從20世紀(jì)80年代數(shù)字電影誕生至今，電影制作工藝、制作方式、發(fā)行及傳播方式已經(jīng)全面數(shù)字化了。這樣也導(dǎo)致電影素材記錄的方式由膠片到磁帶、光盤、硬盤等各種介質(zhì)的轉(zhuǎn)變。早期電影膠片時(shí)代，電影檔案保存通常把電影素材和電影拷貝分開保存。我們知道，電影膠片的儲(chǔ)存對(duì)于保存環(huán)境的溫度和濕度有嚴(yán)格的要求，一本全新醋酸膠片可在溫度為18℃，相對(duì)濕度為50%的環(huán)境中保存大約五十年，而將溫度降低時(shí)則保存的時(shí)間更長(zhǎng)，當(dāng)今數(shù)字電影時(shí)代，數(shù)字技術(shù)為電影工作者帶來各種便利的同時(shí)，也帶來了一些潛在的問題。其中最突出的就是數(shù)字電影儲(chǔ)存介質(zhì)帶來的問題。如何長(zhǎng)期保存電影資料，用什么介質(zhì)和方式保存數(shù)字電影資料已成為我們亟待解決的問題。目前有四種主流的數(shù)字儲(chǔ)存介質(zhì)，分別是硬盤、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)磁帶、數(shù)字錄像帶和光盤。本文將對(duì)于硬盤介質(zhì)中磁性硬盤和固態(tài)硬盤做深入的比較和討論，并且對(duì)它在數(shù)字電影存檔中使用的可能性進(jìn)行探討。

　　在討論硬盤在數(shù)字電影儲(chǔ)存中使用的可能性之前，我們首先從硬盤的歷史、分類、結(jié)構(gòu)、性能方面對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的探究，從而分析它在數(shù)字電影檔中存儲(chǔ)的探究，從而分析它在數(shù)字電影存檔中使用的可能性。

　　1.硬盤簡(jiǎn)介及歷史

　　硬盤可分為兩種:一種是磁性硬盤(Mag-netic hard drives);一種是固態(tài)硬盤(solid state drive).

　　磁性硬盤是主要的存儲(chǔ)介質(zhì)之一，是以使用堅(jiān)硬的旋轉(zhuǎn)盤片為基礎(chǔ)的儲(chǔ)存設(shè)備。它通過距離磁性表面很近的磁頭來記錄和檢索信息，由電磁流改變極性的方式讀寫磁盤數(shù)據(jù)，并采用隨機(jī)存取的方式，可以以任意順序讀取硬盤中的數(shù)據(jù)。固態(tài)硬盤是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列制成的硬盤，沒有機(jī)械部件，由控制單元和存儲(chǔ)單元組成，固態(tài)硬盤是一種用集成電路存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)備。總體來說，磁性硬盤的價(jià)格低、容量大、數(shù)據(jù)損壞容易恢復(fù)、讀寫壽命等方面比固態(tài)硬盤有明顯的優(yōu)勢(shì)，而固態(tài)硬盤功耗低、抗震動(dòng)、低熱量、體積小、工作溫度范圍等方面比起磁性硬盤有自己的優(yōu)勢(shì)。兩者各有所長(zhǎng)，也各有所短。

