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中国磁光电混合存储产业蓝皮书

作译者：中国通信工业协会互联网产业专业委员会

出版时间：2022-12 千字数：474 版次：01-01 页数：296

开本：16开装帧： I S B N ：9787121444876

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纸质书定价：￥320.0

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1　综述篇.............................................................................................................................. 1
1.1　我国数据存储市场的发展机遇与政策.................................................... 2
1.2　磁光电混合存储特点................................................................................ 3
1.3　我国磁光电混合存储产业的现状............................................................ 4
1.3.1　光（盘）存储　................................................................................ 4
1.3.2　磁盘和固态盘................................................................................... 5
1.3.3　磁光电混合存储系统......................................................................... 5
1.3.4　磁光电混合存储标准制定工作........................................................... 6
1.3.5　磁光电混合存储知识产权.................................................................. 6
1.4　我国磁光电混合存储的应用.................................................................... 6
1.5　我国磁光电混合存储产业的展望............................................................ 6
2　技术篇............................................................................................................................. 9
2.1　光（盘）存储.......................................................................................... 10
2.1.1　光盘................................................................................................ 10
2.1.2　光盘驱动器..................................................................................... 17
2.1.3　光盘刻录格式.................................................................................28
2.1.4　光盘库............................................................................................ 29
2.1.5　光盘库管理软件.............................................................................. 42
2.1.6　光存储产品的基本参数.................................................................... 43
2.2　磁介质硬盘（Hard Disk Drive，HDD）..........................................44
2.2.1　HDD的技术发展.............................................................................44
2.2.2　HDD的结构及参数.........................................................................45
2.2.3　HDD的类型与性能参数..................................................................48
2.2.4　硬盘阵列........................................................................................ 50
2.3　固态盘（Solid State Disk或Solid State Drive，SSD）...........................51
2.3.1　SSD的技术发展............................................................................. 51
2.3.2　SSD的结构与性能......................................................................... 51
2.3.3　SSD分类....................................................................................... 53
2.3.4　SSD控制器技术............................................................................ 57
2.3.5　我国SSD的技术突破......................................................................58
2.4　磁光电混合存储系统..............................................................................59
2.4.1　磁光电混合存储技术的发展.............................................................59
2.4.2　HSS的架构...................................................................................59
2.4.3　数据写入........................................................................................60
2.4.4　数据读取........................................................................................60
2.4.5　数据迁移........................................................................................60
2.4.6　数据管理........................................................................................61
2.4.7　磁光电混合存储的方法...................................................................61
2.4.8　磁光电混合存储的能耗................................................................... 70
2.5　数据.......................................................................................................... 70
2.5.1　数据的种类..................................................................................... 70
2.5.2　数据的来源.................................................................................... 71
2.5.3　数据的价值.................................................................................... 71
2.5.4　数据的存储与保护.......................................................................... 72
2.5.5　数据的质量与处理.......................................................................... 73
2.5.6　数据的利用.................................................................................... 73
2.6　数据库......................................................................................................74
2.6.1　关系型数据库.................................................................................74
2.6.2　非关系型数据库............................................................................. 75
2.7　光盘制造与检测...................................................................................... 75
2.7.1　光盘制造........................................................................................ 75
2.7.2　光盘检测........................................................................................79
2.8　磁光电混合存储设备制造与检测..........................................................85
2.8.1　磁光电混合存储设备制造................................................................85
2.8.2　磁光电混合存储设备检测................................................................87
3　产研篇........................................................................................................................... 93
3.1　北京易华录信息技术股份有限公司......................................................94
3.1.1　单位概况.........................................................................................94
3.1.2　技术路线........................................................................................94
3.1.3　知识产权与成果..............................................................................95
3.1.4　产品形态........................................................................................96
3.2　深圳市爱思拓信息存储技术有限公司..................................................99
3.2.1　单位概况........................................................................................99
3.2.2　技术路线........................................................................................99
3.2.3　知识产权与成果...........................................................................100
3.2.4　产品形态......................................................................................101
3.3　北京星震同源数字系统股份有限公司................................................104
3.3.1　单位概况......................................................................................104
3.3.2　技术路线......................................................................................104
