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(pán)、硬盤(pán)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(kāi)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(lái)各種便利的同時(shí)，也帶來(lái)了一些潛在的問(wèn)題。其中最突出的就是數(shù)字電影儲(chǔ)存介質(zhì)帶來(lái)的問(wèn)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(wèn)題。目前有四種主流的數(shù)字儲(chǔ)存介質(zhì)，分別是硬盤(pán)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)磁帶、數(shù)字錄像帶和光盤(pán)。本文將對(duì)于硬盤(pán)介質(zhì)中磁性硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)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(pán)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(pán)的歷史、分類(lèi)、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(pán)簡(jiǎn)介及歷史

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

　　磁性硬盤(pán)是主要的存儲(chǔ)介質(zhì)之一，是以使用堅(jiān)硬的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片為基礎(chǔ)的儲(chǔ)存設(shè)備。它通過(guò)距離磁性表面很近的磁頭來(lái)記錄和檢索信息，由電磁流改變極性的方式讀寫(xiě)磁盤(pán)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(pán)中的數(shù)據(jù)。固態(tài)硬盤(pán)是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列制成的硬盤(pán)，沒(méi)有機(jī)械部件，由控制單元和存儲(chǔ)單元組成，固態(tài)硬盤(pán)是一種用集成電路存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)備?？傮w來(lái)說(shuō)，磁性硬盤(pán)的價(jià)格低、容量大、數(shù)據(jù)損壞容易恢復(fù)、讀寫(xiě)壽命等方面比固態(tài)硬盤(pán)有明顯的優(yōu)勢(shì)，而固態(tài)硬盤(pán)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(pán)有自己的優(yōu)勢(shì)。兩者各有所長(zhǎng)，也各有所短。

　　回顧硬盤(pán)的歷史，世界上第一塊硬盤(pán)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(pán)，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(pán)的鼻祖了。1973年擁有了兩個(gè)30MB的存儲(chǔ)單元的IBM3340硬盤(pán)問(wèn)世以后，硬盤(pán)的基本構(gòu)架從此被確立。之后硬盤(pán)繼續(xù)向前發(fā)展，體積變得越來(lái)越大，容量變得越來(lái)越大，價(jià)格變得越來(lái)越低。1970年到1991年，硬盤(pán)底片的存儲(chǔ)密度以每年25%~30%的速度增長(zhǎng)，1991年開(kāi)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(pán)的主軸轉(zhuǎn)速基本沒(méi)有很大的提升空間，除了FC硬盤(pán)或者SAS硬盤(pán)，主流的7200轉(zhuǎn)每秒的速度也有很多年沒(méi)有提高了，所以，固態(tài)硬盤(pán)就應(yīng)運(yùn)而生了。簡(jiǎn)單地說(shuō)，它就是存儲(chǔ)芯片通過(guò)陣列制成的硬盤(pán)。世界上第一塊固態(tài)硬盤(pán)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(pán)剛出現(xiàn)時(shí)，其性?xún)r(jià)比遠(yuǎn)低于磁性硬盤(pán)。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?，F(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(pán)了，其價(jià)格雖遠(yuǎn)高于磁性硬盤(pán)，但其性?xún)r(jià)比有了很大的提高。

