两种-最好的存档媒体-标准HDD或闪存


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在这两种技术中,这里存在两种完全不同的“位腐”机制,那么预计将持续更长时间?从本质上讲,它在存档方面是优越的。“标准HDD”中的磁畴(GMMR)是否会比CMOS工艺中Flash单元的浮栅持续更长的时间?也就是说,哪个物理学决定了衰变过程的速度较慢。假设气候是受控的,并且还假设成本,接口和物理尺寸不是约束条件。应该仅根据位衰减机制/物理的相对优点来判断/争论。

更新-赏金到期前1天:

由于此站点是关于设计的,因此我特意限制了这个问题。如果您正在设计需要长时间闲置的产品(带有uController等),那么比特腐烂确实会发挥作用-您知道系统在需要时会再次点亮吗?即您可能需要档案类型存储。您是否在设计Flash?还是然后放入HDD界面?那是决策树的自然第一个分支。一旦为HDD插入IDE / SATA或类似接口,其他所有技术可能发挥作用。但是我特意限制了它的使用,以防止偏离正轨的技术或至少会限制适用范围的技术。

我还编辑了该问题以限制对接口的讨论,因为我不想讨论相对接口速度,密度等。当然欢迎这些问题,但作为主要问题答案的辅助手段(s)。

到目前为止,已经有很高程度的轶事个人反思。一点都不想要!我不会根据回忆来奖励悬赏。我将呼吁@ Danny-kmack至少研究一些第三方的可验证来源,即特温特大学* .ppt(超级用户链接属于轶事类),但随后他无法将重要信息转发到帖子中。

更多数学,更可靠的采购,无轶事。激发活化能的奖金以及如何与Arrhenius方程联系起来的奖金将获得额外收益!关于磁畴如何失效以及如何驱动的细节,以及通向浮栅的Fowler-Nordheim(FN)隧道如何泄漏回去的细节-它仍然是FN吗?

另一个呼吁:这次是@ kitt-scuzz,它提出了一个聪明的想法,即构建一个刷新闪存驱动器以确保位腐烂不会吞噬数据的系统,您需要权衡磨损以延长寿命。不幸的是,在手前徘徊/迷惑有损于好主意。

关于Mods的注意事项:-是的,我将回到这里并清理这些多余的东西-一旦我看到更好的答案,或者很明显不会出现。

请记住,EE的关键部分是分析和执行数学,理解所涉及物理的能力。

这无疑可以在将来帮助人们设计可驻留在现场甚至是长期产品中的嵌入式系统。-仍然是希望


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本网站的主题不重要,因为它不是设计问题。可能适合SuperUser
tcrosley13年

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@tcrosley:尽管起初我会同意这不是设计,但我改变了主意。他在询问有关存储数据的长期可行性的更多信息,这在某种程度上是设计问题。我不会关闭它(这不是购物)。
古斯塔沃·利托夫斯基2013年

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进行了更改,以阐明问题并将其限制在感兴趣的领域。
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在这里特别有趣的是,我们通常认为闪存在写/擦除周期中受到限制,这在这里不是一个因素-原始时间限制不是那么多被提及。另一方面,驱动器运动部件的机械或润滑故障?但是机械驱动器可能还依赖于某种闪存设备来保存其固件。
克里斯·斯特拉顿

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我想知道为什么只有这两个选择。DVD的使用寿命很长,显然远胜于两者。
user207421

Answers:


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编辑 问题的内容经过编辑后,我仍然有点困惑,您希望从答案中得到什么。对您的问题的简短回答是“取决于情况”。没有“理想的档案媒体”之类的东西。

您说“刷新闪存驱动器”是一个好主意,这一事实使这个问题更加困惑。您是在要求我们仅说完全基于浮栅闪存技术和GMR存储技术的物理原理,“这是卓越的”。嗯,每当闪存驱动器接近其保留限制时刷新一次就不会讨论这些主题,但是听起来仍然像您想听到的一样。

闪存可以在一定条件下长时间保存数据,并考虑到制造过程中的某些考虑因素,这些因素设置了浮栅如何有效地保留给定电荷的参数。老实说,我不在半导体制造领域,所以我无法向您描述这些参数是什么。但是问题是,即使我可以告诉您“如果用材料Y掺杂区域X并增大门的这一部分,闪存的保留期也会更长”,这似乎并不能帮助任何人生产出能够保留信息的系统更长时间。

