去中心化存儲 CVN在存儲歷史開啟的新篇章_LASH

人類天生有記錄的沖動，電影的長期保存一直都是個讓人頭疼的問題。

膠片時代，人們用膠片儲存電影，然而膠片容易受潮發霉變色，保存不當還會變形，遇上火災也容易燒毀；

然后進入了DVD光盤時代，光盤儲存雖然有其優點，但在可靠性上并不比膠片強多少，它同樣脆弱，容易損毀，一旦氧化就徹底報廢；

如今，很多電影都用數字形式儲存，看起來好像不需要實體了，但實際上呢，所有的數字電影都是儲存在機房的硬盤里，所謂的“云存儲”不過是把這些硬盤集中到了一塊兒。硬盤不是一種適合長期存放數據的東西，為了防止數據的丟失，需要每三年左右把數據換到新的硬盤上。

在此，我們看下存儲發展的歷史進程。

1、模擬時代

也許一半是出于裝修的目的，最早的人們在墻上畫畫。

后來有人發現，這么精致的作品沒法隨身攜帶實在可惜，就把目光盯上了昨晚吃剩的骨頭。

但這樣一來，哪天有人想寫個長篇的話，附近十里八鄉的小動物就只能瑟瑟發抖了，于是書簡和紙張開始上線。

??

紙張在很長一段時間內都是人們記錄信息十分理想的載體，但也僅限于文字和圖像的記錄，聲音的記錄還完全沒有辦法，什么通過貝殼可以聽到大海的聲音，那個完全不沾邊。

直到物理學告訴世人：聲音是由物體振動發出的。

搞清楚基本原理之后，人們可以開始嘗試記錄和重現聲音。

終于，在19世紀末期，通過用大喇叭拾取聲音，并將聲波的形狀通過機械裝置被刻在松軟的蠟質碟片上的方式，實現了聲音的記錄與重現，這也就是留聲機和唱片的工作原理。

可以看到，包括記錄聲音的時候，人們還是在通過各種介質來記錄這個世界的模擬信號，即使是磁帶代替了唱片成為潮流，記錄聲音的原理還是沒有變化。

所以，在最初的幾萬年間，人們通過各種載體去記錄真實世界的形狀：看到的形狀、聽到的形狀和想到的形狀。

2、數字時代——磁存儲的進化

信息存儲的分水嶺，始于第一臺計算機的誕生，因為計算機運算需要二進制的數據。

計算機工程師們首先想到的辦法是：直接在紙上打洞來表示0和1，有洞的地方就是0，沒洞的地方就是1。

大家一看就知道，這種方法存儲密度很低，運行速度也很慢，但它解決了一個至關重要的問題，人們可以跟計算機進行溝通了。

有的時候，解決問題的方法可以不高大上，但是能實現從無到有的就是當下最好的方法。

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直到1930年代，IBM每年仍要銷售上千萬張穿孔紙卡。

提到磁存儲，大家的第一反應可能是：磁帶。這也是我們個人最早接觸到的磁存儲的產品了。

而磁存儲和二進制結合起來的時候，信息存儲就迎來了超進化。

正當最早的程序員面對打孔紙怨聲載道的時候，有天才的科學家和工程師們想到，磁場的N/S極天然可以用來表示0和1，再搭配一個檢測用的磁頭不就可以實現數據的在磁介質上的存儲和讀取了嘛。

