比特與字節(jié)的那些事兒：存儲(chǔ)器的今天和明天

　　全息未來(lái)

　　光學(xué)媒介存儲(chǔ)走不了多遠(yuǎn)了，也許藍(lán)光就是最后一代光存儲(chǔ)介質(zhì)。未來(lái)的光學(xué)存儲(chǔ)將借助于全息圖像保存數(shù)據(jù)。

　　全息存儲(chǔ)是受全息照相的啟發(fā)而研制的，當(dāng)你明白全息照相的技術(shù)原理，對(duì)于全息存儲(chǔ)就可以更好地理解。我們?cè)谂臄z全息照片時(shí)，對(duì)應(yīng)的拍攝設(shè)備并不是普通照相機(jī)，而是一臺(tái)激光器。該激光器產(chǎn)生的激光束被分光鏡一分為二，其中一束被命名為“物光束”，直接照射到被拍攝的物體，另一束則被稱(chēng)為“參考光束”，直接照射到感光膠片上。當(dāng)物光束照射到所攝物體之后，形成的反射光束同樣會(huì)照射到膠片上，此時(shí)物體的完整信息就能被膠片記錄下來(lái)，全息照相的攝制過(guò)程就這樣完成了。乍看過(guò)去，全息照片上只有一些亂七八糟的條紋，但當(dāng)我們使用一束激光去照射這張照片時(shí)，真實(shí)的原始立體圖像就會(huì)栩栩如生地展現(xiàn)出來(lái)。

　　使用全息存儲(chǔ)技術(shù)后，一塊方糖大小的立方體就能存儲(chǔ)高達(dá)1TB的數(shù)據(jù)，這么高的容量并不是空穴來(lái)風(fēng)。由于一個(gè)晶體有無(wú)數(shù)個(gè)面，我們只要改變激光束的入射角度，就可以在一塊晶體中存儲(chǔ)數(shù)量驚人的數(shù)據(jù)。打個(gè)形象的比喻，我們可以把全息存儲(chǔ)器看成像書(shū)本一樣，這也是其用小體積實(shí)現(xiàn)大容量的原理所在，理論上全息存儲(chǔ)可以輕松突破1TB的存儲(chǔ)密度。在GE實(shí)驗(yàn)室中，目前一個(gè)晶體可以存儲(chǔ)75層不同的數(shù)據(jù)，而研究人員正在不停的刷新這一數(shù)字。

　　但是GE的研究人員稱(chēng)，全息存儲(chǔ)技術(shù)離實(shí)用化大概還有30年的時(shí)間。理論的完善、整套設(shè)備的小型化、與目前的存儲(chǔ)設(shè)備兼容等一系列問(wèn)題尚未解決。預(yù)計(jì)未來(lái)的全息存儲(chǔ)介質(zhì)仍舊類(lèi)似于目前的DVD，而且激光設(shè)備也和藍(lán)光光驅(qū)相似，甚至可能會(huì)使用相同的波長(zhǎng)。從硬件層面上來(lái)說(shuō)，這只是使用了特定的光學(xué)元件，而從軟件層面上來(lái)說(shuō)，等于是未來(lái)的全息光驅(qū)可以兼容目前的藍(lán)光光驅(qū)。

　　明天的明天：誰(shuí)知道呢?

　　當(dāng)機(jī)械硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)都入土成為肥料的時(shí)候，我們會(huì)用什么存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?恐怕只有在科幻里才能找到答案：

　　微生物——研究人員已經(jīng)成功的把附有公式E=mc^2的短語(yǔ)的編碼添加進(jìn)了枯草芽孢桿菌的DNA中，未來(lái)人工編碼的DNA信息可以由細(xì)菌生生不息的傳遞下去，當(dāng)然也許會(huì)有一些小小的突變…

　　碳球——利用富勒烯，一種嵌入金屬的碳化合物，分子結(jié)構(gòu)是一個(gè)籠子，來(lái)作為存儲(chǔ)設(shè)備。研究人員發(fā)現(xiàn)，金屬富勒烯有受探針影響形成不同分子排列結(jié)構(gòu)的能力，通過(guò)排列分布有可能實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)能力。

　　分子存儲(chǔ)——即使是大型的分子，也只有幾納米大小，一個(gè)集成電路使用分子制造的話(huà)可能會(huì)擁有兆級(jí)數(shù)量的電子設(shè)備，存儲(chǔ)能力會(huì)是目前的100萬(wàn)倍，大小則僅僅是指甲那么大。

　　量子力學(xué)——量子計(jì)算機(jī)中，每個(gè)字節(jié)的信息編碼成一個(gè)量子系統(tǒng)，即一個(gè)電子自旋屬性。在經(jīng)典計(jì)算機(jī)里，一個(gè)二進(jìn)制位(bit)只能存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)，n個(gè)二進(jìn)制位只能存儲(chǔ)n個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)或者1個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)，而在量子計(jì)算機(jī)里，一個(gè)量子位可以存儲(chǔ)兩個(gè)數(shù)據(jù)，n個(gè)量子位可以同時(shí)存儲(chǔ)2n個(gè)數(shù)據(jù)，從而大大提高了存儲(chǔ)能力。

　　看到這里，我想你也一定為未來(lái)無(wú)限的存儲(chǔ)可能性怦然心動(dòng)，但是還是請(qǐng)回過(guò)神來(lái)，繼續(xù)用1M的水管和500GB的硬盤(pán)拖電影、動(dòng)漫吧，畢竟這也是值得作為文物保存和紀(jì)念的東西。