從20世紀80年代數字電影誕生至今，電影制作工藝、制作方式、發(fā)行及傳播方式已經全面數字化了。這樣也導致電影素材記錄的方式由膠片到磁帶、光盤、硬盤等各種介質的轉變。早期電影膠片時代，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，電影膠片的儲存對于保存環(huán)境的溫度和濕度有嚴格的要求，一本全新醋酸膠片可在溫度為18℃，相對濕度為50%的環(huán)境中保存大約五十年，而將溫度降低時則保存的時間更長，當今數字電影時代，數字技術為電影工作者帶來各種便利的同時，也帶來了一些潛在的問題。其中最突出的就是數字電影儲存介質帶來的問題。如何長期保存電影資料，用什么介質和方式保存數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字儲存介質，分別是硬盤、數字數據磁帶、數字錄像帶和光盤。本文將對于硬盤介質中磁性硬盤和固態(tài)硬盤做深入的比較和討論，并且對它在數字電影存檔中使用的可能性進行探討。

　　在討論硬盤在數字電影儲存中使用的可能性之前，我們首先從硬盤的歷史、分類、結構、性能方面對其進行仔細的探究，從而分析它在數字電影檔中存儲的探究，從而分析它在數字電影存檔中使用的可能性。

　　1.硬盤簡介及歷史

　　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介質之一，是以使用堅硬的旋轉盤片為基礎的儲存設備。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據，并采用隨機存取的方式，可以以任意順序讀取硬盤中的數據。固態(tài)硬盤是用固態(tài)電子存儲芯片陣列制成的硬盤，沒有機械部件，由控制單元和存儲單元組成，固態(tài)硬盤是一種用集成電路存儲數據的設備?？傮w來說，磁性硬盤的價格低、容量大、數據損壞容易恢復、讀寫壽命等方面比固態(tài)硬盤有明顯的優(yōu)勢，而固態(tài)硬盤功耗低、抗震動、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。兩者各有所長，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(國際商用機器公司)生產的名字為IBM 350 RAMAC的硬盤，它的體積相當于兩個冰箱，但存儲量卻只有5MB，它應該是硬盤的鼻祖了。1973年擁有了兩個30MB的存儲單元的IBM3340硬盤問世以后，硬盤的基本構架從此被確立。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，價格變得越來越低。1970年到1991年，硬盤底片的存儲密度以每年25%~30%的速度增長，1991年開始增長到60%~80%，至今，年增長速度已經提高到100%甚至200%.其每位價格也在以每年40%的速度下降，這個趨勢有望持續(xù)到2025年或2030年。但由于機械架構的存在，硬盤的主軸轉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轉每秒的速度也有很多年沒有提高了，所以，固態(tài)硬盤就應運而生了。簡單地說，它就是存儲芯片通過陣列制成的硬盤。世界上第一塊固態(tài)硬盤出現于1989年，但因為價格昂貴只在有限的領域得到應用，如醫(yī)療、企業(yè)、軍用市場，固態(tài)硬盤剛出現時，其性價比遠低于磁性硬盤。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。現在，我們已經可以在市面上看到各種品牌的固態(tài)硬盤了，其價格雖遠高于磁性硬盤，但其性價比有了很大的提高。

　　2.硬盤的結構和性能比較

　　磁性硬盤的物理結構包括磁頭、磁道、扇區(qū)、柱面。磁頭是硬性磁盤中最昂貴的部件，也是硬盤技術中最關鍵的一個環(huán)節(jié)。傳統的磁頭是讀寫合一的電磁感應式磁頭，但是硬盤的讀寫操作確是截然的電磁感應式磁頭，但是硬盤的讀寫操作卻是截然不同的兩個過程。傳統磁頭的讀寫方式造成硬盤設計的局限。而MR磁頭采用分離式磁頭結構，將讀寫操作分開，就可以針對使用者的需求，對磁盤的讀寫進行不同程度的優(yōu)化，以得到最好的讀寫性能。當磁頭以固定半徑旋轉時，就會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。而磁盤上的每個磁道又被分成若干個弧，每個弧段就稱為扇區(qū)，每個扇區(qū)512字節(jié)，磁盤讀取和寫入數據時，要以扇區(qū)為單位。而磁盤通常由重疊的一組盤片構成，每個盤面都被劃分為數目相等的磁道，并從外緣“0”開始編號，具有相同編號的磁道就形成了一個圓柱，被稱為磁盤的柱面，其中柱面數與磁道數是相等的。因此只要知道硬盤的柱面數、磁頭數和扇區(qū)數，就能確定它的容量，即硬盤容量=柱面數*磁頭數*扇區(qū)數*512B.