我的主要回答之一是向您展示PIC EEPROM中使用的闪存技术,标准SSD中使用的闪存和紧凑型闪存中使用的闪存都具有截然不同的特性。尽管Intel 520 SSD是比PIC更现代的技术,但它只能保证保留1年。它取决于制造过程,并且没有很多关于制造业世界中可能发生的情况的信息,因此我无法开始进行数学和数字尝试来向您展示,有可能产生一种比“制造”方法固有的“更好”的档案介质标准硬盘。

当您针对数据保留进行优化时,GMR可能是也不是将磁信息存储在驱动器上的最佳方法。第一个使用该技术的商用驱动器直到1997年才发布,谁知道这些驱动器的实际保留时间是多少?现代存储背后的想法通常旨在优化密度,这通常会对保留时间产生负面影响。关于我无法找到有关数据保留期限的WD规范的全部评论也是另一点:数据世界中当前不关心可以安全存储多长时间的数据。

当涉及到事实时,如果您看到的是超过10年的时间表,那么想弄清楚一种聪明的方法来做到这一点就有些奇怪了。如今,您可以相对便宜地在单个3½英寸驱动器上保存3TB数据。2002年,生产了首个可容纳137GB的硬盘。1983年,第一个3½英寸驱动器发布,容量为10MB。1956年,第一个能够保存5MB数据的驱动器是两个冰箱的大小。

我要说的是,每个问题都可以优化。优化的原因,为实现该目标而愿意做的事情以及为实现该优化而设置的参数。我无法生产与现在的市售产品不同的浮栅,因此我尽力根据目前的市售产品提供一些不同的答案。我无法制作自己的硬盘,因此我竭尽所能地搜索了一些可用的内容。这两件事都受其他人优化工作的支配,如前所述,这不是数据保留时间,而是数据密度。

抱歉,缠绕了多长时间,但我希望您能得到我需要回答的问题?


噢,老兄,这是我一直思考的问题。我困扰的是媒体的持续时间。出于某种奇怪的原因,当我年轻的时候,我对事物的非永久性感到沮丧,并且我试图找到一种可以使我从互联网上收集的愚蠢垃圾永远存在的东西。您希望存档多长时间?这完全改变了局面,但我认为问题是“只要你能坚持下去”。

请注意,我还必须忽略这个问题的前提,因为您开始陷入极端愚蠢的情况:如果您有一组mar钴磁铁,每个磁铁大小的口红管大小恰好存储1位(零极化,所以向北面对一个方向,通过环绕它的线圈,而另一个方向极化(相反的方向),那么存储数据将是永恒的,真是太棒了,我认为这比使用闪存能做的任何事情都更有效,但包装密度不高且非常昂贵。

因此,要完全避开您的实际直接问题,最好的存储介质可能是墨水在纸上。密度不是很高,但是有许多解决方案,如果您拥有一台合理的打印机(每英寸约600点)和一些漂亮的纸张,则可以在一张8.5“ x11”的单张纸上装入约500KB的未压缩文件。在此站点上查看开源实现。请注意,您需要一台功能强大的扫描仪(大约1000dpi非隔行扫描)才能取回数据。我假设您想使其密度降低,以使信息从现在起几十年后仍然可读。

回到您的确切要求:

由于地球磁场的持续拉动,在丢失编码信息之前,磁性媒体的保质期约为10年。视信息的密集程度而定,该时间段可能更长或更短,但是对于磁性数据而言,十年的经验法则通常可以很好地适用,但是我还没有真正尝试将它与任何过时的事物进行核对……确实如此过去15年内的保留率可能会比这差。我知道它绝对适用于5.25英寸和3.5英寸软盘,但是现代硬盘可能要差得多。过去,该信息被编码为硬盘驱动器盘片表面上每个磁活性颗粒的一位。这些天,除了驱动器上的晶粒更细(因此更容易受到外部磁影响)之外,它们还为每个谷物存储多个位(因此,朝北的是00,朝北的是11,向左的北是01,向北的北是10,依此类推)。这意味着,即使它们具有与大粒谷物一样强的弹性,可以在定义信息的状态之间形成更细的界线。话虽这么说,我无法从Western Digital那里找到任何东西,这些东西直接赋予了其商业产品数据保质期。

闪存单元越小,闪存的保留能力就越差。当前,英特尔520系列(我拥有的SSD)说,它“达到或超过了JESD218规范中指定的SSD耐久性和数据保留要求”。查找该标准很痛苦,所以我给你一个简短的版本:在30°C至少1年。

长话短说:HDD在密度与时间的关系中胜出。把手放下。不利的一面是,如果要使用非常长的保质期,则必须定期刷新数据(我可能会尝试每年刷新一次),而大约十年后,您将不得不担心关于标准硬盘驱动器内部机制的完整性。绝对有不同的闪存存储技术,并且从根本上讲,您愿意保留的密度越低,数据的寿命就越长,而无需进行迁移。最终的(虽然仍然是合理的)存档介质可能是工业闪存技术,但是它不会非常密集。请参阅下面的块,以获取有关我所讨论内容的更多示例!