　　回顧硬盤的歷史，世界上第一塊硬盤誕生于1956年，是由IBM(國(guó)際商用機(jī)器公司)生產(chǎn)的名字為IBM 350 RAMAC的硬盤，它的體積相當(dāng)于兩個(gè)冰箱，但存儲(chǔ)量卻只有5MB，它應(yīng)該是硬盤的鼻祖了。1973年擁有了兩個(gè)30MB的存儲(chǔ)單元的IBM3340硬盤問世以后，硬盤的基本構(gòu)架從此被確立。之后硬盤繼續(xù)向前發(fā)展，體積變得越來越大，容量變得越來越大，價(jià)格變得越來越低。1970年到1991年，硬盤底片的存儲(chǔ)密度以每年25%~30%的速度增長(zhǎng)，1991年開始增長(zhǎng)到60%~80%，至今，年增長(zhǎng)速度已經(jīng)提高到100%甚至200%.其每位價(jià)格也在以每年40%的速度下降，這個(gè)趨勢(shì)有望持續(xù)到2025年或2030年。但由于機(jī)械架構(gòu)的存在，硬盤的主軸轉(zhuǎn)速基本沒有很大的提升空間，除了FC硬盤或者SAS硬盤，主流的7200轉(zhuǎn)每秒的速度也有很多年沒有提高了，所以，固態(tài)硬盤就應(yīng)運(yùn)而生了。簡(jiǎn)單地說，它就是存儲(chǔ)芯片通過陣列制成的硬盤。世界上第一塊固態(tài)硬盤出現(xiàn)于1989年，但因?yàn)閮r(jià)格昂貴只在有限的領(lǐng)域得到應(yīng)用，如醫(yī)療、企業(yè)、軍用市場(chǎng)，固態(tài)硬盤剛出現(xiàn)時(shí)，其性價(jià)比遠(yuǎn)低于磁性硬盤。但隨著東芝、三星、英特爾等廠家的大力推廣，其性能有了飛速的提高。現(xiàn)在，我們已經(jīng)可以在市面上看到各種品牌的固態(tài)硬盤了，其價(jià)格雖遠(yuǎn)高于磁性硬盤，但其性價(jià)比有了很大的提高。

　　2.硬盤的結(jié)構(gòu)和性能比較

　　磁性硬盤的物理結(jié)構(gòu)包括磁頭、磁道、扇區(qū)、柱面。磁頭是硬性磁盤中最昂貴的部件，也是硬盤技術(shù)中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的磁頭是讀寫合一的電磁感應(yīng)式磁頭，但是硬盤的讀寫操作確是截然的電磁感應(yīng)式磁頭，但是硬盤的讀寫操作卻是截然不同的兩個(gè)過程。傳統(tǒng)磁頭的讀寫方式造成硬盤設(shè)計(jì)的局限。而MR磁頭采用分離式磁頭結(jié)構(gòu)，將讀寫操作分開，就可以針對(duì)使用者的需求，對(duì)磁盤的讀寫進(jìn)行不同程度的優(yōu)化，以得到最好的讀寫性能。當(dāng)磁頭以固定半徑旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)在磁盤表面劃出圓形的軌跡，這些軌跡就稱為磁道。磁盤的上的信息就是沿著這樣的軌道存放的。而磁盤上的每個(gè)磁道又被分成若干個(gè)弧，每個(gè)弧段就稱為扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)512字節(jié)，磁盤讀取和寫入數(shù)據(jù)時(shí)，要以扇區(qū)為單位。而磁盤通常由重疊的一組盤片構(gòu)成，每個(gè)盤面都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣“0”開始編號(hào)，具有相同編號(hào)的磁道就形成了一個(gè)圓柱，被稱為磁盤的柱面，其中柱面數(shù)與磁道數(shù)是相等的。因此只要知道硬盤的柱面數(shù)、磁頭數(shù)和扇區(qū)數(shù)，就能確定它的容量，即硬盤容量=柱面數(shù)*磁頭數(shù)*扇區(qū)數(shù)*512B.

　　而固態(tài)硬盤沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)，它一般包含10到60或者70個(gè)閃存芯片組。主要由四部分組成：主機(jī)接口邏輯、主控制器、隨機(jī)存儲(chǔ)器和閃存陣列。其中核心部分為主機(jī)控制器和閃存陣列。主控制器相當(dāng)于固態(tài)硬盤的大腦，它與閃存芯片和存儲(chǔ)器相連，接收系統(tǒng)發(fā)出的指令來讀取和寫入數(shù)據(jù)，合理調(diào)配各個(gè)閃存芯片的負(fù)荷。不同的主控制器在數(shù)據(jù)處理、算法和讀寫控制上，有非常大的差別。閃存陣列是固態(tài)硬盤的最主要部分，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀取，允許并行訪問，也允許交叉存取。

　　由于磁性硬盤與固態(tài)硬盤物理結(jié)構(gòu)上的差異，導(dǎo)致它們的性能方面也有很大的差異。

　　2.1存取速度

　　由于固態(tài)沒有像磁性硬盤一樣復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，啟動(dòng)時(shí)無需電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)的過程，尋道時(shí)間幾乎為0，因此系統(tǒng)能夠?qū)θ我馕恢玫拇鎯?chǔ)單元快速完成I/O操作。