3.3.3　知识产权与成果...........................................................................106
3.3.4　产品形态......................................................................................107
3.4　广东紫晶信息存储技术股份有限公司................................................111
3.4.1　单位概况......................................................................................111
3.4.2　技术路线......................................................................................112
3.4.3　知识产权与成果...........................................................................112
3.4.4　产品形态......................................................................................114
3.5　杭州华澜微电子股份有限公司............................................................116
3.5.1　单位概况......................................................................................116
3.5.2　技术路线......................................................................................117
3.5.3　知识产权与成果...........................................................................117
3.5.4　产品形态......................................................................................120
3.6　北京中科开迪软件有限公司................................................................122
3.6.1　单位概况......................................................................................122
3.6.2　技术路线......................................................................................122
3.6.3　知识产权与成果...........................................................................124
3.6.4　产品形态......................................................................................125
3.7　苏州互盟信息存储技术有限公司........................................................127
3.7.1　单位概况......................................................................................127
3.7.2　技术路线......................................................................................128
3.7.3　知识产权与成果...........................................................................128
3.7.4　产品形态......................................................................................129
3.8　华为技术有限公司................................................................................131
3.8.1　单位概况......................................................................................131
3.8.2　产品体系......................................................................................132
3.9　华录光存储研究院（大连）有限公司................................................135
3.9.1　单位概况......................................................................................135
3.9.2　技术路线......................................................................................135
3.9.3　知识产权与成果...........................................................................137
3.9.4　产品形态......................................................................................137
3.10　保互通（北京）有限公司.................................................................140
3.10.1　单位概况....................................................................................140
3.10.2　知识产权与成果..........................................................................141
3.11　北京国瀚信息科技有限公司.............................................................141
3.11.1　单位概况.....................................................................................141
3.11.2　核心技术.....................................................................................142
3.11.3　产品形态.....................................................................................143
3.12　北京迪美视科技有限公司..................................................................144
3.12.1　单位概况.....................................................................................144
3.12.2　技术路线....................................................................................144
3.12.3　知识产权与成果..........................................................................145
3.12.4　产品形态....................................................................................146
3.13　江苏菲利斯通信息科技有限公司.....................................................148
3.13.1　单位概况.....................................................................................148
3.13.2　技术路线....................................................................................149
3.13.3　知识产权与成果..........................................................................151
3.13.4　产品形态....................................................................................152
3.14　北京越洋紫晶数据科技有限公司.....................................................153
3.14.1　单位概况....................................................................................153
3.14.2　技术路线....................................................................................153
3.14.3　产品形态....................................................................................153
3.15　江西叠嘉信息科技有限公司.............................................................156
3.15.1　单位概况.....................................................................................156
3.15.2　技术路线....................................................................................156
3.15.3　知识产权与成果..........................................................................157
3.15.4　产品形态....................................................................................159
3.16　合肥国卫软件有限公司......................................................................159
3.16.1　单位概况.....................................................................................159
3.16.2　技术路线....................................................................................160
3.16.3　产品形态....................................................................................160
3.17　北京酷数智能科技有限公司.............................................................160
3.17.1　单位概况.....................................................................................160
3.17.2　技术路线....................................................................................161
3.17.3　产品形态....................................................................................161
3.18　中国科学院上海光学精密机械研究所.............................................163
3.18.1　单位概况.....................................................................................163
3.18.2　磁光电混合存储应用研究与成果..................................................164
3.18.3　知识产权与论文..........................................................................164
3.19　中国科学院上海高等研究院基础交叉研究中心.............................166
3.19.1　单位概况....................................................................................166
3.19.2　磁光电混合存储应用研究领域.....................................................167
3.19.3　磁光电混合存储应用研究成果.....................................................167
3.19.4　知识产权与论文..........................................................................168
3.20　中国科学院上海硅酸盐研究所组合技术及新材料研究团队.........169
