永恒的數(shù)據(jù)

現(xiàn)在人們對電腦越來越依賴，每一位電腦用戶都保存了許多對于自己來說特別重要的數(shù)據(jù)。然而，難以想象的是，我們今天保存的數(shù)據(jù)，5年之后就可能會灰飛煙滅，因為我們常用的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)都是極其脆弱的，技術(shù)上決定了它們不可能長期地保存數(shù)據(jù)。

根據(jù)美國市場研究調(diào)查的結(jié)果顯示，目前，DVD光盤仍是個人用戶保存數(shù)據(jù)的主要介質(zhì)，但是DVD光盤的壽命比普通的硬盤還要短。眾所周知，硬盤出故障是難免的事，硬盤尚且無法長期保存數(shù)據(jù)，更何況是缺陷極其明顯的DVD光盤。

對于個人用戶來說，自己重要的文件、個人照片和視頻，自然是希望能夠天長地久地保存下去，在自己需要的時候可以隨時訪問，只在迫不得已的情況下才將其存儲于自己無法信任的存儲介質(zhì)之中。不過，下面將介紹的3種存儲介質(zhì)或許能夠幫助我們擺脫這一困境，這3種存儲介質(zhì)可以保存數(shù)據(jù)100~1000年，或許它們還沒有經(jīng)過足夠長時間的實(shí)際考驗，但是起碼從理論上講，它們完全能夠做到，并且它們也已經(jīng)通過了很多權(quán)威實(shí)驗室的測試。下面就讓我們一起來看看這幾種強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。

目前人們常用的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲介質(zhì)的壽命都極其有限。硬盤對于水分和熱量等環(huán)境因素非常敏感，而且也無法承受振動和顛簸。固態(tài)硬盤等閃存設(shè)備沒有這方面的問題，但是閃存設(shè)備存儲單元壽命有限，經(jīng)過約10 000次寫和刪除的周期后可能就要報廢，而且即使一直不使用，閃存單元也會發(fā)生電荷丟失，數(shù)年后數(shù)據(jù)照樣會消失。除此之外，長期存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備還將受到腐蝕等各種因素的影響，設(shè)備的物理連接方式是否會被很快淘汰也無法預(yù)料，目前存儲介質(zhì)使用的文件系統(tǒng)是否在多年后仍能被操作系統(tǒng)支持更是難以估計，例如微軟開發(fā)設(shè)計的NTFS文件系統(tǒng)，由于它并非開放性標(biāo)準(zhǔn)，所以不可能比微軟“活”得更長。即便微軟目前是首屈一指的企業(yè)，但10年后是否還在，卻是誰都無法預(yù)測的。

當(dāng)然，完全標(biāo)準(zhǔn)化的刻錄光盤并沒有設(shè)備兼容方面的問題，未來在必要時還可以使用電子顯微鏡等專業(yè)的設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，但是CD和DVD也并不適合用于長期保存數(shù)據(jù)。一方面，CD、DVD光盤刻錄技術(shù)存在缺陷，作為數(shù)據(jù)記錄層的有機(jī)染料容易受到光的影響，金屬反光層容易發(fā)生氧化，保護(hù)光盤的聚碳酸酯又特別容易受到高溫的影響，光盤刻錄之后很快就開始丟失數(shù)據(jù)，甚至驅(qū)動器無法識別光盤都是平常事。另一方面，由于長期的價格競爭，許多刻錄光盤的質(zhì)量低劣，同一品牌同一類型的空白光盤，在相同的存儲條件下，數(shù)據(jù)可保存的年限從5年到50年不等，數(shù)據(jù)的安全性成了一件完全看運(yùn)氣的事情。而我們希望長期保存的重要數(shù)據(jù)，當(dāng)然是不希望托付于命運(yùn)之神的。

