现代计算机存储介质材料及发展

合集下载

存储发展历程

存储发展历程

存储发展历程存储发展历程是指存储技术的发展过程,它是信息技术发展的重要组成部分。

存储技术不仅对计算机的性能和功能起着至关重要的作用,也对人类社会的发展产生了深远的影响。

本文将从存储技术的起源、发展到现代存储技术的应用等方面,介绍存储发展的历程。

存储发展的历程可以追溯到古代。

在古代,人们用石头、木块等来记录信息。

这种方式虽然很古老,但在当时来说已经非常先进了。

随着时代的发展,人们开始使用纸张、羊皮纸和木板等材料来记录信息,这使得信息记录和传播更加方便和高效。

随着计算机的出现,存储技术开始进入了一个新的时代。

早期的计算机使用的是真空管和继电器等电子元件来存储信息,这种方式存在着体积大、功耗高和寿命短等问题。

然而,这种存储方式为后来的发展奠定了基础。

1950年代,随着晶体管的发明和应用,存储技术取得了巨大的进展。

晶体管的出现将存储空间缩小了许多倍,使得计算机的性能大大提高。

此后,人们开始使用磁鼓和磁带等磁性材料来存储信息。

这种方式不仅存储容量大,而且读写速度快,成为了当时主流的存储方式。

1960年代,集成电路的问世使得存储技术迈入了一个新的阶段。

集成电路的出现将存储空间进一步缩小了,存储容量和速度得到了大幅提升。

此后,人们开始使用硬盘和光盘等存储介质,这使得存储容量进一步提高,同时保证了数据的稳定性。

到了1990年代,随着互联网的兴起,存储技术迎来了一次革命。

人们开始需要更大容量、更高速度和更稳定的存储设备来应对日益增长的数据需求。

固态硬盘(SSD)的问世解决了传统硬盘存在的一系列问题,如读写速度慢、噪音大和易损坏等。

SSD采用闪存芯片来存储数据,不仅读写速度快,而且具备低功耗、无噪音、抗震动等优点,成为了现代计算机的主流存储设备。

如今,存储技术在人们的日常生活中无处不在。

从智能手机、平板电脑到云计算,存储技术发挥着重要作用。

云存储技术的出现,将存储空间从个人计算机转移到了云端服务器,为用户提供了无限的存储容量和便捷的数据共享。

计算机硬盘认识

计算机硬盘认识

计算机硬盘认识计算机是现代社会中一项非常重要的技术,无论是生产生活还是商业运营都离不开计算机的支持。

而计算机的核心部件就是计算机硬件,它负责计算机的运转,包括中央处理器、内存、硬盘、显卡等组成部分。

在计算机硬件中,硬盘作为存储介质之一,是非常重要的组成部分之一。

本文将深入了解计算机硬盘的相关知识。

一、硬盘的分类和原理硬盘是指计算机中用来存储信息的磁性媒体,可以长期保存大量信息。

硬盘的分类主要有机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)两种。

机械硬盘的主体结构是机械部件,利用磁性材料存储信息,因此具有较高的容量和较低的造价,但速度较慢。

固态硬盘则采用闪存作为存储介质,因此具有极快的读写速度,但容量相对较小,造价较高。

硬盘原理是指硬盘的读写操作和数据存储方式。

硬盘的读写操作是通过从盘片的表面读取磁性材料上的数据和向表面写入数据完成的,操作过程中磁头需要极高的精度和速度。

数据存储方式则是按照一定的方式将信息在磁性材料上编码存储,因此存储的信息可以长期保存,并且可以进行读写、修改等操作。

二、硬盘的参数和指标硬盘的参数和指标是指硬盘的基本性能和工作方式。

最基本的硬盘参数是容量,即硬盘可以存储的最大数据量。

此外,硬盘的转速也是硬盘参数之一,转速越高则读写速度越快,但功耗和噪音也更大。

数据传输速率也是硬盘的指标之一,即读写数据的速率。

缓存大小则是硬盘用于缓存数据的内存大小,一般来说缓存越大则读写速度越快。

