隨著電腦和智能手機的普及,人們的生活已經離不開電子產品。隨著大數據技術的不斷發展和新軟件的增多,以后人們對智能產品的使用還會增加。這么多信息是如何存儲的呢,平常用到的存儲設備有哪些呢?
現在所有數字產品都是通過電子信號0,1傳輸,并且存儲的也是0,1兩種信號。計算機通過數字串0,1的變化,來完成各種運算。對于數據的存儲,常用到的有硬盤、光盤和U盤。
在電子產品不是很普及的年代,人們常常使用錄音機來播放音樂,以前常用磁帶來儲存聲音信息。因為磁帶上有不同磁性強弱的磁粉,在工作時使感應線圈產生微弱的感應電流,然后放大成聲音。磁帶的信號不是數字信號,但是原理和光盤是有些類似的。
光盤上有一圈圈螺旋排列的信息坑,信息坑有長度和間隔的不同。光盤上的信息坑,原理上來說就是對應的數字信號0,1。實際的光盤為了提高信息密度,會把電平變化部分表示為“1”,電平不變化部分表示為“0”。光驅上的激光頭發射光束,然后檢測從光盤反射回來的激光束來拾取信息。拾取出來的信息經過解碼電路和解碼器后輸出數字信號,實現關盤內容的提取和轉變。
電腦的機械硬盤原理和光盤有些類似,硬盤的信息記錄在硬磁性材料制成的盤片上。記錄在硬盤盤片上的數據是以通信圓的軌道形式排列的,一般將這些同心圓軌道成為磁道。在磁盤盤面上,每個磁道按512字節為單位劃分,也就是一個磁道會分成若干個弧段,這些弧段稱為扇區。這些以同心圓排列的磁道,越是靠近圓心則半徑越小,所以外圍磁道的扇區會必內部磁道劃分的扇區多。通常操作系統會將相鄰的扇區組合在一起,稱之為簇,然后對簇進行管理。硬盤的盤面設有磁頭,對盤片上的信息讀取或記錄。實際的機械硬盤有兩個專門的磁頭進行讀或寫,磁頭纏繞的線圈中通過電流時便產生磁場,通過磁場的磁道被磁化,實現數據讀寫。
對于固態硬盤來說,整體結構并不復雜。固態硬盤內部有一塊PCB板,在PCB板上有有控制芯片,緩存芯片和儲存數據的閃存芯片。控制芯片可以調配數據在存儲芯片上的負荷,也起到中轉存儲芯片和外部接口數據的作用。緩存芯片用來輔助主控芯片處理數據。固態硬盤發揮存儲功用的是NAND型Flash閃存芯片,占據了PCB板上比較大的位置。
U盤和手機的存儲器和固態硬盤一樣,也是使用NAND型Flash閃存芯片來存儲數據。
U盤寫入數據“0”時向柵電極和漏電極施加高電壓,電子進入浮動柵。讀取數據時,向柵電極施加一定電壓,電流大和小為0和1.浮動柵有電子時,數據為0,溝道中傳輸的電子會減少。浮動柵沒有電子時,數據為1,向柵電極和漏極施加電壓,源極和漏極間會有電流。
紫光集團旗下的長江存儲的3DNAND閃存芯片,將帶來更高的存儲密度以及更短的產品上市周期。
近年來我國在集成電路領域不斷進步,在芯片研發和制造上不斷有新成果,與一流產品的差距逐漸縮小。在整個芯片行業會需要更多的人才,國產數據存儲芯片也會占領部分國際市場。在不遠的未來,也會有更多中國制造業的高端產品面向世界。
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