其他一些随机的想法:

  • 如果您听说过CD的保质期是70年,那是基于这样的想法,即您拥有档案质量的CD,并且对它非常温和。CD的金属层会氧化,即使与塑料粘合的金属层中出现最小的裂口也将氧化,这就是为什么大多数CD的保质期都接近10年的原因。即使是商业生产的CD也会遭受许多 不同的问题。与在工厂中生产的用于压缩特定CD的介质相反,可燃介质还使用有机染料层,该层可以更快地褪色(尤其是在紫外线下,如直射阳光)。如果不将其保存在非常良好的环境中,我将不相信大多数可刻录CD在过去两年中没有任何错误。
  • 如果您确实确实需要永久存储这些信息,请查看中端和低端PIC。他们拥有板载EEPROM,其列出的保留时间超过40年!这就是让我认为野外一定会有一些非常密集的闪存存储介质的原因
  • 在寻找有关驱动器的一些链接时,我从Western Digital 发现了一个有趣的链接。如果每天写入135.2GB,它们的8GB紧凑型闪存驱动器的预期使用寿命为324.3年。这似乎是与某种每天刷新信息的工业微控制器结合使用的理想解决方案。不过,您可能会更加难以确定如何在接下来的324年中保持其供电(核动力电池/β伏特电池?)...在不使用时,对于预期的数据保留,我并没有花太多时间使用,可能不是很好。
  • 一切最终都会消失!如果您要非常长的保存期限(即您在火星殖民地的曾曾曾孙),那么实际上就没有任何机制可以传递最终不会消失的数据。例如:您甚至还有5.25英寸的软盘驱动器吗?如果您有一个疯狂的设置来使软盘从25年前开始刷新,那么现在可能感觉很愚蠢!现在进行任何真正荒谬的设置工作都可能USB最终将消失,SATA,FireWire,eSata,PCI等全部消失,确保您的信息得以生存的最佳方法是将其设置为某种格式,无需任何机器的帮助即可理解。谁能看到相册,只要他们可以拿着它并看到您用笔写的注释,便会明白。
  • 如果您想看到一些疯狂的工程技术来制作可永久使用的时钟,请查看10, 000年的时钟

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您可以在打印输出上使用巨大的QR标签。但是激光打印机的碳粉有时会在一段时间后脱落,因此您将把问题转移到使用哪种打印机(和纸张)上。
jippie 2013年

我有数百张CD,其中许多已经有30年的历史了,但我从未发现有您所描述的问题的CD。我建议您的终生估计需要上调。
user207421

我喜欢您使用uController保持SSD保持新鲜的想法,反之则太多了。
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@EJP我做了很多事情,总之是没有很多便宜的CD-R,甚至还有一些会将染料放入基材中看起来更昂贵的CD-R。许多知名品牌使用第三方组织来实际制造其CD-R,因此它们存在质量控制问题。尽我所能发现,CD-R的平均寿命为10年。我将相应地修改答案。我很好奇,当您最后一次检查并验证那些“数百张CD”上的所有数据中的100%仍与新数据完全相同时
Kit Scuzz 2013年

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好问题!

在理想条件下,HDD的使用寿命(50年以上)比闪存(约10年)要长得多。但是,考虑到不可能达到这些理想条件。如果您认为确实不错,但可以达到条件,则闪存的使用寿命(〜6年)会比磁存储器(〜2年)长得多。另外,防辐射的闪存可以可靠使用长达20年。如果您是企业,则可以使用以RAID配置连接的HDD,并且只要您根据需要更换驱动器,数据就可以永久保存!

