓨터를 소형화하고 정보를 저장하는 기능을 더욱 강화할 것이다.
이것이 바로 이 글에서 소개한 스토리지 장치 개발의 7 가지 주요 시기입니다.