　　而固態(tài)硬盤沒有機械結構，它一般包含10到60或者70個閃存芯片組。主要由四部分組成：主機接口邏輯、主控制器、隨機存儲器和閃存陣列。其中核心部分為主機控制器和閃存陣列。主控制器相當于固態(tài)硬盤的大腦，它與閃存芯片和存儲器相連，接收系統發(fā)出的指令來讀取和寫入數據，合理調配各個閃存芯片的負荷。不同的主控制器在數據處理、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，它負責數據的讀取，允許并行訪問，也允許交叉存取。

　　由于磁性硬盤與固態(tài)硬盤物理結構上的差異，導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雜的機械結構，采用閃存作為存儲介質，啟動時無需電機加速旋轉的過程，尋道時間幾乎為0，因此系統能夠對任意位置的存儲單元快速完成I/O操作。

　　2.2抗震性能

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

　　2.3工作溫度范圍

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

　　2.4存儲容量

　　與傳統的磁性硬盤相比，固態(tài)硬盤的最大容量遠低于傳統硬盤。目前最大容量的磁性硬盤可以做到4TB，而固態(tài)硬盤只能達到1TB，并且價格也遠高于磁性硬盤。

　　2.5數據安全

　　傳統的磁性硬盤或者磁帶存儲，如果硬件發(fā)生損壞，可以通過一定的數據恢復技術挽救部分數據。但如果是固態(tài)硬盤發(fā)生了損壞，目前的數據恢復技術幾乎無法找回丟失的數據。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并不多見。

　　2.6使用壽命

　　固態(tài)硬盤只有十萬次的讀寫壽命，低廉的固態(tài)硬盤甚至僅有1萬次，比起傳統硬盤無優(yōu)勢。

　　3.硬盤在電影存檔中應用的可行性

　　說到數字電影存檔，我們會關心如下幾個問題：存檔的內容到底包括哪些?以什么樣的方式存儲?選用什么介質存儲?在數字電影制作中，未經過壓縮的數字源母版數據量是很大的，理論上，一部2小時分辨率為2K、幀率為24幀每秒的數字電影的容量為1.56TB;最后經過圖像壓縮編碼打包之后，也有50G到100G左右。如果要存儲電影制作過程中的完整素材，比如電源經修改和調整的各種版本，輔助素材和花絮等等，那素材量就更大了。在介質方面，現階段，我國數字母版送審以及電影資料館收繳存儲介質暫定為HD-D5或者HD-SR高清錄像帶。所以，要長期存儲多部電影素材，就需要考慮存儲介質的問題。選擇存儲介質時需要考慮到以下幾個方面。

　　成本：評估存儲介質的成本涉及兩方面——介質本身的成本和所有與介質相關的成本。介質本身的成本主要考慮它的每MB或GB的價格。所有與介質相關的成本包括采購和維護必需的軟硬件成本，以及相關設備的成本。

　　容量：存儲介質提供的存儲空間大小應與被存儲的數據量相適應。數據量大的素材宜選用存儲容量大的存儲介質;相反，小的容量宜選用小容量的存儲介質。盡量節(jié)省存儲介質的空間，使資源得到有效的存儲。

　　技術支持：存儲介質及軟硬件應該選用已經成熟的技術，這種技術應該在市場上廣泛的應用，并且有眾多的廠商支持，這樣就可以非常容易地從市場獲取。存儲和驅動技術最好應該基于開放的標準。

　　安全性能：對于讀寫數據，存儲介質和驅動器應當支持自動的錯誤檢測方法，并且可以檢測寫入數據的完整性。當數據丟失或損壞時，應具備一定的數據恢復能力。應有一個安全性較高的保護機制，從而維護數據的完整性。

　　使用壽命：存儲介質至少應具有10年的使用壽命。然而更長的壽命也未必有絕對的優(yōu)勢，因為驅動技術的過時通?？煊诖鎯橘|的物理退化。

　　磁化：存儲介質應當有強的抗物理破壞性，以及在無數據喪失的情況下保持較大范圍的環(huán)境條件的適應能力。

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

　　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的首選介的存儲介質。過去應用于個人電腦的硬盤，容量5MB就需花費9000元人民幣，現在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格一直在下降，從這個方面考慮的話，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，每位容量價格是傳統硬盤的5到10倍，甚至200到300倍。在技術支持方面，磁性硬盤的技術已經非常成熟，市場也有很多的制造商支持，如西部數據、三星、希捷、日立、東芝等。并且在數據讀寫方面和數據保護技術方面也有了加大的發(fā)展，具體表現在傳輸率、單片存儲容量和監(jiān)測預告技術方面。而固態(tài)硬盤雖在數據讀寫方面有較大的優(yōu)勢，但在數據安全保護方面還不夠成熟，因此，固態(tài)硬盤只應用于數字電影現場拍攝過程中臨時存儲數據文件和拷貝數據文件，做存儲卡使用，方便快捷。而要獲得更穩(wěn)定的存儲系統，還是選用磁盤陣列方式來存儲數字電影。在使用壽命方面，磁性硬盤一般的使用壽命為3到5年，并且每隔一段時間必須開機運行，而且得做好數據遷移。而對于數據遷移來說，投入的人力和財力成本以及維護更新費用也是很高的。所以還要考慮采購和維護必需的軟硬件成本，以及相關設備的成本。

　　4.結束語

　　綜上所述，硬盤在將來一定時間內還將有廣泛的應用，在數字電影存檔中也有自己的一席之地。在當今數字化電影時代下，我們應該清楚地認識到，電影數字存檔是一個永恒的話題，而且當前形勢越嚴峻，要求整個電影行業(yè)都應該予以關注。要從各方面考慮，如存儲介質、保存時間、數據安全、數據維護等。在制定行業(yè)標準的基礎上，也要統一存儲廠商的支持標準，保證我國影片數字生產、存儲得到健康的發(fā)展和良好的運作。