說干就干，1932年，IBM的科學家根據這個原理制造了最早的磁性存儲介質——磁鼓，用在了自家IBM650系列計算機上。

這個設備很笨重，一支磁鼓有12英寸長，一分鐘可以轉1萬2千5百轉，它在計算機中被當成主存儲器，每支可以保存1萬個字符。

最早的計算機用磁存儲設備——磁鼓

磁鼓一直被用到上世紀五十年代。

1956年，IBM公司購買了王安博士的“磁芯存儲器”專利，磁芯存儲器又主宰了計算機存儲市場小20年。

再到后來被DRAM技術所代替。

磁鼓雖然戰五渣，但是它體現的存儲和讀取數據的基本思路一直沿用了下來，包括后來的軟盤、機械硬盤：

這些存儲載體可以看做一個個“小格子”，磁存儲的每個小格子其實都是一塊小磁鐵。

根據我們的原理，想提高磁存儲密度很簡單，把格子做得更小，更密就可以了。

但這會有兩方面的挑戰：

一是，材料學能否把這些格子做得更小？

二是，如果格子做小了，磁頭還能不能看清里面的磁鐵狀態？

好在，大部分時候，材料學都說了Yes，問題的關鍵就在于磁頭能不能看清楚。

事實也正是如此，在磁盤開始商用之后，當時各個廠家也都可以做出更高密度的碟片。

可當時的磁頭實在是不行，磁頭紛紛表示格子太小了，看不清。因此，硬盤存儲密度在一段時間內一直徘徊不前，一直到上世紀80年代末期，IBM公司發明了磁阻磁頭。

磁場比較野喜歡往外跑，不服管教，電流就要乖很多，所以測量電流比測量磁場要方便得多也準確得多。

磁阻磁頭的發明正是改變了磁介質數據讀取的方式，磁頭從直接檢測磁場變成了測量電流大小，此在讀取數據時就變得十分敏感且迅速。

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用上了磁阻磁頭就像是一個老花眼找到了老花鏡。

所以，在1991年，MR磁頭技術被應用到了3.5寸硬盤中后，普通的3.5寸硬盤的容量也可以達到1GB，相當于幾百個軟盤的容量大小。

但磁阻磁頭還是遇到了一些問題：

因為磁阻磁頭是根據通過磁頭中的電流大小來識別0和1的，

所以0和1狀態下電阻的差異程度直接影響到信息讀取的準確度，

而一般情況下，導體電阻的增加值跟磁場的平方呈正比。

總之一句話，要想準確的區分出0和1，磁場強度不能太小。

如果上面這段話不太好理解，那也沒關系，一句話來說：用磁阻磁頭去看磁盤上這些小格子的時候，還是覺得有些吃力，所以限制了格子們沒法做得太小。

直到1988年，法國科學家AlbertFert和德國科學家PeterGrünberg發現了巨磁阻效應。

我們就直接說結論和應用：

根據這兩位大神的發現，IBM的科學家StuartParkin博士制作了一個特殊的磁頭——GMR磁頭，存儲單元磁場方向的轉變會導致GMR磁頭中電阻的大幅變化。

也就意味著GMR磁頭比以往的磁阻磁頭靈敏得多，這一下使得磁存儲的密度又上升一個臺階。

GMR磁頭就像自帶顯微鏡一樣，在存儲小格子做得很小的時候，都能輕松看清楚

機械硬盤內部結構

從1988年，AlbertFert和PeterGrünberg發現GMR效應，到他們因此獲得2007年的諾貝爾物理學，共歷時19年，實屬基礎學科突破在產業應用方面獲得巨大成功的代表作。

后來出現的PMR以及SMR技術也都提升了存儲密度，但主要是通過改變格子的排列方式來達到提升存儲目的。

磁存儲進步的歷程中，IBM的名字出現了很多次，為磁存儲的發展作出了巨大的貢獻。

磁存儲雖然一路突飛猛進，打怪升級，但磁存儲有一個致命的缺陷，那就是讀寫速度太慢了。這么多格子需要一個個旋轉起來讓磁頭看，怎么也快不起來啊。

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插播一下，事實上，有一段時間，光盤也一度十分普及，光驅也一度是各臺PC和筆記本電腦的的標配，光盤的存儲和磁存儲很接近。

也是讓光盤高速旋轉起來，然后通過激光探頭來讀寫各個存儲單元的數據，因此光盤也有和磁存儲類似的問題，讀寫速度偏慢，尤其是刻錄光盤的時候，因此也慢慢消失了。

二十世紀的美妙之處就在于，科學界還有很多低垂的果實，人類每摘取一個，都可能對世界產生重大的影響，巨磁阻效應無疑是其中一個。

3、數字時代——半導體存儲的進擊?