　　2.硬盤(pán)的結(jié)構(gòu)和性能比較

　　磁性硬盤(pán)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(pán)中最昂貴的部件，也是硬盤(pán)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(xiě)合一的電磁感應(yīng)式磁頭，但是硬盤(pán)的讀寫(xiě)操作確是截然的電磁感應(yīng)式磁頭，但是硬盤(pán)的讀寫(xiě)操作卻是截然不同的兩個(gè)過(guò)程。傳統(tǒng)磁頭的讀寫(xiě)方式造成硬盤(pán)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(xiě)操作分開(kāi)，就可以針對(duì)使用者的需求，對(duì)磁盤(pán)的讀寫(xiě)進(jìn)行不同程度的優(yōu)化，以得到最好的讀寫(xiě)性能。當(dāng)磁頭以固定半徑旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)在磁盤(pán)表面劃出圓形的軌跡，這些軌跡就稱(chēng)為磁道。磁盤(pán)的上的信息就是沿著這樣的軌道存放的。而磁盤(pán)上的每個(gè)磁道又被分成若干個(gè)弧，每個(gè)弧段就稱(chēng)為扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)512字節(jié)，磁盤(pán)讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，要以扇區(qū)為單位。而磁盤(pán)通常由重疊的一組盤(pán)片構(gòu)成，每個(gè)盤(pán)面都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣“0”開(kāi)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(chēng)為磁盤(pán)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(pán)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(pán)容量=柱面數(shù)*磁頭數(shù)*扇區(qū)數(shù)*512B.

　　而固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)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(pán)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(lái)讀取和寫(xiě)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(xiě)控制上，有非常大的差別。閃存陣列是固態(tài)硬盤(pán)的最主要部分，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀取，允許并行訪問(wèn)，也允許交叉存取。

　　由于磁性硬盤(pán)與固態(tài)硬盤(pán)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(méi)有像磁性硬盤(pán)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(wú)需電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)的過(guò)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(pán)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(pán)只能在5℃到55℃的范圍內(nèi)工作，而大多數(shù)固態(tài)硬盤(pán)可在-10℃到70℃，一些工業(yè)級(jí)別的固態(tài)硬盤(pán)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(pán)相比，固態(tài)硬盤(pán)的最大容量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)硬盤(pán)。目前最大容量的磁性硬盤(pán)可以做到4TB，而固態(tài)硬盤(pán)只能達(dá)到1TB，并且價(jià)格也遠(yuǎn)高于磁性硬盤(pán)。

　　2.5數(shù)據(jù)安全

　　傳統(tǒng)的磁性硬盤(pán)或者磁帶存儲(chǔ)，如果硬件發(fā)生損壞，可以通過(guò)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(pán)發(fā)生了損壞，目前的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)幾乎無(wú)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(pán)的。固態(tài)硬盤(pán)的資料保存系統(tǒng)并不多見(jiàn)。

　　2.6使用壽命

　　固態(tài)硬盤(pán)只有十萬(wàn)次的讀寫(xiě)壽命，低廉的固態(tài)硬盤(pán)甚至僅有1萬(wàn)次，比起傳統(tǒng)硬盤(pán)無(wú)優(yōu)勢(shì)。

　　3.硬盤(pán)在電影存檔中應(yīng)用的可行性

　　說(shuō)到數(shù)字電影存檔，我們會(huì)關(guān)心如下幾個(gè)問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)。

　　安全性能：對(duì)于讀寫(xiě)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(xiě)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(guò)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(wú)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(lái)討論磁性硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)在數(shù)字電影存儲(chǔ)方面應(yīng)用的可能性。

　　磁性硬盤(pán)在過(guò)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(guò)去應(yīng)用于個(gè)人電腦的硬盤(pán)，容量5MB就需花費(fèi)9000元人民幣，現(xiàn)在1TB的硬盤(pán)也就只需500元人民幣。加之上文提到磁性硬盤(pán)每位價(jià)格一直在下降，從這個(gè)方面考慮的話(huà)，磁性硬盤(pán)是符合上面要求的。反之，固態(tài)硬盤(pán)的成本一直高居不下，每位容量?jī)r(jià)格是傳統(tǒng)硬盤(pán)的5到10倍，甚至200到300倍。在技術(shù)支持方面，磁性硬盤(pán)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(xiě)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(pán)雖在數(shù)據(jù)讀寫(xiě)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(pán)只應(yīng)用于數(shù)字電影現(xiàn)場(chǎng)拍攝過(guò)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(pán)陣列方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字電影。在使用壽命方面，磁性硬盤(pán)一般的使用壽命為3到5年，并且每隔一段時(shí)間必須開(kāi)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(lái)說(shuō)，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(pán)在將來(lái)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(huà)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。