存储设备

▶1.内存条

目前计算机内存采用DRAM芯片安装在专用电路板上,称为内存条。内存条类型有DDR3、DDR4等,内存条容量有512MB~8GB等规格。内存条由内存芯片(DRAM)、SPD(内存序列检测)芯片、印制电路板(PCB)、金手指、散热片、贴片电阻、贴片电容等组成。不同技术标准的内存条,它们在外观上没有太大区别,但是它们的工作电压不同,引脚数量和功能不同,定位口位置不同,互相不能兼容。

内存条主要技术性能有存储容量(目前已经达到单条4GB或16GB),传输带宽(DR3-1600规格内存条数据传输带宽最高达为12.8GB/s),内存读写延迟(延迟越小越好,目前为10-10-10,30个时钟周期左右)。

▶2.闪存(Flash Memory)

闪存具备DRAM快速存储的优点,也具备硬盘永久存储的特性。闪存利用现有半导体工艺生产,因此价格便宜。它的缺点是读写速度较DRAM慢,而且擦写次数也有极限。闪存数据写入以区块为单位,区块大小为8~128KB。由于闪存不能以字节为单位进行数据随机写入,因此闪存目前还不可能作为内存使用。

1)U盘

U盘是利用闪存芯片、控制芯片和USB接口技术的一种小型半导体移动固态盘,U盘容量一般在128MB~64GB之间;数据传输速度与硬盘基本相当,可达到30MB/s左右。U盘具有即插即用的功能,用户只需将它插入USB接口,计算机就可以自动检测到U盘设备。U盘在读写、复制及删除数据等操作上非常方便,而且U盘具有外观小巧、携带方便、抗震、容量大等优点,因此,受到用户的普遍欢迎。

2)存储卡

闪存卡(Flash Card)是在闪存芯片中加入专用接口电路的一种单片型移动固态盘。闪存卡一般应用在智能手机、数码相机等小型数码产品中作为存储介质。常见闪存卡有SD卡、TF卡、MMC卡、SM卡、CF卡、记忆棒、XD卡等,这些闪存卡虽然外观和标准不同,但技术原理都相同。

SD(安全数码)卡是目前速度最快,应用最广泛的存储卡。SD卡采用NAND闪存芯片作为存储单元,使用寿命在10年左右。SD卡易于制造,成本上有很大优势,目前在智能手机、数码相机、GPS导航系统、MP3播放器等领域得到了广泛应用。随着技术发展,SD卡逐步形成了Micro SD、mini-SD、SDHC、Micro SDHC、SDXC等技术规格。

3)固态硬盘(SSD)

固态硬盘在接口标准、功能及使用方法上,与机械硬盘完全相同。固态硬盘接口大多采用SATA、USB等形式。固态硬盘没有机械部件,因而抗震性能极佳,同时工作温度很低。256GB固态硬盘的尺寸和标准的2.5英寸硬盘完全相同,但厚度仅为

7mm,低于工业标准的9.5mm。

3.5英寸机械硬盘平均读取速度在50~100MB/s之间,而固态硬盘平均读取速度可以达到400MB/s以上;其次,固态硬盘没有高速运行的磁盘,因此发热量非常低。根据测试,256GB固态硬盘工作功耗为2.4W,空闲功耗为0.06W,可抗1000G(伽利略单位)冲击。

▶3.硬盘

硬盘是利用磁介质存储数据的机电式产品。硬盘中盘片由铝质合金和磁性材料组成。盘片中磁性材料没有磁化时,内部磁粒子方向是杂乱的,对外不显示磁性。当外部磁场作用于它们时,内部磁粒子方向会逐渐趋于统一,对外显示磁性。当外部磁场消失后,由于磁性材料的"剩磁"特性,磁粒子方向不会回到从前状态,因而具有存储数据的功能。每个磁粒子有南北(S/N)两极,可以利用磁记录位的极性来记录二进制数据位。我们可以人为设定磁记录位的极性与二进制数据的对应关系,如将磁记录为南极(S)表示数字0,北极(N)则表示为1,这就是磁记录基本原理。

硬盘存储容量为500GB、1TB、21B、4TB或更高。硬盘接口有串行接口(SATA),USB接口等。SATA接口主要用于台式计算机,USB接口硬盘主要用于移动存储设备。

▶4.光盘

光盘驱动器和光盘一起构成了光存储器。光盘用于记录数据,光驱用于读取数据。光盘的特点是记录数据密度高,存储容量大,数据保存时间长。

光盘中有很多记录数据的沟槽和陆地,当激光投射到光盘沟槽时,盘片像镜子一样将激光反射回去。由于光盘沟槽深度是激光波长的1/4,从沟槽上反射回来的激光与从陆地反射回来的激光,走过的路程正好相差半个波长。根据光干涉原理,这两部分激光会产生干涉,相互抵消,即没有反射光。如果两部分激光都是从沟槽或陆地上反射回来时,就不会产生光干涉相消的现象。因此,光盘中每个沟槽边缘代表数据1,其他地方则代表数据0,这就是光盘数据存储的基本原理。

按光盘读写方式分类,有只读光盘(DVD-ROM)、一次性刻录光盘(DVD-R)、反复读写光盘(DVD-RW)。如果按光盘容量分类,有CD-ROM(容量为650MB)光盘、DVD-ROM(容量为4.7~17GB)光盘、BD(蓝光光盘,容量为23GB/27GB)等。

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