寻道时间和转速延迟则是硬盘读写数据的关键时间,对硬盘性能具有重要影响。

三、硬盘的安装和维护硬盘的安装和维护是保持计算机系统稳定运行的重要措施。

在硬盘安装时应该注意正确的位置和连接方式,以便保证数据传输的速度和稳定性。

硬盘维护方面则需要注意保持存储信息的正常,定期清理不必要的信息,防止硬盘损坏、数据丢失等情况的发生。

此外,定期备份数据也是确保信息安全的重要手段之一,可以在出现故障时及时恢复信息。

综上所述,硬盘作为计算机系统的重要组成部分,具有重要的存储和传输数据的功能。

软盘工作原理

软盘工作原理

软盘工作原理一、什么是软盘?软盘(Floppy Disk)是一种可移动存储介质,由塑料外壳、磁性材料和读写机构组成。

它是早期个人计算机中最主要的外部存储设备之一。

二、软盘的历史2.1 发展背景在计算机普及的早期,硬盘驱动器尺寸较大、价格昂贵,不适合大规模推广使用。

因此,软盘成为了一种主要的存储介质。

2.2 软盘类型软盘根据尺寸和容量的不同,可以分为多种类型,其中最常见的是3.5英寸和5.25英寸两种。

三、软盘的结构软盘通常由外壳、磁性材料和读写机构组成。

3.1 外壳软盘的外壳是由塑料制成,主要包括顶盖、底盖和中间环组成。

它们通过螺纹连接在一起,保护磁性材料和读写机构。

3.2 磁性材料软盘的磁性材料是由一层或多层磁性材料制成的薄膜,常见的是氧化铁粉质材料。

3.3 读写机构读写机构由读写头、驱动电机和控制电路组成。

它们负责将数据写入磁性材料或从磁性材料中读取数据。

四、软盘的工作原理软盘的工作原理可以分为数据读取和数据写入两个过程。

4.1 数据读取数据读取过程如下:1.电脉冲从计算机主板的软盘控制器发送给软盘驱动器,控制磁头的移动。

2.读写头在软盘磁性材料的表面生成一个微弱的磁场。

3.磁头沿着软盘的同一磁道上移动,检测磁场的变化。

4.磁头将检测到的模拟信号转换为数字信号,传输给软盘控制器。

5.软盘控制器将数字信号传输到计算机主板,供计算机处理。

4.2 数据写入数据写入过程如下:1.计算机将数字信号发送给软盘控制器,指示要写入的数据。

2.软盘控制器接收到数据后,将其传输给软盘驱动器。

3.软盘驱动器根据指示,控制读写头在磁性材料上生成磁场,写入数据。

4.写入的数据通过磁性材料的磁化状态被保留。

五、软盘的优缺点5.1 优点1.成本低廉:软盘是一种相对便宜的存储介质,适合大规模使用。

2.可移动性:软盘的便携性使得数据交换和共享变得容易。

3.容量适中:软盘的存储容量虽然相对较小,但对于早期个人计算机的需求来说已经足够。

《计算机组成原理》第7章:存储系统

《计算机组成原理》第7章:存储系统

/webnew/
7.1 存储系统概论
所谓速度,通常用存取时间(访问时间)和存取周期 来表示。存取时间是指从启动一次存取操作到完成 该操作所经历的时间;存取周期是指对存储器进行 连续两次存取操作所需要的最小时间间隔。由于有 些存储器在一次存取操作后需要有一定的恢复时间, 所以通常存取周期大于或等于取数时间。单位容量 的价格是指每位的价格。数据传输率是指在单位时 间内可以存取的二进制信息的位数,在数值上等于 存储器总线宽度除以存取周期,所以又可称为存储 器总线带宽或频宽。除此之外,存储器件还有一个 十分重要的性能,就是它是否是挥发性的。
图7-6 2114的读/写周期波形图
/webnew/
7.2.2 静态MOS RAM芯片举例
4. 静态存储器的组织 1)位扩展
图7-7 位扩展连接方式
/webnew/
/webnew/
性 能 存储信息 破坏性读出 需要刷新 行列地址 运行速度
SRAM 触发器 否 否 同时送 快 电容 是 需要 分两次送 慢
DRAM
集成度
发热量 存储成本

