信息存储新介质

从业界的实践来观察，我们注意到SCM在业界有两种 用法：一种是用作缓存，而另一种是用作持久存储。 例如HPE把SCM用作缓存，实现相对简单，而3PAR和 Nimble同样把SCM也当做缓存用，结果延迟大大降 低，大部分保持在300μs微秒以下。与之相对，EMC 的PowerMAX把SCM用作存储层，同时用低延迟的 NVMe-oF连接到主机端，数据访问性能提高了35%。 随着固态硬盘的发展，新的介质也随之出现，如铁电 存储，DNA生物存储，以及适合做存内计算的PCRAM 相变存储器（IBM）和ReRAM阻变存储器（TSMC/三 星）等。 铁电RAM（FeRAM）是另一种值得关注的技术,它使用铁 电电容存储非易失数据，性能近似RAM，比闪存更快， 百万倍的擦写次数（百万倍）并且具有近乎无限的耐久 性。它以铁电物质为原材料，将微小的铁电晶体集成进 电容内，通过施加电场，铁电晶体的电极在两个稳定的 状态之间转换，实现数据的写入与读取。在每个方向状 态都是稳定的，即使在电场撤除后仍然保持不变，因此 能将数据保存在存储扇区而无需持续加电定期更新；同 时整个过程中只是施加电场，并未有电流，因此更稳 定，不易受外界磁场干扰，能耗也更低。 生物DNA存储自从2012年哈佛大学实现了整本书的信 息存储于DNA后，微软在2016年实现了200MB图像文 件信息的DNA存储和无损读取，并于2021年研究出新 的分子控制器，使 DNA 存储写入速度提高 1000 倍。 DNA存储技术可将二进制数据编码到合成DNA链的核 酸碱基对中,最终存储在DNA的双螺旋结构中。这项技 术听起来很复杂，但实际上已得到了确认和验证。 DNA 数据存储的基本过程按顺序分别为：编码，将数 字信息编码为 DNA 序列；合成，将序列写入实际的 DNA 分子；存储，将合成的 DNA 片段保存在载体或 细胞中；访问，检索和选择性读取序列信息；解码， 将测定的序列信息转换回数字信息。 Gartner认为技术成熟可能非常快，在报告中给出乐观 预测，认为到2024年，30%的数字化企业将要求试用 DNA存储。