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，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，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
DVD、硬盘、
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、介质。而目前最流行的存储介质是基于闪存的，比如卡、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，盘片100MB的容量已经足以满足当时的移动存储需求，极有可能取代长达十数年的统治地位，成为主流的移动存储介质。然而，住这一次机会。
直到1996年，M-Systems、Trek、朗科等公司抓住了展的契机，推出了一个由
USB（通用串行总线）标准发
USB接口和闪存（Flash Memory）组成的移动存储装置，
就容量而言，ZIP
3.5英寸软盘
20对
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。
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
U盘、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC
Iomega并没有成功地抓
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
1999年发布的
Iomega也在2003年再次推出了新
CD-R、DVD-R(±)以及闪存盘
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SD存储卡则彻底地颠覆了消费类电子产品世界。的移动存储装置
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除外）。常用作主存、高速缓存器2)磁芯存储器
（动态存储器除外）。
速度快，信息易丢失（只读存储器
:
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
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。虽然其容量较小，正逐渐被磁盘存储器所取代，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
计算机的外存储器。为了适应小型和微型计算机的需要，
特点是信息存取速度快，
工作稳定可靠，
大型其体积小、
但仍被用作实时过程控制计算机和中、
出现了超小型磁鼓，
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。分为固定磁头型和活动磁头型。价高。活动磁头型磁盘记录密度高固定磁头磁盘低。
活动头固定式磁盘近几年来在技术上有了很大改进，储器，称为温彻斯特盘。这种盘体积小器的发展方向。
软盘存储器是近年发展起来的一种新型磁盘，容量在廉的要求。软磁盘盘片外径有
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
8英寸、5英寸、3.5 英寸等数种。软磁盘存储器除了适宜作
使用时装入软磁盘存储器输入计算
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，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。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：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。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，进的光刻技术、新存储材料技术等。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。级别厚度的薄膜。传统的晶体管在进化到个大厂商开始研究新的薄膜材料种结构简称为
ONO膜结构。
闪存容量和读写速度将取决于这层仅有纳米90纳米以下之后，就会产生较大的漏电。因此，如三维晶体管技术、高K材料和金属栅技术和先
就新
借助这些技术，闪存容量仍然有极大的提升潜力。从目前闪存技术的发展来看，
提升容量和降低成本依
FLASH、优盘、
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。
成为一种密封组合式固定盘磁盘存
,代表当前磁盘存储
,可靠性高，容量大，记录密度高
可换式和固定式磁盘都有多片组合和单片结构两种，固定磁头型磁盘的容量较小，
记录密度低存取速度高，
又都可但造
(可达1000～6250位/英寸)，因而容量大,但存取速度相对
,例如：硅氮化物氧化物薄膜，金属氮化物氧化物薄膜，这
采用这种膜结构技术不易产生源漏级间的短信道效应，抑制短通道效应的同时，
确保了单元的接通电流，
更容易实现工艺水平的提高。
价格也已经下降到非常
在
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，2)磁光盘（短波长的磁光盘材料）
磁光盘以存储容量大、
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。
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
磁光盘存储介
(2)
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。具有合适的居里温度，大致在偏振面有大的旋转角；
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；
250—300摄氏度；(3)尽可能大的磁光克尔转角，致使反射束
(4)能承受百万次以上的信息写擦和重写的周期。
这些被研究的材料有
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。就是希望在短波长具有大的磁光竟尔转角。
与第一代材料相比，突出的一点
Pt／O 多层膜。当co的厚度
Pt／Co多层膜
再
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。但它的性能与co的厚度变化非常灵敏，即使其变化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。铌酸锂晶体制作成的海量存储器．光激光器的研制成功，
已成为各国科研机构研究的热点，
使光学体全息存储技术得到了迅猛发展。
采用掺杂
蓝
特别是半导体红光、
国外的有关人员在
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。
0．1nm，材料的性能就有很大的变化，
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，
尤其是光折变晶体材料具有
500GB
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：的外部存储容量，数据传输率至少为掺杂铌酸锂晶体制作存储器件。
预计到2010年，普通微机至少需要
150MB／s。传统的存储技术与此目标相距甚远。采用
这个优点，使现今其他
信息是以页的形式直接存储和读出．
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)
GMR元件在原理上除读出、写入时间长外、还
TMR元件的MRAM都却
DRMA。MRAM被认为是强电介质存储器最DRAM的用途。它不仅性能上不逊色于
0．25um等工艺
MRAM是采用磁膜来保存的存储器。不过，具备可高速、高集成的特点，故有可能替代闪存和大的竞争对手，更胜于强电介质存储器的期望是取代DRAM，而容易高集成化是最重要的原因。年后开始生产的
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
不仅如此，强电介质存储器是针对
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
MRAM内置系统LSI采用0．18“m工艺，装入32MB容量的MRAM。今后，大
256M、512M的产品，无疑将成为威胁
DRAM的产品。
通过控制该两种状
1uA，功能
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
DRAM降低成本，存储区
容量化的进展，若能开发成功
OUM是美国ovoIlic
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。
态，可实现1和0的记忆保持。其主要特点是器件结构简单，可比域及单元面积小，可抑制裸片尺寸等。此外，存储保持时间约30微瓦等，比之
MRAM、FERAM也不逊色。
10年，待机电源约
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（作为存储介质。由于闪存没有机械装置、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。也就是说，混合硬盘可以结合两者的特点，户提供一种折中的解决方案。
但是看似优势明显，但是混合硬盘如果要进入使用阶段，哪些数据存放在机械硬盘中的问题。6）细菌
未来细菌将会是数据存储介质之一：将数据进行编码并植入细菌的基因组，它们将永久性地得以保存并复制下去，并且，基因组的信息密度极大，地30公顷的最新硬盘。
总结：存储介质在近几十年获得了飞速的发展。许多报道认为，摩尔定律还能维持年，甚至更长。其实芯片的发展不是总会以每十八个月集成度翻一倍继续下去。安全需求的不断提升，
存储介质未来的发展势必在一定程度上突破摩尔定律，
将会为操作系统带来新的革命。
15
随着数据和新的存储介质
1克基因组的数据存储量相当于占必须解决哪些数据存放在闪存中，
为用
Flash Memory）
没有寻道延迟，高集成度使体积也更小并且发热量
(完整版)现代计算机存储介质材料及发展