大 高

小 低
表7-1 静态存储器和动态存储器性能比较
/webnew/
7.2 主 存 储 器
7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6 7.2.7

基本概念 静态MOS RAM芯片举例 动态MOS RAM 2164芯片 动态MOS RAM 4116芯片 动态RAM的刷新 只读存储器举例 主存储器与CPU的连接
/webnew/
/webnew/
7.2.2 静态MOS RAM芯片举例
3. 读写时序 为了使芯片正常工作,必须按所要求的时序关系 提供地址信息、数据信息和有关控制信号,2114 的读/写周期波形图如图7-6所示。 1) 读周期 2) 写周期

计算机的存储系统(一)

计算机的存储系统(一)

ww
n c w.
k o bo
t e .n
ww
n c w.
k o bo
※ 1 ※
t e .n
ww
b n c . w
. k oo
o o b
t e n . k
w
n c . w w
k o o
t e .n
t e n . k o o b n c .
k o o b n c . w ww ww
用磁性材料构成的存储器称为磁表面存储器,磁表面存储器是在金属或塑料载体上均匀地涂抹 一层磁性材料,利用该磁层存储信息,日常所用的磁盘和磁带等都属于磁表面存储器。磁表面存储 器的容量大、价格低,但访问速度慢,一般用作辅助存储器。 光存储器是一种利用激光技术进行访问的存储器,如今经常用到的 CD-ROM(只 读光盘) 、MO (可读写光盘) 、 WORM (一次写入、多次读出光盘)都属于光存储器。这类存储器的容量很大, 但访问速度也慢,一般也作为辅助存储器使用。 存储器的实际存取速度取决于构成存储器的存储介质物理状态的改变速度。 2. 按存取方式分类 对存储器的存取方式是很多的,如顺序存取、随机存取、直接存取、关联存取等。如果可以随 机地、个别地对存储器中的任何存储单元进行存取,这种存储器称为随机存储器 ( RAM )。计算机 内存就多指系统的 RAM 。如果在读取存储器的内容时,只能按照一定的顺序存取,即存取时间和 存 储单元的物理位置有关,这种存储器就称为顺序存储器。磁带就是一种典型的顺序存储器。直接存 取则介于随机存取和顺序存取之间,如磁盘就是一种直接存取存储器。在存取信息时,磁盘需要完 成两个逻辑操作,首先直接指向整个存储器的某一区域(磁道或磁头) ,然后对所指向的区域按顺 序 存取。关联存取存储器是一种随机存取存储器,通过在一个字中比较所要的位进行特定地匹配,并 且能同时在所有字中进行。换句话说,关联存取存储器是按内容访问(而不是按地址访问)的存储 器,它将存储单元所存内容的某一部分作为检索项(称为关键字项)对存储器进行检索,然后对存 储器中与检索内容相符的存储单元内容进行读出或写入。 3. 按物理特性分类 不同的存储器的物理特性也不尽相同,有些存储器只能短暂存储信息,时间长了或者掉电就会 丢失信息;有些存储器则可以长久保存信息,即使掉电也不会导致信息丢失。从这种角度分,存储 器可以分为易失性的存储器和非易失性存储器。随机存储器( RAM )属于易失性的存储器,只有加 电信息才能保存,掉电则会使信息丢失;只读存储器( ROM )则属于一种非易失性的存储器,即使 掉电也不会丢失,因此,计算机主板上用于保存系统信息的 BIOS 就是采用非易失性存储器。 另外,随着存储器技术的不断发展,只读存储器也出现了不同的种类。根据存储内容能否擦除 , 存储器又分为可擦存储器和不可擦存储器。如掩模式只读存储器和一次编程只读存储器 ( PROM ) 就是不可擦存储器,其中的数据只能读出,不能改变;而 EPROM 和 EEPROM 则是可擦存储器,可 以反复擦除和向其中写入信息。 4. 按存储位置分类 现代计算机系统中的存储器是一个多层次的存储器系统。不同的存储器分布在计算机系统中不 同的地方,起着不同的作用。可以据此将存储器分为高速缓存、主存(内存)和辅存(外存) 。现今 的高速缓存已经集成到 CPU 内部,其容量最小,每位价格高,但速度很高,接近于 CPU 的处理速 度;主存的存取速度仅次于高速缓存,容量较大,每位价格也比较高;辅存的速度最慢,但容量最 大,单位存储容量价格最低。这几种存储器在计算机中各自担负不同的职责,都发挥着非常重要的 作用。