M-DISC石頭盤

M-DISC的數(shù)據(jù)記錄層類似石頭，生產(chǎn)廠商稱該光盤壽命可長達(dá)千年。

Millenniata的M-DISC光盤解決了DVD刻錄光盤最致命的缺點(diǎn)，它采用了一層類似石頭的材料作為數(shù)據(jù)記錄層與反射層。普通DVD刻錄盤金屬反光層容易氧化，為此，一些生產(chǎn)廠商希望采用金或銀合金作為金屬反射層，這對于延長光盤的壽命確實(shí)有著明顯的作用，但是他們僅解決了普通DVD光盤其中的一個問題，因為普通DVD刻錄盤將數(shù)據(jù)記錄在以有機(jī)染材料為主的數(shù)據(jù)記錄層上，在光照、溫度、熱量、潮濕等情況的影響下，有機(jī)染材料降解而引起的數(shù)據(jù)丟失才是傳統(tǒng)光盤無法長期保存數(shù)據(jù)的真正癥結(jié)。而M-DISC光盤納米結(jié)構(gòu)的無機(jī)化合物數(shù)據(jù)層具有反射和記錄雙功能，需要較高功率的激光才能夠進(jìn)行刻錄，最高刻錄速度僅有4倍速，刻錄過程中激光命中點(diǎn)的無機(jī)化合物將融解，數(shù)據(jù)將永久地刻蝕在媒介上，雖不可重復(fù)擦寫，但它不會因為受到光照、溫度、潮濕、磁場等環(huán)境因素的干擾而發(fā)生狀態(tài)改變，極大地提高了數(shù)據(jù)存儲的長效性。生產(chǎn)廠商沒有具體說明M-DISC光盤無機(jī)化合物的成分，但從其材料的多晶結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的壽命來看，這是一種類似石頭的材料。

M-DISC盤可在普通的DVD驅(qū)動器中被讀取，但是只有支持M-DISC的刻錄機(jī)才可以刻錄，目前，僅有Millenniata和LG等少數(shù)廠商生產(chǎn)支持M-DISC的刻錄機(jī)，例如Millenniata M-WRITER和LG GH22NS90-M，其中LG的刻錄機(jī)價格比較平民化，折合人民幣僅需300元左右，而10片裝的M-DISC盤片折合人民幣約為200元，綜合來看每一片M-DISC盤片的刻錄成本已經(jīng)非常低了。

注意：LG GH22NS90-M需要更新固件才能夠正確識別M-DISC盤以及設(shè)置相應(yīng)的激光功率。

M-DISC的可靠性與壽命，已經(jīng)經(jīng)過美國海軍航空備戰(zhàn)武器中心的測試驗證，在疲勞測試后所有品牌的普通DVD光盤都出現(xiàn)了數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，甚至部分大品牌的盤片大量出現(xiàn)光盤驅(qū)動器無法識別的問題。而M-DISC盤在紫外線72小時強(qiáng)輻射下，仍然沒有出現(xiàn)任何問題，經(jīng)受住了類似GlassMasterDisc一樣苛刻的測試。

GlassMasterDisc

玻璃盤

數(shù)據(jù)寫在一個特殊的玻璃盤上，可以在地球上甚至在太空上保存1000年。

玻璃比石頭更結(jié)實(shí)，這話聽起來或許有點(diǎn)奇怪。不過，這卻是不折不扣的事實(shí)。被稱為玻璃盤的GlassMasterDisc與被稱為石頭盤的M-DISC相比更可靠，因而，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）認(rèn)為其保存期限可以高達(dá)千年。M-DISC雖然同樣號稱壽命長達(dá)千年，但是其聚碳酸酯層無法承受短期內(nèi)的較大溫度波動，例如將其置入液氮之后再取出進(jìn)行加熱。聚碳酸酯層在220℃以上的溫度環(huán)境中將熔化，與石頭相似的數(shù)據(jù)層則可以承受較高的溫度，約可承受高達(dá)500℃左右的高溫。

如果希望存儲介質(zhì)不僅耐久性強(qiáng)，同時也能夠適應(yīng)特殊的環(huán)境，那么玻璃盤是極佳的選擇。不過，這不是普通的玻璃盤，而是Syylex公司的玻璃盤GlassMasterDisc。它所使用的玻璃類似于大型化工廠用于保存氨基酸和其他腐蝕性物質(zhì)的容器材料，它可以與杜蘭硼硅玻璃（也稱為高硼硅玻璃、硬質(zhì)玻璃）相媲美，只有氫氟酸以及超強(qiáng)堿性物質(zhì)才可能對其產(chǎn)生腐蝕，它可在超過100℃的高溫下保持穩(wěn)定，甚至可以經(jīng)得住超過500℃高溫的考驗，溫度高達(dá)850℃時才開始變軟。因而，這種玻璃盤可以承受各種絕對惡劣的環(huán)境，在日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的金星探測器“曉”上，也使用了玻璃盤作為數(shù)據(jù)的載體。當(dāng)然，這樣的光盤我們不能自己進(jìn)行刻錄，每張光盤都需要向Syylex公司訂購，制造每張光盤約需要160歐元的費(fèi)用，并要等待5天的時間。

