武汉光电国家实验室光电信息存储研究部以数字存储技术为主要研究方向。本研究部是在华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室的基础上,联合相关院系的信息存储研究力量而组建的。华中科技大学从1974年开始研究数字存储技术,在磁记录、光记录、磁盘阵列、网络存储等方面承担了国家在各个时期的重大研究项目,包括973重大基础研究项目,863高技术产业化项目,国家重点攻关和国家自然科学基金重点项目等,获得过多项国际和国家级发明奖和科技进步奖,并为我国和世界信息存储界培养了大批人才,是我国信息存储技术研究和人才培养的重要基地。该研究部所在的计算机系统结构学科是国家重点学科。
光电信息存储研究部开展信息存储领域基础性和应用基础性研究,作,力图为信息存储技术的发展做出有价值的贡献,在国际学术舞台占有一席之地,并为我国信息存储工业提供具有知识产权的核心关键技术。
本研究部以数字信息存储原理和系统为主要研究方向,一方面研究如何采用新的物理原理和现象,找到提高数据存储密度、速度和可靠性的新方法和新技术;另一方面是研究系统级的技术,用存储设备作为基本单元,构建满足大规模网络存储要求的海量存储系统。前者在物理层面上进行研究,后者在系统层面上进行研究。两者都有各自重大的科学和技术问题。
研究方向
方向1 新型光电存储原理与技术
研究全息光存储、蓝光光存储、近场光存储、光磁混合存储、超高密度磁记录、磁性随机存储器(MRAM)等新型超高密度存储原理和技术以及未来的量子存储技术;
方向2
并行存储与网络存储系统
研究用于下一代互联网的超大规模(PB级)并行存储系统,研究磁盘阵列、附网存储和存储区域网技术,研究对象存储技术、对等存储技术、集群与网格存储技术;
方向3
高可用、高安全的存储技术
研究数据备份、灾难恢复技术,研究高可用存储系统以及保证数据安全的手段与方法,研究数据恢复与救援的方法和技术;
方向4 智能存储系统
研究进化存储系统,智能存储管理,数据生命周期管理等技术;
方向5 存储应用技术
流媒体存储技术,移动存储技术,光盘标准研究,海量信息存储与检索,数字高清电视及其高清光盘播放机,光盘库,数字图书馆等。
速超高密度存储技术的理论与试验研究
成果简介
研究以磁盘存储器为代表的快速大容量存储技术,在超高密度磁道位与弱信号提取和数据的并行与并发存取方面取得独创性成果:率先提出了“图形伺服定位法”,即以盘面上的精细图形取代动态写入伺服信号的机理来提高磁道密度。在理论上解决了诸如图形与编码变换,边沿磁效应,不连续表面浮动机理,伺服解调等问题。提出了势阱触发(PWT)提取弱信号和从噪声中分离有用信号的随机共振机理。提出并解决了有关底层I/O的并行性,快速译码算法,基于随机Petri网模型的性能分析等理论与实际课题。
该项成果于1999年获国家自然科学奖四等奖。
研究团队
主要人员包括:冯丹教授等。
系统集成和异构通道接口协议变换的网成果简介
在理论和关键技术研究的基础上创建了三种磁盘阵列:(1)
集成式磁盘阵列
一种按速度均衡的系统集成方法、用通用计算机部件和高速通道组成硬件系统、在自主研制的系统软件控制下实现并行存取的新型磁盘阵列。(2)
接口协议变换磁盘阵列 一种主机为SCSI接口、驱动器为EIDE接口、经协议变换的磁盘阵列,性能价格比高。(3)
网络磁盘阵列
一种命令与数据分流的网络磁盘阵列。具有与服务器相联的命令通道和接入网络的数据通道,可实现容量与速度同步扩展。该项成果获
2001
年国家技术发明二等奖。
研究团队
主要人员包括:冯丹教授、
王芳
副教授、周可副教授等。
近期研究项目介绍
国家重点基础研究计划(973)
项目
下一代互联网信息存储组织模式与核心技术研究
基金项目
直接联网的海量存储系统组成原理与核心技术研究
基于VI的高速网络存储系统结构研究
I/O请求处理的流水作业机制研究
信息存储的智能控制与连接方式研究
海量信息存储及相关处理技术研究
开发项目
面向下一代互联网的智能网络存储系统
FC磁盘阵列技术
高性能磁盘阵列研究
提高计算机存储系统速度的新技术
企业合作项目
电视台视频播放系统研究
磁盘阵列控制器开发
IP电话网关平台技术研究
车载CANbus数据采集及远程通信
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目
下一代互联网信息存储的组织模式和核心技术研究
研究内容
针对下一代互联网对网络信息存储的高效性、可扩展性、安全性和高服务质量等的量和质的需求,及现有网络存储形式弊端,本项目围绕两个关键科学问题,即“下一代互联网信息存储组织模式”和“PB级存储系统构建理论与方法”,从五个方面展开研究:
网络数据存取复杂性;
网络存储要求的高效性;
存储空间的可扩展性;
数据访问和存储的安全性;
网络存储服务的高质量。提出一种新的存储模式,“多层次、可扩展的存储对象”模式,赋予存储对象智能性和主动服务的特性,从存储系统内部更好地支持用户访问,并基于存储对象组建PB级存储系统。
近场光存储
成果简 近场光存储利用近场光学原理,突破衍射极限,获得极高的记录密度。以前的研究者采用光纤探针和固体浸没物镜来实现近场光存储,但是由于光功率损耗大和光头运动质量大的原因,无法实用化。本课题提出采用高折射率波导来实现近场光存储,根据理论计算和实验验证,该方案具有光功率损耗低、质量小的优点,具有很好的实用化前景。这种技术已获得中国国家专利。
国家“863”计划课题
微硬盘高密度伺服刻录技
研究内研究新型伺服系统的数学模型与实现技术,建立验证性试验系统。
研究伺服通道技术,包括:伺服信号的高速深度采样、实时分析处理、位置误差的高速算法及实现技术。
研究新型自伺服刻写平台的实现技术,包括:数字伺服寻道控制系统、轨道跟踪系统的实现技术。
技术指标
在100KTPI的磁道密度条件下,与未校正技术比较,伺服道偏摆幅度降低10倍。
伺服采样深度满足整圈伺服信号的采样要求。满足6GB以上1英寸微硬盘自伺服刻写需要。
进化存储系统
A系统物理结构进化:
各个元部件可以动态更新,并且实现整体物理性能随元部件性能的提高而进化;
B.系统逻辑结构进化:
在实现了系统耗散结构的基础上,通过多种不同系统组织结构方案的竞争和系统内部的自动调节实现整体逻辑结构的进化;
C.数据分布进化:
在保证所有数据的可用性、用户访问的透明性基础上,实现数据的全局分布向系统整体性能最优化的方向进化。
混合记录
光磁混合记录结合磁记录技术和近场记录原理,采用近场光斑加热小的记录区域来降低矫顽力,克服超顺磁极限,提高记录密度。本课题提出一种新的正交双梯度混合记录方案,在该方案中,道密度由椭圆形近场光斑的短轴长决定,位密度由磁翻转尺度决定。该方案可支持高达500kTPI的超高道密度,从而使硬盘达到500
Gb/in2的记录面密度。
|