(完整版)现代计算机存储介质材料及发展

(完整版)现代计算机存储介质材料及发展

孔纸带和穿孔卡片。 情报资料可以脱机存放在软盘片上, 使用时装入软磁盘存储器输入计算
机。软磁盘存储器的存储媒体是软磁盘片。 5)光盘存储器
利用光斑的有无表示信息。 利用激光读出和写入信息。
特点是容量很大, 非破坏性读出,
长期保存信息,速度慢。常用作外存。
6)其它存储器
由于技术不断的进步,其它存贮体在计算机中主、辅助广泛应用,如:

文件系统的研究也有参考价值, 所以分析存储介质材料, 对从价格、容量、读写速度方面选
择存储设备以及存储体系结构的发展起着十分重要的作用。例如软盘、光盘、
DVD、硬盘、
闪存、 U 盘、 CF卡、 SD卡、 MMC 卡、 SM 卡、记忆棒( Memory Stick )、xD 卡等都属于存储
介质。而目前最流行的存储介质是基于闪存的,比如
与第一代材料相比, 突出的一点
就是希望在短波长具有大的磁光竟尔转角。 这些被研究的材料有 Pt / O 多层膜。 当 co的厚度
在0. 3rim , Pt 的厚度在 trim 左右时, Pt / Co多层膜具有很强的垂直磁化特性,它在蓝光渡
长耐具有 0.4度的克尔转角, 为第一代磁光盘材料的两倍。 国外的有关人员在 Pt / Co多层膜
现代计算机存储介质材料的相关介绍以及发展
摘要:
主要介绍了存储介质的发展过程, 以及目前存储介质的分类, 最后简述了根据各种存储介
质的特性而衍生出的新的存储介质材料,并从其性价比进行了分析。
关键字:
存储介质,闪存,混合硬盘,磁光盘存储介质,强电介质存储,双向一致存储器,光学体
全息存储
引言:
存储介质的评测和分析对构建文件系统过程如何选取存储设备具有重要的指导作用,