存儲的容量固然重要，但讀寫速度對計算機性能的影響更加顯著。相信經歷過機械硬盤換固態硬盤的同學一定都懂。

半導體學科和硅工藝的不斷進步是現代計算機更新換代的最直接的驅動力，在磁存儲迅猛發展的那些年，半導體界也沒閑著。

英特爾、三星、海力士、美光、爾必達、金士頓等著名的半導體企業在存儲這個領域有過慘烈的廝殺。

計算機運行時，用到的數據可以簡單分成兩種：

一種是用完就可扔，但用的時候越快越好，主要靠內存；

另一種是用完得保存好，以后還得接著用，速度可以不用那么快，主要靠閃存。

數據也是需要分類存儲的

先說內存。

至于DRAM怎么工作的，電路圖就不畫了，相信大家也記不住，就算記住了，跟朋友吹牛的時候也用不上。

還是繼續用咱們的格子理論來理解，內存也可以看成是很多個格子組成的，不過內存的格子里的就不再是小磁鐵了，而是一個個半導體結構的電容。

電容充上電了就代表1，沒充電就代表0，充放電的速度比磁存儲的機械旋轉可快多了。

自從1966年，IBM公司的羅伯特·登納德博士，發明了半導體晶體管DRAM內存后，DRAM就一直是兵家必爭之地。

1970年美國英特爾，依靠批量生產DRAM大獲成功，結束了磁芯存儲時代。

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1976年開始，日本廠商大舉進攻DRAM市場，大名鼎鼎的英特爾都被逼無奈，只得轉型微處理器市場。

1985年“日美半導體戰爭”正式開戰，韓國廠商獲得了大量美國訂單，成長了起來。

1997年亞洲金融風暴，差點將韓國廠商逼死。

美國控制韓國經濟后，韓國廠商又借著DRAM市場的暴利翻身崛起。此時不怕死的臺灣人沖進DRAM市場，投入500億美元卻虧得血本無歸。

2007年全球經濟危機，逼死了德國廠商，并將臺灣DRAM廠商打翻在地，狠踩兩腳。

2017年，大陸廠商又沖了進來，準備投資660億美元，進攻DRAM市場

閃存的存儲方式

介紹完用完就扔的數據存儲方案，接下來輪到需要長期存儲的數據了。固態硬盤里使用的就是一個個閃存顆粒來存儲數據。

在我們講到磁存儲的時候，就已經說過，機械硬盤能夠做到數據的高密度長期存儲了，但是實在是不夠快，尤其是讀寫一批小文件的時候。

那固態硬盤里的用的Flash顆粒比機械硬盤讀寫快多少？快一個數量級。?

Flash顆粒為什么這么快？

因為在Flash顆粒里不再需要通過機械運動和磁頭讀寫了，全部由電信號來控制，于是速度嗖嗖地就上去了。

還是用我們的格子理論，在每個Flash里面又有很多的小格子，不過這次的格子里面的東西又有點不一樣了。

Flash的格子里是一個個浮柵晶體管，用晶體管的導通與否來表示0和1。

那怎么控制晶體管的導通呢？在這個管子的中間，有一個開關，由充放電來控制。

在一個固態硬盤里面有很多Flash顆粒，這些Flash顆粒由主控芯片在管理著。

機械硬盤VS固態硬盤內部結構

今日恐慌與貪婪指數為33，等級由極度恐慌轉為恐慌:金色財經報道，今日恐慌與貪婪指數為33（昨日為20），恐慌程度較昨日大幅下降，等級由極度恐慌轉為恐慌。

注：恐慌指數閾值為0-100，包含指標：波動性（25%）＋市場交易量（25%）＋社交媒體熱度（15%）＋市場調查（15%）＋比特幣在整個市場中的比例（10%）＋谷歌熱詞分析（10%）。[2022/10/26 16:39:30]

