比特與字節的那些事兒：存儲器的今天和明天

　　全息未來(lái)

　　光學(xué)媒介存儲走不了多遠了，也許藍光就是最后一代光存儲介質(zhì)。未來(lái)的光學(xué)存儲將借助于全息圖像保存數據。

　　全息存儲是受全息照相的啟發(fā)而研制的，當你明白全息照相的技術(shù)原理，對于全息存儲就可以更好地理解。我們在拍攝全息照片時(shí)，對應的拍攝設備并不是普通照相機，而是一臺激光器。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 )栩栩如生地展現出來(lái)。

　　使用全息存儲技術(shù)后，一塊方糖大小的立方體就能存儲高達1TB的數據，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數量驚人的數據。打個(gè)形象的比喻，我們可以把全息存儲器看成像書(shū)本一樣，這也是其用小體積實(shí)現大容量的原理所在，理論上全息存儲可以輕松突破1TB的存儲密度。在GE實(shí)驗室中，目前一個(gè)晶體可以存儲75層不同的數據，而研究人員正在不停的刷新這一數字。

　　但是GE的研究人員稱(chēng)，全息存儲技術(shù)離實(shí)用化大概還有30年的時(shí)間。理論的完善、整套設備的小型化、與目前的存儲設備兼容等一系列問(wèn)題尚未解決。預計未來(lái)的全息存儲介質(zhì)仍舊類(lèi)似于目前的DVD，而且激光設備也和藍光光驅相似，甚至可能會(huì )使用相同的波長(cháng)。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)的全息光驅可以兼容目前的藍光光驅。

　　明天的明天：誰(shuí)知道呢?

　　當機械硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)都入土成為肥料的時(shí)候，我們會(huì )用什么存儲數據?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信息可以由細菌生生不息的傳遞下去，當然也許會(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，分子結構是一個(gè)籠子，來(lái)作為存儲設備。研究人員發(fā)現，金屬富勒烯有受探針影響形成不同分子排列結構的能力，通過(guò)排列分布有可能實(shí)現存儲能力。

　　分子存儲——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 )擁有兆級數量的電子設備，存儲能力會(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)——量子計算機中，每個(gè)字節的信息編碼成一個(gè)量子系統，即一個(gè)電子自旋屬性。在經(jīng)典計算機里，一個(gè)二進(jìn)制位(bit)只能存儲一個(gè)數據，n個(gè)二進(jìn)制位只能存儲n個(gè)一位二進(jìn)制數或者1個(gè)n位二進(jìn)制數，而在量子計算機里，一個(gè)量子位可以存儲兩個(gè)數據，n個(gè)量子位可以同時(shí)存儲2n個(gè)數據，從而大大提高了存儲能力。

　　看到這里，我想你也一定為未來(lái)無(wú)限的存儲可能性怦然心動(dòng)，但是還是請回過(guò)神來(lái)，繼續用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念的東西。