计算机存储器的分类及其特点

计算机存储器的分类及其特点

计算机存储器的分类及其特点在现代计算机中,存储器扮演着重要的角色,它用于存储和检索数据,是计算机的核心组件之一。

计算机存储器根据其工作原理、存储介质和使用方式的不同,可以划分为多种不同的类型。

本文将详细介绍计算机存储器的不同分类及其特点。

1. 随机访问存储器(RAM)随机访问存储器(Random Access Memory,RAM)是计算机最常用的存储器类型之一。

它的特点如下:- 可以随机读写数据,读写速度快。

- 存储的数据在断电之后会丢失,需要持续供电维持数据。

- 实现了数据的随机访问,可以快速定位和读取需要的数据。

2. 只读存储器(ROM)只读存储器(Read-Only Memory,ROM)是一种只能读取而不能写入数据的存储器。

它的特点如下:- 存储的数据在断电之后不会丢失,具有非易失性。

- 内置存储的数据通常是固化的,无法修改。

- 用于存储一些固定的系统程序和数据,如计算机的启动程序(BIOS)。

3. 快速存储器(Cache)快速存储器(Cache)是位于计算机处理器和内存之间的一层高速存储器,用于加快数据的访问速度。

它的特点如下:- 存储的是最近频繁访问的数据,以提高计算机性能。

- 通过减少内存和处理器之间的数据传输次数,减少了延迟。

- 分为一级缓存(L1 Cache)和二级缓存(L2 Cache),速度递减。

4. 磁盘存储器(Disk)磁盘存储器是一种永久性存储器,被用于存储大量的数据和程序。

它的特点如下:- 存储介质通常是磁盘或固态硬盘(SSD)。

- 可以永久保存数据,即便断电也不会丢失。

- 通过机械臂的移动读取和写入数据,速度相对较慢。

5. 光盘存储器(CD/DVD)光盘存储器主要用于存储音频、视频、软件等大容量的数据。

它的特点如下:- 存储介质是光盘,通过激光读取数据。

- 数据容量较大,可以存储数GB的数据。

- 只能进行顺序读取,无法进行随机读取。

6. 固态存储器(SSD)固态存储器(Solid-State Drive,SSD)正逐渐取代传统的机械式硬盘,成为一种新型的存储器。

半导体存储器的历史与现状

半导体存储器的历史与现状

半导体存储器的历史与现状半导体存储器是现代计算机中一个极为重要的组成部分,它可以包括动态随机存取存储器,静态随机存取存储器以及闪存存储器等。

在当今的科技发展中,半导体存储器产业也随之迅速发展。

本篇文章将从半导体存储器的起源及其历史、现在半导体存储器的发展现状、半导体存储器的未来三个部分进行较为详细地探讨。

一、半导体存储器的起源及其历史半导体存储器的发展始于20世纪50年代末到60年代初,当时的计算机运算速度非常缓慢,而计算机使用的纸带和磁带等传统存储介质也存在一系列问题。

为了解决这些问题,人们开始研制半导体存储器。

早期的半导体存储器主要是采用磁芯存储器、电容存储器等集成电路实现。

1970年代,随着半导体器件工艺和技术的迅速发展,电子存储器的应用开始迅速普及。

80年代,动态随机存取存储器(DRAM)和静态随机存取存储器(SRAM)逐渐发展成为主要的半导体存储器类型,并广泛应用于微处理器、计算机、手机等电子设备中。

在存储容量和速度方面,半导体存储器也在不断提升,形成了DRAM、SRAM、闪存等多种类型,这些存储器以不同的价格和功能等作为不同物理尺寸的计算机系统中存储器层次结构的不同层。

二、现在半导体存储器的发展现状当今,半导体存储器产业不仅是一个庞大、复杂的系统,而且是一个进步非常迅速的系统。

现在,半导体存储器的使用和数量已经飙升。

目前,电子存储器的使用已经广泛应用到了计算机、手机、便携设备等各类电子设备中,并且代表性质的半导体存储器如DRAM、NAND闪存等也已加入了存储器层次结构等多个方面。

随着移动互联网的兴起,越来越多的人们开始使用手机、平板电脑和笔记本电脑等便携设备。

这对半导体存储器产业提出了新的挑战,即提高其功耗和性能等方面。

在这方面,半导体存储器的技术不断进步,DRAM、NAND闪存、SRAM和TF/CF卡等多种存储器类型已进入产业化阶段。

此外,半导体存储器产业已经形成了以三星、SK海力士、东芝、西部数据等为代表的几大存储器生产商,并逐渐成为一种重要的技术产业。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

现代计算机存储介质材料的相关介绍以及发展摘要:主要介绍了存储介质的发展过程,以及目前存储介质的分类,最后简述了根据各种存储介质的特性而衍生出的新的存储介质材料,并从其性价比进行了分析。