　　2.2抗震性能

　　固態(tài)硬盤內(nèi)部不存在任何機(jī)械活動(dòng)部件，不怕碰撞和沖擊。即使在高速移動(dòng)的情況下，也不會(huì)影響正常使用。這樣就降低了發(fā)生意外掉落或者受到碰撞而引起數(shù)據(jù)丟失的可能性。

　　2.3工作溫度范圍

　　磁性硬盤只能在5℃到55℃的范圍內(nèi)工作，而大多數(shù)固態(tài)硬盤可在-10℃到70℃，一些工業(yè)級(jí)別的固態(tài)硬盤甚至可以在-40℃到85℃的范圍內(nèi)工作。

　　2.4存儲(chǔ)容量

　　與傳統(tǒng)的磁性硬盤相比，固態(tài)硬盤的最大容量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)硬盤。目前最大容量的磁性硬盤可以做到4TB，而固態(tài)硬盤只能達(dá)到1TB，并且價(jià)格也遠(yuǎn)高于磁性硬盤。

　　2.5數(shù)據(jù)安全

　　傳統(tǒng)的磁性硬盤或者磁帶存儲(chǔ)，如果硬件發(fā)生損壞，可以通過一定的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)挽救部分?jǐn)?shù)據(jù)。但如果是固態(tài)硬盤發(fā)生了損壞，目前的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)幾乎無法找回丟失的數(shù)據(jù)。所以，目前的資料保存都是基于磁性硬盤的。固態(tài)硬盤的資料保存系統(tǒng)并不多見。

　　2.6使用壽命

　　固態(tài)硬盤只有十萬(wàn)次的讀寫壽命，低廉的固態(tài)硬盤甚至僅有1萬(wàn)次，比起傳統(tǒng)硬盤無優(yōu)勢(shì)。

　　3.硬盤在電影存檔中應(yīng)用的可行性

　　說到數(shù)字電影存檔，我們會(huì)關(guān)心如下幾個(gè)問題：存檔的內(nèi)容到底包括哪些?以什么樣的方式存儲(chǔ)?選用什么介質(zhì)存儲(chǔ)?在數(shù)字電影制作中，未經(jīng)過壓縮的數(shù)字源母版數(shù)據(jù)量是很大的，理論上，一部2小時(shí)分辨率為2K、幀率為24幀每秒的數(shù)字電影的容量為1.56TB;最后經(jīng)過圖像壓縮編碼打包之后，也有50G到100G左右。如果要存儲(chǔ)電影制作過程中的完整素材，比如電源經(jīng)修改和調(diào)整的各種版本，輔助素材和花絮等等，那素材量就更大了。在介質(zhì)方面，現(xiàn)階段，我國(guó)數(shù)字母版送審以及電影資料館收繳存儲(chǔ)介質(zhì)暫定為HD-D5或者HD-SR高清錄像帶。所以，要長(zhǎng)期存儲(chǔ)多部電影素材，就需要考慮存儲(chǔ)介質(zhì)的問題。選擇存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)需要考慮到以下幾個(gè)方面。

　　成本：評(píng)估存儲(chǔ)介質(zhì)的成本涉及兩方面——介質(zhì)本身的成本和所有與介質(zhì)相關(guān)的成本。介質(zhì)本身的成本主要考慮它的每MB或GB的價(jià)格。所有與介質(zhì)相關(guān)的成本包括采購(gòu)和維護(hù)必需的軟硬件成本，以及相關(guān)設(shè)備的成本。

　　容量：存儲(chǔ)介質(zhì)提供的存儲(chǔ)空間大小應(yīng)與被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量相適應(yīng)。數(shù)據(jù)量大的素材宜選用存儲(chǔ)容量大的存儲(chǔ)介質(zhì);相反，小的容量宜選用小容量的存儲(chǔ)介質(zhì)。盡量節(jié)省存儲(chǔ)介質(zhì)的空間，使資源得到有效的存儲(chǔ)。

　　技術(shù)支持：存儲(chǔ)介質(zhì)及軟硬件應(yīng)該選用已經(jīng)成熟的技術(shù)，這種技術(shù)應(yīng)該在市場(chǎng)上廣泛的應(yīng)用，并且有眾多的廠商支持，這樣就可以非常容易地從市場(chǎng)獲取。存儲(chǔ)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)最好應(yīng)該基于開放的標(biāo)準(zhǔn)。

