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主题:【原创】flash和硬盘比较与展望 -- spinfox

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家园 【原创】flash和硬盘比较与展望

 flash 在现有的市场上看起来咄咄逼人,这主要是在它在小存储当量应用上占了先机, 像数码相机和flash 盘。但flash 有致命缺点,就是破坏性读取(DESTRUCTIVE READING),写入反到没问题。原因是因为氧化记忆层会被逐渐破坏掉,轻则数据丢失,重则导致硬件损伤。所以flash 用在不经常被读取的场合下,像数码相机和flash 盘, 几千次读取是没问题的。但是如果用来替代计算机硬盘,(硬盘可视为无限次读写, 现在硬盘面临的问题是热扰动和容量的冲突,如果大家有兴趣,我会再写一些),flash根本承不住这么频繁的读写。另外,最新用在MP3 播放器,摄像机的大容量数码存储器都是一英寸硬盘。撇开价钱不讲,现在的flash跟本提供不了如此大的存储空间(20-200GB)。 flash 的另一个缺点是速度非常慢,跟不上DRAM 和CPU 的速度,这样会导致整个系统变慢。三星宣称要用flash替代硬盘,在业界根本就是一笑话。从容量角度来看的话,硬盘已经向 T GB/平方英寸迈进(1 TGB = 1000GB), 但是价钱却不会上涨太多, 这主要得益于高性能的磁头(MTJ or spin valve read sensor) 和垂直记录(perpendicular recording)。相比之下flash 的单位花费(价钱/ GB) 要高的多, 经常是US$70/GB。这个价钱可以买到50-100GB 的硬盘。

  

   SOLIDE-STATE-MEMORY 有可能在将来取代硬盘,但它决不是flash memory。现有的最有希望的SOLIDE-STATE-MEMORY是相变存储器(phase change random access memory, CRAM) 和磁存储器(magnetic random access memory, MRAM)。前者由intel开发,后者则是IBM, SONY, Motorola, Infinion。这两种存储器的优点是非挥发性,也就是说即使断电数据也不会丢失(DRAM 的数据会在断电的1毫秒内丢失)。另外速度非常快,可达到 < 1 纳秒, 相比flash, 这个速度高出1-2 数量级。它们的近期目标是取代DRAM 和flash, 而不是硬盘。所以 SOLIDE-STATE-MEMORY 就目前来看并没有提高存储密度到T GB/平方英寸的紧迫性, 眼下是拿到1GB 或2GB 的随机存储器来取代DRAM。即使看远期目标,以能预见到的工艺水准,100GB/平方英寸的 SOLIDE-STATE-MEMORY的制造工艺是近期内(10年)无法达到的, 这受制于基本物理,材料的限制。

相变存储器 的主要问题是热扩散所导致的一系列问题。相比MRAM, 它的优点是存储单元相当简单,而且“0” “1”之间的物理特性差别可达一个数量级甚至更高。但过高的写入电流使它很难和现有的半导体器件结合(COMPATIBILITY)。另外长时间,高频率的读取数据会导致“0” “1”之间的物理特性差别越来越小。所以5年之内进入主流应用是相当乐观的估计。

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