关键字:存储介质,闪存,混合硬盘,磁光盘存储介质,强电介质存储,双向一致存储器,光学体全息存储引言:存储介质的评测和分析对构建文件系统过程如何选取存储设备具有重要的指导作用,对文件系统的研究也有参考价值,所以分析存储介质材料,对从价格、容量、读写速度方面选择存储设备以及存储体系结构的发展起着十分重要的作用。

例如软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(Memory Stick)、xD卡等都属于存储介质。

而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。

正文:计算机存储介质是计算机存储器中用于存储某种不连续物理量的媒体,是存储数据的载体。

1、存储介质的发展史:不可否认软盘在很长的一段时间内成为了无可替代的移动存储介质,但进入20世纪90年代,软盘相对较小的容量已经无法满足日益庞大的数据存储需求,人们开始寻找一种可以取代软盘的移动存储方案。

1994年,美国Iomega公司开始推出一种名为“ZIP”的驱动器,就容量而言,ZIP 盘片100MB的容量已经足以满足当时的移动存储需求,极有可能取代3.5英寸软盘长达十数年的统治地位,成为主流的移动存储介质。

然而,Iomega并没有成功地抓住这一次机会。

直到1996年,M-Systems、Trek、朗科等公司抓住了USB(通用串行总线)标准发展的契机,推出了一个由USB接口和闪存(Flash Memory)组成的移动存储装置,也就是如今广泛流行的闪存盘。

这种无论是体积还是容量都比软盘好许多的新产品很快取代了3.5英寸软盘的地位。

在闪存盘迅速占领市场的同时,许多的公司开始为争夺闪存盘的发明权争论和打官司。

他们无不声称是自己第一个设想、设计或者生产出了类似闪存盘的产品,而且,他们当中的某些公司分别在不同的国家申请了相关的专利,相关的争论一直没有结束,或许,未来也不会得出任何结果。

移动存储介质的研究仍然在继续着。

1998年,两个德国科学家发现数据还可以被存储在胶带之中,相关的技术目前主要用于全息影像图鉴定领域。

而1999年发布的SD存储卡则彻底地颠覆了消费类电子产品世界。

Iomega也在2003年再次推出了新的移动存储装置REV移动硬盘,但这一次仍旧是未能获得成功。

总的来说,当前使用最为广泛的移动存储介质仍旧是CD-R、DVD-R(±)以及闪存盘2、存储介质的分类:1)半导体存储器利用双稳态触发器存储信息(动态存储器除外)速度快,信息易丢失(只读存储器除外)。