　　安全性能：對(duì)于讀寫數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)介質(zhì)和驅(qū)動(dòng)器應(yīng)當(dāng)支持自動(dòng)的錯(cuò)誤檢測(cè)方法，并且可以檢測(cè)寫入數(shù)據(jù)的完整性。當(dāng)數(shù)據(jù)丟失或損壞時(shí)，應(yīng)具備一定的數(shù)據(jù)恢復(fù)能力。應(yīng)有一個(gè)安全性較高的保護(hù)機(jī)制，從而維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性。

　　使用壽命：存儲(chǔ)介質(zhì)至少應(yīng)具有10年的使用壽命。然而更長(zhǎng)的壽命也未必有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)技術(shù)的過時(shí)通?？煊诖鎯?chǔ)介質(zhì)的物理退化。

　　磁化：存儲(chǔ)介質(zhì)應(yīng)當(dāng)有強(qiáng)的抗物理破壞性，以及在無數(shù)據(jù)喪失的情況下保持較大范圍的環(huán)境條件的適應(yīng)能力。

　　下面，我們針對(duì)上述考慮因素來討論磁性硬盤和固態(tài)硬盤在數(shù)字電影存儲(chǔ)方面應(yīng)用的可能性。

　　磁性硬盤在過去的25年中有了很大的發(fā)展，它也成為高速在線存儲(chǔ)的首選介的存儲(chǔ)介質(zhì)。過去應(yīng)用于個(gè)人電腦的硬盤，容量5MB就需花費(fèi)9000元人民幣，現(xiàn)在1TB的硬盤也就只需500元人民幣。加之上文提到磁性硬盤每位價(jià)格一直在下降，從這個(gè)方面考慮的話，磁性硬盤是符合上面要求的。反之，固態(tài)硬盤的成本一直高居不下，每位容量?jī)r(jià)格是傳統(tǒng)硬盤的5到10倍，甚至200到300倍。在技術(shù)支持方面，磁性硬盤的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，市場(chǎng)也有很多的制造商支持，如西部數(shù)據(jù)、三星、希捷、日立、東芝等。并且在數(shù)據(jù)讀寫方面和數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)方面也有了加大的發(fā)展，具體表現(xiàn)在傳輸率、單片存儲(chǔ)容量和監(jiān)測(cè)預(yù)告技術(shù)方面。而固態(tài)硬盤雖在數(shù)據(jù)讀寫方面有較大的優(yōu)勢(shì)，但在數(shù)據(jù)安全保護(hù)方面還不夠成熟，因此，固態(tài)硬盤只應(yīng)用于數(shù)字電影現(xiàn)場(chǎng)拍攝過程中臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件和拷貝數(shù)據(jù)文件，做存儲(chǔ)卡使用，方便快捷。而要獲得更穩(wěn)定的存儲(chǔ)系統(tǒng)，還是選用磁盤陣列方式來存儲(chǔ)數(shù)字電影。在使用壽命方面，磁性硬盤一般的使用壽命為3到5年，并且每隔一段時(shí)間必須開機(jī)運(yùn)行，而且得做好數(shù)據(jù)遷移。而對(duì)于數(shù)據(jù)遷移來說，投入的人力和財(cái)力成本以及維護(hù)更新費(fèi)用也是很高的。所以還要考慮采購(gòu)和維護(hù)必需的軟硬件成本，以及相關(guān)設(shè)備的成本。

　　4.結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，硬盤在將來一定時(shí)間內(nèi)還將有廣泛的應(yīng)用，在數(shù)字電影存檔中也有自己的一席之地。在當(dāng)今數(shù)字化電影時(shí)代下，我們應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，電影數(shù)字存檔是一個(gè)永恒的話題，而且當(dāng)前形勢(shì)越嚴(yán)峻，要求整個(gè)電影行業(yè)都應(yīng)該予以關(guān)注。要從各方面考慮，如存儲(chǔ)介質(zhì)、保存時(shí)間、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)維護(hù)等。在制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，也要統(tǒng)一存儲(chǔ)廠商的支持標(biāo)準(zhǔn)，保證我國(guó)影片數(shù)字生產(chǎn)、存儲(chǔ)得到健康的發(fā)展和良好的運(yùn)作。