这个问题很有趣,作为几乎一辈子和数据处理及存储打交道的人,成天困在各种存储类型、协议及逻辑上,很难跳出框架去思考。看到这个问题,我沉默了几分钟。
我不想说是持久性、IO或者快速找到信息….这些对现代存储系统的性能定义。我们试试看从存储的本质来推算未来存储的样子。
如果我们探究存储的本质,目前的存储不管形态如何,它就是把一堆2进制0和1的特定排列保存起来的设备。
如果我们在一张A4白纸上画满格子(或者点)有颜色的格子算1没有颜色的格子算0,最后这张白纸就是这些数据的载体,如果再配上一个能数格子并且判断格子有没有涂色的设备(如摄像头)配合相关的软件,那么一个可能是最简单的存储就完成了,我们的信息能存储在白纸上并且读取。要覆盖可能换张白纸,或者用橡皮把白纸上涂颜色的地方擦掉再按顺序重新涂格子。
白纸上能画的格子的数量就是白纸存储信息的密度,决定这个密度能做多大的应该有三个因素:
我们的设备能读取到什么一个量级的精细度。
我们的“笔”能绘制的点最小能多小
白纸这个介质的能画点的微观最小尺度是多少?在白纸上的一根纤维绘制估计不行
然后如果考虑寿命、成本、效率…因素就多起来了
譬如:
1.白纸这个介质的存储期限。这里包含了白纸老化,存储条件 或者“笔”绘制的墨迹到不可分辨的时间。
2. 不同密度下数据保存的期限。譬如:张A4纸我们就画8个格子涂色,和画8万个格子涂色的保存期限和保存要求完全不一样。
3.不同密度格子的读取效率。密度太小或者密度太高读取效率都会变很低。
4.能不能快速传播或复制白纸上的数据?复印件有用么?
5.如果白纸上的格子能涂不同的颜色,是不是换个编码方式能存储更多信息?
6.白纸就一个平面,能不能正反两面都画格子,有什么办法在物理极限范围内提高画格子的密度
………
接下来我们从白纸的角度推算未来存储的形态
存储密度如何做到极高?
首先存储的这个介质要很稳定,不容易老化,在微观世界这东西表面要比较整齐,这样可以划分更多格子。(这个格子可以用磁性可以用电子形态可以用物理凹凸来表示0和1,甚至更多维度的信息)
其次这个介质要容易在上面做标记,而且这个标记还比较容易被擦除或者换新,不会随擦除或换新次数多了失效,要么这东西超级便宜又方便替换,不擦除直接换新的。
存储上面的标记如果不擦除要能持久保存。但是想擦除就能马上擦除。
这介质最好支持多层去画格子,毕竟在一个平面画格子的数量级远不如在一个三维空间中画格子
这个介质上的格子需要有个方式高速的读取,写入改变内容。
当然,这个介质的生产可以规模化,成本可以做很低,低到我们不需要为存储分类。
本质上这个介质要在 密度(容量)、介质(稳定性/维度)与读写机制(带宽/延迟)的三角博弈中达到某种平衡。
在这些条件下,以第一性原理去推算,什么材质可能更适合?这就是未来存储的形态
我开个脑洞瞎想下:
晶体存储:
首先要满足多层立体的存储数据,这个材质如果采用光电读写的话,可能是某种晶体。利用激光去改变晶体的某种结构来高密度存储数据。然后从三维甚至更高维的角度去读取数据。
未来的存储就是一个镶嵌在保护层(读取设备)中的一个晶体,立体的存储海量数据
分子存储:
如果更微观,如果某天我们的技术能实现分子层面的修改读写,我们就可以使用很多很多方式进行存储。譬如我们可以用合成DNA链的方式存储,利用 A、C、G、T 四种碱基当四种颜色的笔,大幅提高存储的密度。更妙的是,DNA本身就是一个立体的结构。
最终形态的存储可能是碳基的,或者什么材料都不重要了,因为我们能根据自己的需要分子级别的去构建我们的存储系统。