常用作主存、高速缓存器。

2)磁芯存储器利用磁芯的磁极方向来存储数据。

特点是体积大,可靠性高,体积大,速度慢。

3)磁鼓存储器利用高速旋转的圆柱体磁性表面作记录媒体。

特点是信息存取速度快,工作稳定可靠,虽然其容量较小,正逐渐被磁盘存储器所取代,但仍被用作实时过程控制计算机和中、大型计算机的外存储器。

为了适应小型和微型计算机的需要,出现了超小型磁鼓,其体积小、重量轻、可靠性高、使用方便。

4)磁盘存储器利用磁记录技术来存储数据。

它兼有磁鼓和磁带存储器的优点,即其存储容量较磁鼓容量大,而存取速度则较磁带存储器快,又可脱机贮存,因此在各种计算机系统中磁盘被广泛用作大容量的外存储器。

磁盘一般分为硬磁盘和软磁盘存储器两大类。

硬磁盘存储器的品种很多。

从结构上,分可换式和固定式两种。

可换式磁盘盘片可调换,固定式磁盘盘片是固定的。

可换式和固定式磁盘都有多片组合和单片结构两种,又都可分为固定磁头型和活动磁头型。

固定磁头型磁盘的容量较小,记录密度低存取速度高,但造价高。

活动磁头型磁盘记录密度高(可达1000~6250位/英寸),因而容量大,但存取速度相对固定磁头磁盘低。

活动头固定式磁盘近几年来在技术上有了很大改进,成为一种密封组合式固定盘磁盘存储器,称为温彻斯特盘。

这种盘体积小,可靠性高,容量大,记录密度高,代表当前磁盘存储器的发展方向。

软盘存储器是近年发展起来的一种新型磁盘,容量在1-3MB左右。

其特点是价格便宜,用途广泛,使用和携带都很方便,适应微型计算机系统对辅助存储器小型、可靠及价格低廉的要求。

软磁盘盘片外径有8英寸、5英寸、3.5 英寸等数种。

软磁盘存储器除了适宜作微型计算机外存储器外,还可以与输入键盘组成从键到软磁盘的输入装置代替传统使用的穿孔纸带和穿孔卡片。

情报资料可以脱机存放在软盘片上,使用时装入软磁盘存储器输入计算机。

软磁盘存储器的存储媒体是软磁盘片。

5)光盘存储器利用光斑的有无表示信息。

利用激光读出和写入信息。

特点是容量很大,非破坏性读出,长期保存信息,速度慢。

常用作外存。

6)其它存储器由于技术不断的进步,其它存贮体在计算机中主、辅助广泛应用,如: FLASH、优盘、ccD以及移动硬盘等。

3、存储介质材料未来的发展:1)闪存(数据存储材料)闪存作为半导体存储器的一种在最近几年里发展十分迅猛,其优点几乎是全方位的:体积小、读写速度快、数据安全性好、省电等。

虽然闪存技术已经取得了长足的进步,但要实现替代硬盘的目标还有很长的路要走。

从目前闪存技术的发展来看,提升容量和降低成本依然是闪存需要解决的问题。

理论上看,闪存技术可以从一切半导体技术的进步中收益,事实也是如此。

目前芯片制造领域中已经实用化或接近实用化的技术,如三维晶体管技术、高K材料和金属栅技术和先进的光刻技术、新存储材料技术等。

借助这些技术,闪存容量仍然有极大的提升潜力。

就新存储材料技术来谈:数据存储材料,即是栅极之下的那层薄膜。

闪存容量和读写速度将取决于这层仅有纳米级别厚度的薄膜。

传统的晶体管在进化到90纳米以下之后,就会产生较大的漏电。

因此,个大厂商开始研究新的薄膜材料,例如:硅氮化物氧化物薄膜,金属氮化物氧化物薄膜,这种结构简称为ONO膜结构。

采用这种膜结构技术不易产生源漏级间的短信道效应,更容易实现工艺水平的提高。

在抑制短通道效应的同时,确保了单元的接通电流,扩大了读取余量,也改善了数据保持特性。

诸多新技术的出现使得闪存的容量增长突破了摩尔定律的限制,价格也已经下降到非常合理的水平,按照这样的趋势,闪存将顺理成章地占据存储器领域的大多数地盘。

2)磁光盘(短波长的磁光盘材料)磁光盘以存储容量大、经济、可以长期安全地保存数据的优点在存储介质中占有了不可或缺的地位。

提高存储密度是近年乃至未来几年科学工作者主要研究的问题。

磁光盘存储介质材料的要求为:(1)具有垂直磁化,即它的磁各向异性能要大于垂直磁化时的退磁能;(2)具有合适的居里温度,大致在250—300摄氏度;(3)尽可能大的磁光克尔转角,致使反射束偏振面有大的旋转角;(4)能承受百万次以上的信息写擦和重写的周期。