资料来源:


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链接到* .ppt损坏
占位符,

超级用户链接是轶事,U Twente很好,但可以将数据转发,进行计算或显示其用途。
占位符

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HDD将信号磁化到仅几百粒钴的深度。SSD向Silcon收费。两者都有衰变或半衰期。

我个人觉得刻录CD / DVD的时间要长得多,因为它机械地改变了介质,没有半衰期。


没错,但并非所有光学介质都是一样的,除非购买了适当的档案质量,否则很多介质寿命很短。一个朋友对蓝光光盘的构造寿命非常满意,因为它们的构造方式很高,但是您必须记住类似的东西会变脏/划伤并变得无用。除非您在2个不同的地方至少有2个副本,否则您将没有备份。
John U

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从“数百粒钴”中得出什么结论?磁性与闪光灯的衰减时间是多少?-1。
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涉及多种因素,您在问题中均未指定任何因素:

  1. 数据量-您的数据量是多少?GB,TB,EB等?
  2. Embeddednes-您是否要在嵌入式系统中存储数据?Micros或RAID存储系统?
  3. 可访问性-您想快速访问数据吗?ns,ms,s,m ...天?
  4. 费用-您愿意在档案上花费多少?\ $
    $
  5. 可靠性-您希望存档的可靠性如何?关键任务?
  6. 长寿-您要保护档案多长时间?1,5,10,15,20,100年?
  7. 可行性-存储到应用程序中的可行性如何?您想存储100年的湿度数据记录器数据吗?
  8. 技术弹性-归档方法需要有多弹性?档案技术日新月异。如果您今天使用磁带机存档,则该磁带机将在10年后不可用!如果将数据存储在特定类型的硬盘上,则该硬盘接口(SAS,FC,SCSI,PATA,SATA,ST-506,ST-412,ESDI等)将在未来几年内淘汰!

我的简短回答:您提到的那两个都不适合 存档,因为我的存档定义可能与您的不同。

闪存和硬盘驱动器有两个不同的用途,但在当今世界,它们在近线存储方面是重合的。我设计了涉及两者的近线存储单元。

闪存介质提供了更快的读取时间,但绝不是出于存档目的。如果未在Si上使用适当的氧化物保护,则浮动多晶硅可能会失去其状态。我已经与Flash团队紧密合作,他们努力满足HTOL的保留时间。

在嵌入式世界(微控制器,分立闪存芯片等)中,闪存的可重编程功能比其他嵌入式存储(如OTP,MTP)更具优势。

在消费类设备中,闪存的可移植性(小尺寸)是关键功能。比较小型DVD或数码相机中的软盘上的SD卡。

闪存存储容量限于Si几何形状和可用的Si技术。

硬盘用于大容量存储,其存储容量超过闪存设备。硬盘驱动器可能会受到粘连(http://en.wikipedia.org/wiki/Stiction#Hard_disk_drives)。因此,如果您打算将数据放入硬盘驱动器,请关闭电源并存储它;对于存档来说,这可能不是一个好主意。

您可以将硬盘驱动器用作长期存档存储;如果它在ZFS之类的文件系统中始终处于旋转状态。硬盘驱动器无法解决问题中的无声数据损坏或位腐烂,因此您必须使用自动更正文件系统进行存档。

虽然这不是您要的,但我想将此包含在我的回答中。我认为,各种磁带技术(包括DLT,LTO等)都是最好的存档数据的方法。随着数据量的增加,它们的价格下降。与硬盘驱动器相比,它们具有更好的抗冲击性。它们的保质期比硬盘驱动器长。就数据保留和可恢复性而言,它们尚未与闪存介质进行比较。由于这些原因,即使在随机存取媒体可用且价格足够便宜的情况下,仍会买卖该技术。

我还要指出,基于染料的DVD / CD介质可能不会用于存档目的,但压缩介质可能会用于存档目的。

进一步阅读:


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逐字就此问题可以说的很少:

http://www.verbatim-europe.co.uk/en_1/page_are-hard-disks-and-usb-sticks-an-alternative-for-storage-or-are-they-threatened-_2_1.html?con= 2

数据归档和考古学的一般主题很有趣,并且仍在开发中。参见例如LOIRP。在那种情况下,60年代的磁带可以在收缩包装中幸存下来,但是找到合适的硬件和软件来读取它们是一个严重的问题。

也许还可以从计算博物馆学到一些经验教训,他们正在尝试使ICL系统25从70年代开始运行。该页面上没有进行描述,我也找不到合适的参考,但是我相信他们已经从这40年的磁盘中读取了数据;但是,它们的机械可靠性现在很差,并且他们不打算定期运行它们。

(实际上不是答案,但也不是主观的)

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