大批量生產(chǎn)的DVD光盤在生產(chǎn)過程中也需要制作玻璃母盤，然后再通過母盤批量復(fù)制DVD光盤。Syylex公司玻璃盤的生產(chǎn)過程與普通的玻璃母盤相似，只是添加了可以讓普通DVD驅(qū)動器讀取數(shù)據(jù)的光盤反射層，并且最后附加了另一個玻璃盤并使用紫外線膠加以固化，確保光盤不容易被破壞。

除了日本在太空領(lǐng)域的應(yīng)用測試之外，法國國家計量院也通過實(shí)驗驗證了玻璃光盤的耐久性。光盤被放置于溫度90℃和濕度85%的ECMA高強(qiáng)度測試標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，DVD光盤能堅持375小時，之后就無法讀取了，而玻璃盤卻經(jīng)歷了完整的1500小時測試考驗，之后依然無損。

Memory Vault閃存

通過對閃存添加額外的保護(hù)，SanDisk聲稱Memory Vault可保存數(shù)據(jù)至少100年，不過，純粹從技術(shù)上分析，它或許可以保存數(shù)據(jù)1300多年。

閃存設(shè)備正逐漸淘汰光盤與磁介質(zhì)，閃存盤、固態(tài)硬盤之類的設(shè)備越來越多。不過，普通的閃存設(shè)備并不具備長期保存數(shù)據(jù)的技術(shù)條件，首先，閃存單元經(jīng)過一定次數(shù)的讀寫操作之后，壽命將終結(jié)。因為它并不是為長期存儲數(shù)據(jù)而設(shè)計的，只適用于偶爾讀寫的應(yīng)用環(huán)境。不過，SanDisk推出的Memory Vault嘗試通過采用特殊的工作模式來保護(hù)閃存單元，在開始的時候，Memory Vault將允許內(nèi)置控制器執(zhí)行覆蓋和刪除數(shù)據(jù)的操作，但在閃存單元使用次數(shù)達(dá)到一定數(shù)值時，Memory Vault將把閃存單元切換到只讀模式。SanDisk沒有說明究竟什么時候會開始切換模式，不過，根據(jù)產(chǎn)品的說明信息，用戶將能夠通過設(shè)備上LED燈閃爍的情況來了解這一時刻是否越來越近。不過，上述方式雖然可以防止閃存單元壽命被耗盡，但是仍然無法解決閃存自然的衰變，而閃存衰變的速度在很大程度上取決于儲存的溫度。

儲存在陰涼地方閃存可保存數(shù)據(jù)更久，一個閃存單元基本上是由一個晶體管和一個額外的模塊組成，如果對控制閘門施以電壓，那么電子將從浮柵通道遷移進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，電子數(shù)量決定了閃存單元位值，如果施以反向極性的電壓，那么它們將再次流出，數(shù)據(jù)即可被讀取。而除了能源可以影響電子的遷移外，熱量也可能會影響電子而使閃存失效。在室溫環(huán)境下，這種自然的衰變需要很長的時間，但隨著溫度的上升，衰變速度將急劇地加快。

為了測試Memory Vault中閃存單元的耐用性，SanDisk將溫度升高到125℃并計算閃存記憶體自然衰變的速度，在此溫度下設(shè)備穩(wěn)定工作了近350小時后，才開始無法確保數(shù)據(jù)的安全，而在將溫度調(diào)整至40℃時，設(shè)備衰變的時間根據(jù)計算將可以延長至105年，可見溫度與設(shè)備壽命之間變化的比例并不是線性的，而是指數(shù)式的。

據(jù)官方的計算，SanDisk聲稱Memory Vault的技術(shù)表現(xiàn)證明可以將數(shù)據(jù)保存至少100年，不過，如果按照溫度與設(shè)備壽命之間變化的指數(shù)來計算，在20℃的環(huán)境內(nèi)，設(shè)備應(yīng)該可以保存數(shù)據(jù)1300年。當(dāng)然，其他外部環(huán)境的因素也可能會影響設(shè)備壽命，為此，SanDisk為Memory Vault的內(nèi)部芯片添加了一個特殊的保護(hù)層。當(dāng)然這一切也都反映在其價格上：8GB容量版本需要38.96美元，16GB容量版本需要77.25美元。