基于这些要求,,国内外有关科学工作者纷纷探索了第二代的磁光盘存储材料。

与第一代材料相比,突出的一点就是希望在短波长具有大的磁光竟尔转角。

这些被研究的材料有Pt/O 多层膜。

当co的厚度在0.3rim,Pt的厚度在trim左右时,Pt/Co多层膜具有很强的垂直磁化特性,它在蓝光渡长耐具有0.4度的克尔转角,为第一代磁光盘材料的两倍。

国外的有关人员在Pt/Co多层膜的磁光盘上作了大量的实性能研究。

证明它是目前为止较为合适的短波长磁光树料候选物。

但它的性能与co的厚度变化非常灵敏,即使其变化0.1nm,材料的性能就有很大的变化,再如受热对 Pt层和Co层间原子扩散导致界面特性变化从而影响多层膜的垂直磁化特性。

因此,第二代材料的磁光盘存储材料仍在摸索之中。

3)超大容量、快速光学体全息存储随着光电信息技术的迅猛发展,超大容量的光学体全息存储成为继磁存储后的又一高新技术。

信息存储的高密度化的数据处理及高速化将是今后信息化社会发展的关键。

采用掺杂铌酸锂晶体制作成的海量存储器.已成为各国科研机构研究的热点,特别是半导体红光、蓝光激光器的研制成功,使光学体全息存储技术得到了迅猛发展。

尤其是光折变晶体材料具有体积小、存储容量大、传输速率快、可并行计算等优点,受到了极大的重视。

海量存储系统对产业化发展及传统产业的影响:预计到2010年,普通微机至少需要500GB 的外部存储容量,数据传输率至少为150MB/s。

传统的存储技术与此目标相距甚远。

采用掺杂铌酸锂晶体制作存储器件。

信息是以页的形式直接存储和读出.这个优点,使现今其他存储技术所达不到的.若能大力开发将对我国光电产业发展起到推动作用。

超高密度、超高速度、大容量光学体全息存储是最具有代表性的研究方向,一旦存储材料和存储技术得到解决,将对信息产业带来巨大的变革。

4)强电介质存储器MRAM(磁膜RAM)、0UM(双向一致存储器)MRAM是采用磁膜来保存的存储器。

不过,GMR元件在原理上除读出、写入时间长外、还有难以高集成化的问题,故不大具有替代已有存储器的优点。

而采用TMR元件的MRAM都却具备可高速、高集成的特点,故有可能替代闪存和DRMA。

MRAM被认为是强电介质存储器最大的竞争对手,更胜于强电介质存储器的期望是取代DRAM的用途。

它不仅性能上不逊色于DRAM,而容易高集成化是最重要的原因。

不仅如此,强电介质存储器是针对0.25um等工艺进行批量生产,而MRAM采用0.18um之后的工艺批量生产,在细微化上也更为有利。

Motomla04年后开始生产的MRAM内置系统LSI采用0.18“m工艺,装入32MB容量的MRAM。

今后,大容量化的进展,若能开发成功256M、512M的产品,无疑将成为威胁DRAM的产品。

OUM是美国ovoIlic公司开发的存储器技术,采用了CD-ROM所采用的碳族合金。

碳族合金具有在非结晶状态时电阻值增高,在结晶状态下电阻值下降低的特性。

通过控制该两种状态,可实现1和0的记忆保持。

其主要特点是器件结构简单,可比DRAM降低成本,存储区域及单元面积小,可抑制裸片尺寸等。

此外,存储保持时间10年,待机电源约1uA,功能约30微瓦等,比之MRAM、FERAM也不逊色。

5)混合硬盘传统的硬盘采用机械式的磁介质作为存储介质,而固态硬盘只采用闪存(Flash Memory)作为存储介质。

由于闪存没有机械装置、没有寻道延迟,高集成度使体积也更小并且发热量也更低,因此相比机械硬盘有着巨大的性能优势。

显然,由于半导体工艺技术的不断进步,闪存成本的逐步降低,让其终于有机会从作为移动数码产品的外存储器向电脑的外存储器转变。

固态硬盘虽然性能不错,但是由于属于半导体存储器,相比磁介质存储器的成本仍然较高,而后者则拥有着成本和容量上的优势。

相关文档
最新文档