什么是存储介质(存储介质)?

在计算机中，存储介质是一种接收和保存电子数据的物理设备数据用于应用程序和用户，并使数据可用于检索。存储介质可以在计算机或其他设备内部，也可以从外部连接到系统上，可以是直接的，也可以是通过网络．这个词的复数形式是存储媒体。

早期的存储介质包括打孔的电脑纸带。每个洞对应一个单孔位的数据。纸带读卡器可以解读小孔并将其转换为数字。穿孔卡片在早期也被广泛使用数据存储并一度储存了世界上大部分的粮食数字信息。

纸带和穿孔卡片被磁带，最终让位于磁软盘．硬盘驱动器(hdd)及固态硬盘(ssd)现在是存储的主要形式。

存储媒体如何工作

计算机存储中使用的媒体通过软件命令以数据的形式接收信息宿主系统。保存数据所需的媒体类型取决于数据的业务价值(适用)遵守法规、性能和可用性需求等因素。

存储介质可以在计算设备(如计算机的SSD)或可移动设备(如外部硬盘驱动器或通用串行总线(USB)闪存驱动器．还有其他类型的储存媒体，包括磁带、光碟(cd)及非易失性存储器(NVM)卡。

一个组织的存储通常被归类为主和二次．最初，主存储器是指存储在内存中供计算机处理器快速检索的数据，辅助存储器是指存储在ssd和hdd等非易失性设备上的数据。

最近，主存储器指的是支持组织日常工作的任何类型的存储器工作负载．例如，hdd、ssd或存储类内存(供应链管理)存储数据的设备关键任务应用程序被认为是主要存储。相反，辅助存储器可以引用任何其他东西，包括光盘或支持长期数据保存的磁带系统。

在分层存储，自动化的软件策略用于在不同的存储类型(例如hdd、ssd和云平台．

存储介质这个术语可以指整个存储设备，也可以指与另一个系统一起使用或作为另一个系统一部分的单个组件。例如，计算机内部的hdd和ssd通常被称为存储介质，就像CD一样，但是CD驱动器本身被认为是存储设备或系统，而不是存储介质。

同样，阵列是由单个存储介质组成的完整存储系统。一个数组通常是与应用程序服务器并连接到单独的服务器上，通过网络访问。阵列可能由hdd或ssd组成，也可能设置在混合动力配置将hdd和ssd混合成一个集成系统，hdd提供支持更快的ssd的容量层。

存储媒体可以根据工作负载需求以多种方式安排。一些众所周知的配置包括:

独立磁盘冗余阵列(突袭）;
网络附加存储(NAS）;和
存储区域网络(圣)．

这些配置不是互斥的。例如，SAN通常将存储安排到RAID配置中。

不同类型的存储媒体

存储媒体有许多不同的形式，其中包括:

硬盘驱动器

HDD提供了磁带或软盘等磁性存储介质的高容量替代。它含有涂有磁性层的金属盘。当计算机打开时，盘片通常连续旋转，将数据存储在磁盘的不同扇区中。

硬盘仍然是主要的媒体备份存储设备，主动档案和长期保存。基于磁盘的备份设备还可能包含用于复制数据副本的接口，如克隆和快照，到第三设备或混合云．

hdd的一个缺点是依赖于移动的内部机制，例如致动器，电机和主轴可能会失效并损坏驱动器。但是，hdd在企业磁盘阵列中仍然很流行，因为它们的容量和重写磁盘上数据的能力不断提高。2017年，西部数据公司推出了一个14 TB硬盘这使得它成为当时市场上最大的一家。希捷科技紧随其后，于2019年推出了一款16 TB硬盘．西部数据已经与20 TB的硬盘对抗。

一些hdd使用带状磁记录(SMR)以代替传统的磁记录。SMR方法允许在磁盘上部分重叠的磁道上写入数据，从而实现更大的区域密度。SMR驱动器最适合用于连续写入的数据，例如基于磁盘的数据存档和备份，但它会对其他类型工作负载的性能产生负面影响。

