第397章 超大容量和速度

對於程序員來說,文件系統就是軟件問題,一個好的文件系統,可以給整個系統帶來非常大的性能優化。windows的文件系統最初是fat系列,例如fat16,fat32,後來又有一種升級型ntfs,而linux的文件系統是ext格式,它們的系統各有利弊,不過基本的原理相差不大。

文件系統中的數據,是保存在硬盤上的。

要想設計文件系統,必然和其存儲設備的物理硬件結構——硬盤密不可分。

在計算機的早期,是沒有硬盤這一結構的,對計算機編程,用的是打孔紙,將程序編制在打孔紙上,然後插入讀取設備,從其中過一遍,計算機就將程序給讀到了內存當中,然後再交給cpu去執行。

後來,盤式磁帶出現,對於計算機存儲設備來說,這是一個巨大的飛躍。一盤磁帶所能存儲的數據,甚至以gb爲單位,並且數據極爲可靠,至少可以保存二十年以上,立刻成爲unix系列主機數據備份的主要存儲設備。

磁帶作爲存儲設備存活了一段很長的時間,並且出現了多種不同的格式,例如qic、dlt、slr等。

1953年的時候,ibm 701計算機用了一種新的存儲器——磁鼓,利用鋁鼓筒表面塗覆的磁性材料來存儲數據。由於鼓筒旋轉速度很高,因此存取速度快,它是作爲內存儲器使用的

磁鼓的出現,給磁盤打下了重要的技術基礎。

在磁盤出現以前,還有一種過渡的存儲設備,那便是磁芯。這是由美國物理學家王安1950年提出的利用磁性材料製造存儲器的思想。然後福雷斯特則將這一思想變成了現實。磁芯存儲從20世紀50年代、60年代,直至70年代初。一直是計算機主存的標準方式。

七十年代初期。軟盤作爲便捷的存儲設備也出現在大家的眼中,這其實是ibm存儲設備部門研發新的磁帶設備無果之後的產物,由於其便捷性,後來軟盤和軟驅。成爲了微型電腦的標準配置,直到現在。軟盤也還在廣泛使用。

實際上,早在1956年,世界第一臺機械硬盤存儲器就已經由ibm公司發明。其型號爲ibm 350 ramac。這套系統的總容量只有5mb。共使用了50個直徑爲24英寸的磁盤,其體積有兩個冰箱的大小,真是一個龐然大物。

沒錯,又是ibm,這個公司的確是一個非常偉大的公司,給計算機的發展帶來極爲深遠的影響。可以說,如果沒有ibm。計算機要想達到今天這個水平,可能還要一段很長的時間。

相對於當時已經比較流行的磁帶、磁鼓和磁芯技術,這個龐大的硬盤簡直就像是一個玩具,一個笨重的原始恐龍,但是其所使用的技術,卻又是一個飛躍。

在計算機的歷史上,所有設備都基本遵循一個由大到小的原則,首先是科學家們將設備的原型給做出來,證明其可行性,然後再針對這個原型不斷地進行優化,微型化,最終進入實用階段。

機械硬盤的結構大致是由磁盤和磁頭組成的,磁盤不斷地旋轉,磁頭不動的話,就能夠在盤面上畫出一個肉眼看不見的磁道,磁盤上的信息便是沿着這樣的軌道存放的,而磁頭讀取上面的技術,便是磁阻和巨磁阻技術,其靈敏度的提升,直接引起了機械硬盤存儲容量的提升。

林鴻要想實現存儲設備,自然是無法在大腦裡面製造出一個告訴旋轉的磁盤結構的,也無法制造出超級靈敏可以隨時進行尋址的磁頭。…。

不過,這也沒關係,除了機械硬盤,還有一種硬盤,即固態硬盤。這是一種由控制單元和存儲單元組成的硬盤,簡單的說就是用固態電子存儲芯片陣列而製成的硬盤。這種硬盤,實際上在八十年代末就已經出現,不過由於各種原因,至今還停留在實驗室中,並沒有得到普及和商業化。

固態硬盤又分爲兩種,一種是採用flash芯片作爲存儲介質,不需要電源也能保存數據。另外一種,則是基於dram,必須專用的電源保護數據安全。這兩種技術,說白了,就是之前的rom存儲技術和內存技術的進一步升級,將其容量擴大而已。