正因為Flash里面都是晶體管結構，所以它的發展歸摩爾定律管。在半導體工藝極限到達之前，晶體管可以越做越小，Flash的發展十分迅速。

1984年，東芝發明閃存。

1989年，第一款固態硬盤出現，應用于專業領域如醫療、航空和軍事。

當時固態硬盤的性能遠低于機械硬盤，不過專業領域的市場化應用使固態硬盤獲得了長足的發展。

2006年3月，三星發布了一款32GB容量的固態硬盤筆記本電腦。

2007年6月，東芝推出了其第一款120GB固態硬盤筆記本電腦。

2012年，蘋果公司在筆記本電腦上應用容量為512G的固態硬盤。

摩爾定律的威力得到充分的展現，從96年第一款固態硬盤筆記本推出到如今。

經過十多年的發展，現在世面上在售的純機械硬盤電腦已經很少見了，在手機和超級本領域更是容不得機械硬盤插足。

做一個小的總結：

機械硬盤——極小的磁鐵翻轉；內存——電容充放電；固體硬盤——晶體管開關。

那各自的優缺點也就自然清楚了：

機械硬盤存儲密度大，但讀寫慢，而且怕磁場影響，但價格便宜；

內存工作速度快，但電容上的電荷時間一長全跑掉了，所以沒法長時間保存信息，而且價格高；

SSD比較中庸一些，速度也比較快，可以較長期保存數據，不怕磁鐵，價格介于兩者之間。

在美劇《絕命師》第五季開頭。

老白等人用強大的電磁鐵隔著墻銷毀了電腦硬盤里的信息，幸虧那臺筆記本用的是機械硬盤，要是用的是SSD的話，第五季就不用拍了。

美劇絕命師劇照

雖然固態硬盤近幾年大殺四方，但它也有一些問題，問題主要存在于三個方面：

第一是成本高，由于固態硬盤中的閃存顆粒、控制芯片都是基于半導體工藝生產的，比起磁存儲的磁材料濺射生產，成本高出一大截。反映到消費者端的感受就是相同容量的固態硬盤比機械硬盤貴很多。

第二是存儲密度，閃存顆粒中的存儲單元是一個個的晶體管，想要持續提升密度就需要受目前半導體技術工藝和成本雙重約束，所以我們可以輕松買到容量超過10T的機械硬盤，但超過2T的固態硬盤就很難買到了；

第三是壽命，固態硬盤里的晶體管開關就跟我們日常使用的開關一樣，開關的次數太多后也會壞的，所以Flash顆粒擦寫的次數多了之后就無法再使用了。

各大閃存廠商都想方設法來解決這些問題，還真的想出兩個辦法來：

一個辦法是，增加每個格子里的存儲信息量。你們覺得存儲密度不夠高？那我把每個格子里可以存儲的信息量加倍，總可以了吧？?

再不夠？超級加倍！

4、區塊鏈技術解決存儲問題

早期的分布式存儲問題：目前區塊容量小，導致網絡擁堵，大量的區塊數據存到哪里，如何存儲，如何高效存儲是難點。

我們都知道區塊中心化的存儲是區塊鏈的底層設計，IPFS、FileCoin采用了PoST存儲容量共識算法，實現了存儲主鏈。但是對于節點來說，基于零知識證明的POC容量證明算法，導致過度依賴于節點的服務器CPU、甚至GPU的計算性能，從而導致出塊效率極低，計算資料浪費的局面。其次，在智能合約、虛擬機方面，幾乎不太可能實現很好的整合。

近些年，云計算得到廣泛的普及和應用，其核心理念就是資源租用、應用托管和服務外包，其通過虛擬化技術將分布的計算節點組成一個共享的虛擬化池，為用戶提供服務。但是當用戶選擇將大量應用和數據部署到云計算平臺中時，云計算系統也相應地變為云存儲系統，高度集中的計算資源使云存儲面臨著嚴竣的安全挑戰，這也是中心化服務先天具備的弱點。

中心化的云存儲在安全性、可靠性、高昂費用以及服務水平層面還存在很多問題亟待解決。企業數據放在云存儲中，他們最關心的是數據是否完整無誤，如果出現故障，是否可以實現數據的恢復，而且能夠證明這些數據與原來數據完全一致。

這就是去中心存儲中經常提到的數據驗證。

2020年，CVN提出，VRF+PoST時空證明，是區塊鏈主網應用到去中心化存儲中的最優解，CVN意識價值網絡目前區塊高度超過5000萬，TPS/CTPS在5萬以上，支持超級節點數100個；數據層優化，更換為LevelDB更穩定，啟動數據壓縮減少節點空間，自動快照功能減少內存使用；StateTrie樹升級為64叉樹，提供更快的并行交易，優化數值存儲和查詢復雜度，提高了交易執行性能；新增分片指令，主鏈提供分片的內部交易執行，提高單片執行和跨片執行效率。

而據官方消息顯示，人人影視將全面啟用CVN意識價值網絡，攜2000萬注冊用戶平移至CVN生態，打造「人人云快播」去中心化創新視頻產品。人人影視是中國最大的美劇、英劇、日劇、韓劇社區，擁有超高的社區共識和活躍用戶。日均獨立訪客265萬；日均瀏覽超1000萬；