希捷(Seagate)、西部数据(Western Digital)和东芝(Toshiba)都是基于smr的磁盘的领先制造商。然而，在2020年，这三家供应商涉嫌在没有公开使用SMR技术的情况下销售hdd，引发了争议。

突袭

RAID的工作原理是将数据放在多个磁盘上并平衡输入/输出(I / O)操作。根据RAID配置的不同，RAID可以提高性能、容错或两者兼备。如果RAID是为了容错而建立的，那么当硬盘出现故障时，数据将得到保护。多个磁盘的使用还增加了故障之间的平均时间(平均故障间隔)．

闪存

闪存不依赖于移动的机械部件。相反，数据被写入微芯片，使存储操作比传统磁盘快得多。然而，数据必须在整个块中被擦除和重写，这可能会影响设备的整体耐久性。

flash ssd主要有两种类型:与非和也不．这些名称由它们各自的逻辑门定义，逻辑门决定了数字电路的基本架构。

写入和读取NAND闪存块，而NOR闪存则可以读写字节独立。这两种类型的闪存被广泛应用于各种设备中。NOR flash通常用于支持医疗设备和科学仪器等设备的嵌入式系统，以及平板电脑和智能手机等消费设备。在某些情况下，NOR可替代随机访问内存(内存)或只读存储器(罗)驱动器。

NAND闪存被用于所有类型的普通存储，因为它在写、擦除和顺序读方面效率更高。NAND闪存也以更高的密度和耐力比NOR，使它适合企业存储．有些设备同时使用这两种类型的闪存。例如，智能手机可能依赖NOR来启动操作系统(操作系统)和NAND闪存用于所有其他存储。

基于NAND闪存的ssd通常根据每个闪存单元支持的比特数进行分类。单层细胞(SLCNAND存储每个闪存单元1位数据，闪存单元处于程序(0)或擦除(1)状态。多层细胞(多层陶瓷NAND在每个闪存单元(三级单元)中存储两位数据(薄层色谱)每个单元存储三个数据位，四级单元(QLC)存储四位。制造商目前正在研究五电平电池(PLC)闪存，它在每个电池中压缩五个比特。

闪存存储设备分为消费设备和企业存储，有一些重叠。企业NAND闪存设备中内置了增强功能，以支持比消费级存储更多的写周期。智能手机、平板电脑和其他消费设备使用记忆卡产能和价格各不相同。

固态硬盘

组织现在广泛地将基于闪存的ssd用于基于网络的存储(如NAS和SAN)以及直接连接的存储(达斯)，它可以附加在计算机外部，也可以直接嵌入系统内。直接连接的ssd有时被用作网络存储阵列的替代或附属。

内部ssd有许多形式因素，包括:

使用外设组件互连快车(作为PCIe)串行端口;
安装到计算机主板上的磁盘模块(DOM)闪存引导驱动器;
基于闪存的双内联存储器模块(dimm)，它位于动态随机访问存储器(动态随机存取记忆体)插槽在主板上提供一个性能缓存;
miniSATA (mSATA驱动器及其最终的替换，2 ssd，用于轻薄笔记本电脑;和
存储类内存，结合DRAM和NAND提供非易失性内存，运行在服务器的内存空间(3 d XPoint由英特尔(Intel)和美光(Micron)开发的技术是存储级存储器的一个例子)。

ssd最初的设计目的是利用现有的串行连接SCSI (情景应用程序)及系列先进技术附件(萨塔)协议，但许多ssd现在使用非易失性内存快车(NVMe)协议，因为它可以更好地利用SSD功能。

英特尔3D XPoint Optane SSD — 基于Intel 3D xpoint的Optane SSD

NVMe使用计算机的PCIe港口使应用程序能够直接与数据存储设备通信。基于pcie的NVMe ssd旨在减少延迟并提高吞吐量。NVMe的成功导致了非易失性内存express over fabric (NVMe-oF)．NVMe- of可以使用NVMe命令在主机和闪存设备之间传输数据以太网，光纤通道或InfiniBand连接。