固態硬盤的特點,就是存取速度快,其速度可以和內存相媲美,其速度便可想而知。美中不足的是,其製造成本也非常的高,比機械硬盤要高多了,其商業化進程非常緩慢。

林鴻對這些新技術非常關注,他的興趣之一,就是了解和研究這些還停留在實驗室當中的高端技術。因爲,這些技術代表了未來的發展 方向,按照電子行業的發展速度,這些東西,在未來的五至十年之內,都很有可能會變爲現實。

林鴻在自己的“天眼”裡面製造不出機械硬盤,卻是可以製造出固態硬盤,其製造過程,實際上和製造其他硬件結構相差不大,甚至還要更爲簡單一些,因爲這些結構,基本都是一樣的,像平原一樣平坦,一望無垠。

林鴻估算了一下,使用開關蛋白代替flash芯片的話,其硬盤密度可以超過1tb平方英寸,1tb也就是1000gb,這個容量,相對於現在的硬盤存儲設備來說,是相當驚人的,因爲現在停留在實驗室階段的硬盤密度,最大也維持在100gb平凡英寸的水平,只相當於幾十分之一。

並且,這個存儲結構,不但可以作爲硬盤使用,也可以作爲內存使用。

因爲其數據讀寫速度非常快,機械硬盤根本無法和其相比。因爲固態硬盤並沒有磁頭,並不需要消耗尋址的時間,直接就是信號的光速傳遞,現在實驗室的那些內存的存取時間,大概在8納秒左右,而大腦裡面的傳輸速度要遠遠低於這個速度,據林鴻的估算,只相當於百分之幾。

由於生物結構的特殊性,林鴻在構造存儲硬盤的時候,並不需要像傳統固態硬盤製造那樣,使用扁平的結構,而是可以使用立體的方式,將整個硬盤給捲曲起來,形成一個立體的結構,這樣一來,其所佔體積,就相當小,完全可以滿足他的需求。

他要想將文件系統構造出來,就必須先將這個硬件結構給製造出來。

由於有了時序電路的輔助,他現在對開關蛋白的操作比之前的效率要高很多。

林鴻先是花了幾個小時的時間,先製造出了一小塊的存儲區域,作爲內存結構使用,然後開始開始往裡面寫入最原始的指令代碼,其功能非常簡單,就是按照順序不斷地生成開關蛋白並且初始化。

要讓林鴻主動去不聽地生成重複的存儲區域,那工程實在是太大了,這不像做cpu,cpu各部分還基本不同,做的時候還要動點腦子,分成多個部分一個一個完成這樣也就不知不覺。而存儲結構則完全一致,是一個不斷重複的過程,並且數量非常多,如果完全靠“手動”的話,簡直要人老命。

好在到了這個時候,林鴻已經可以對天眼進行簡單的編程,這個過程,就好像是最原始的計算機使用打孔紙帶編程的階段類似,雖然裡面沒有強大的操作系統,但是卻可以執行簡單的程序。…。

林鴻先打了個基礎,然後再在這個基礎上讓其自動執行。就相當於是先造一個簡單的工具,再繼續造比較精密的車牀母牀,母牀製造出來之後,就可以利用它再製造更爲精密的車牀。

林鴻設定好範圍和大小之後,就沒有再管它,直接讓其自動在裡面不斷重複生成開關蛋白,並且將其初始化爲存儲結構。

接下來,他的超腦系統就進入非常關鍵的一步——安裝linx的v0.1版,爲了和計算機上的linx以示區別,他將這個系統命名爲blinx,b即爲大腦的首字母縮寫。

爲了和“天眼”的硬件結構相適應,除了內核,外圍的很多代碼都必須重新改寫,驅動也得根據實際情況而寫,當然,blinx的性能肯定比linx要高很多,這是由硬件結構直接決定的,完全沒有可比性。

由於現在“天眼”超腦系統裡面的開發環境還沒有架設起來,林鴻現在只能在他修改的linux平臺下進行blinx的開發,然後再使用渦旋技術傳輸到“天眼”裡面。

過年的時候,中國人最忙的就是走親戚,不過無論是林昌明還是馮婉,都沒有這個頭疼問題。林昌明這邊的親戚從來就不見影子,據說還有,不過跑到臺w那邊去了。而馮婉這邊,他們剛剛從北j回來,早就說過不會過去。

於是只剩下親朋好友和同事之間的走動,這些基本都和林鴻沒有什麼關係。故而大年初一到初四這幾天時間內,他又稱爲了超級宅男一枚,除非吃飯,都是在自己的房間裡面度過的。

雖然宅,但是專注,做事情的效率非常高,他的天眼硬盤在今天已經接近尾聲,而blinx的改造工作也是如此,正好可以趕在硬盤完成的時候,對超腦系統進行安裝。()

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