網站國內排名101；網站國際排名727；注冊用戶近2000萬；

產品矩陣月啟動次數超10億；產品日平均停留時長超1小時；日活超7百萬。

「人人云視頻」是部署在CVN意識價值網絡上的去中心化創新視頻網絡系統，產品體系涵蓋視頻內容播放器/發行/分發/搜索、優質內容投資入股、分布式DSN三大功能板塊，通過七大落地場景打造區塊鏈3.0時代的去中心化的“快播”。

「人人云視頻」利用CVN的去中心化解決方案可以建立一套可信任的點對點價值傳播網絡，打造一個純凈、高效、自治的內容社區，全面優化傳統的內容發行、傳輸、過濾和評價等各環節，讓優質內容得到更廣泛快速的分享，同時抑制垃圾內容的傳播。

相較于傳統內容分發網絡，「人人云視頻」具備獨有的內容價值自激勵、運轉更加高效安全等優點，充分鼓勵內容創作者、消費者和發行人積極參與其中，還可以將用戶個人的閑置存儲、網絡有效利用起來，實現多方共贏。

通過CVN意識價值網絡提供的開放平臺，「人人云視頻」將與眾多行業合作伙伴一起形成完整生態的生態系統。構建視頻、軟件、音樂、圖片、游戲等各類數字資源應用場景，圍繞CVNT構建一個內容質量、經濟價值、社群活躍度更高的海內外影視內容交流社區。

「人人云視頻」提供了海量的分布存儲空間、高QoS、加密的數據傳輸服務，同時利用DHT實現完全的去中心化，擁有電腦、手機、電視盒子的用戶都可以加入其中，具有良好的用戶體驗。在「人人云視頻」文件傳輸網絡中任何內容創作者都可以上傳自己的作品。用戶可以通過「人人云視頻」瀏覽、搜索等在CVN網絡中查找下載數據。越來越多的人訪問后，內容創作者的作品就會被多臺設備保存，這些設備開始為內容創作者的作品做種子，就像我們所熟知的BT種子一樣，內容創作者的作品就這樣在無數臺設備中存續。

在CVN意識價值網絡中，為了提供更好的用戶體驗，采用了兩種角色節點存儲數據，一種是發行人角色，這種角色的用戶通過提供高QoS來保障存儲服務，同時采用時空證明來賺取存儲收益；另一種是普通傳播者角色，該角色只會備份用戶喜歡的資源，作為發行人角色的補充。用戶訪問「人人云視頻」服務時，通過分布式DHT技術讓用戶快速地從網絡中下載需要的數據片段，然后由客戶端組裝、恢復出完整的數據。

基于CVN意識價值網絡的VRF共識主鏈+PoSt時空證明+雙鏈結構，「人人云視頻」上的資源具有高可用、永不宕機的特征。

CVN意識價值網絡提供的開放平臺包含封裝好的PC、iOS、Android二次開發SDK、API、開發示例，實現了穩定的網絡傳輸與內容激勵機制。傳統下載站、內容分發平臺可以依據自身的需求，快速定制出自己的站點、DAPP。

CVN意識價值網絡存儲生態，通過去中心化的存儲，利用原有的用戶體系以及存儲挖礦的激勵機制，打造以團隊為單元的去中心化存儲生態，構建能夠為廣大企業、項目及個人提供去中心化云存儲服務的區塊鏈生態體系，在大大降低云存儲服務成本的同時，增強用戶手中閑置存儲空間的利用率，實現用戶資源充分利用，用技術賦能互聯網產業，用挖礦為用戶帶來額外收入。

CVN意識價值網絡存儲生態是采用區塊鏈3.0技術，以CVN意識價值網絡主鏈為核心，由各個節點共同組成的去中心化存儲網絡，改變了云服務需要中心化服務器的互聯網存儲現狀。CVN意識價值網絡生態中的用戶可以通過主鏈，觸達鏈上冗余存儲空間，其運營成本與傳統的中心化云服務器不可同日而語。

用戶還可以直接通過云端購買云服務器成為CVN意識價值網絡的生態節點，享受去中心化存儲帶來的更安全、更隱秘的數據存儲服務外，還能夠利用自己的存儲空間進行挖礦，獲得相應收益。

存儲的未來在分布式，而分布式存儲的未來一定在去中心化，唯有去中心化的存儲網絡才能夠長久存續與自治，并實現每一個參與者都能夠收益的局面，CVN與人人云快播的故事剛剛開始，讓我們拭目以待接下來更精彩的后續。

來源：金色財經

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