3.20.1　团队概况....................................................................................169
3.20.2　磁光电混合存储应用研究与成果.................................................169
3.20.3　知识产权与论文.........................................................................170
3.21　华中科技大学武汉光电国家研究中心.............................................171
3.21.1　单位概况.....................................................................................171
3.21.2　磁光电混合存储应用研究领域.....................................................171
3.21.3　知识产权与成果..........................................................................172
3.22　吉林大学超快激光加工团队..............................................................173
3.22.1　团队概况....................................................................................173
3.22.2　磁光电混合存储应用研究领域.....................................................174
3.22.3　磁光电混合存储应用研究成果.....................................................175
3.22.4　知识产权与论文.........................................................................175
3.23　贵州大学大数据与信息工程学院.....................................................176
3.23.1　单位概况....................................................................................176
3.23.2　主要研究方向.............................................................................177
3.24　上海理工大学光学研究团队..............................................................177
3.24.1　团队概况....................................................................................177
3.24.2　磁光电混合存储应用研究领域.....................................................177
3.24.3　磁光电混合存储应用研究成果.....................................................178
3.24.4　知识产权与论文.........................................................................178
3.25　暨南大学纳米光子器件课题组..........................................................180
3.25.1　课题组概况.................................................................................180
3.25.2　研究领域....................................................................................180
3.25.3　研究成果....................................................................................180
3.25.4　知识产权与论文.........................................................................181
3.26　福建师范大学信息光子学研究中心.................................................183
3.26.1　单位概况....................................................................................183
3.26.2　磁光电混合存储应用研究领域和成果..........................................183
3.26.3　知识产权与论文.........................................................................184
3.27　日本先锋公司光存储业务..................................................................186
3.27.1　单位概况....................................................................................186
3.27.2　技术路线....................................................................................188
3.27.3　知识产权与成果.........................................................................190
3.27.4　产品形态....................................................................................190
4　应用篇.........................................................................................................................195
4.1　政务........................................................................................................196
4.1.1　北京市某区人民政府档案信息化管理系统项目...............................196
4.1.2　河北省公共资源交易中心音视频数据存储项目...............................197
4.1.3　某市政务信息安全应急处置中心灾备项目......................................198
4.1.4　内蒙古政务云大数据灾备中心项目................................................200
4.1.5　某市互联网法院“天平链”区块链存储项目..................................202
4.1.6　浙江省诸暨市视频监控数据中心项目.............................................204
4.1.7　某省公安厅出入境电子档案管理系统.............................................206
4.1.8　某省高级人民法院数据备份项目....................................................207
4.1.9　贵州省某市政法委员会音视频管理与存储项目...............................209
4.1.10　广东省某县公安局平安城市视频分析平台项目.............................210
4.1.11　鹰潭市某公安系统数据存储项目..................................................212
4.2　金融........................................................................................................214
4.2.1　辽宁省某公积金管理中心冷数据存储服务系统...............................214
4.2.2　兴业银行归档资源池项目..............................................................216
4.2.3　中国工商银行基于蓝光存储的电子影像平台应用项目....................218
4.2.4　江苏常熟农村商业银行股份有限公司数据中心项目........................220
4.2.5　某大型国有银行影像数据磁光混合存储系统项目...........................222
4.3　媒体........................................................................................................224
4.3.1　中国照片档案馆数字资产归档存储项目.........................................224
4.3.2　大庆油田新闻中心数据安全存储与归档项目..................................226
4.4　档案........................................................................................................227
4.4.1　中国科学院档案馆档案数字资源长期保存理论研究与实践探索项目....227
4.4.2　某国家级档案馆数字档案磁光电存储项目.....................................230
4.4.3　湖南省档案馆档案数据存储项目...................................................231
4.5　教育........................................................................................................233
4.5.1　清华大学电子档案库房建设项目....................................................233
4.5.2　北京市海淀区培英小学档案数据管理系统.....................................236
4.6　国土资源................................................................................................239
4.6.1　数字水文平台项目........................................................................239
4.6.2　某市地质信息资源管理系统..........................................................242
4.6.3　江苏油田物探技术研究院业务数据安全存储归档项目....................244
4.6.4　中国自然资源航空物探遥感中心数据存储项目..............................245
4.6.5　杭州市某区城市大脑项目..............................................................246
4.6.6　天津津南城市数据湖项目..............................................................248
4.6.7　长城紫晶数据存储中心项目..........................................................250
4.7　医疗........................................................................................................252
4.7.1　广东医科大学医疗健康大数据存储与利用项目...............................252
4.7.2　山东省立医院无纸化办公蓝光归档备份项目..................................254
4.7.3　北京市某区医院电子病历保存与备份项目.....................................256
4.7.4　暨南大学附属第一医院数据存储项目............................................257
4.7.5　某卫生健康委科学技术研究所备份系统建设..................................259
4.8　通信........................................................................................................260
4.8.1　中国联通数字档案馆异质备份项目................................................260
4.8.2　某网络通信领域国家重点实验室大容量蓝光存储项目....................262
4.9　交通........................................................................................................263
4.9.1　长江航务管理局档案数据蓝光存储与备份项目...............................263
4.9.2　某省公安厅交通管理局车辆管理数据存储与归档应用项目.............265
附　录..................................................................................................................................267
附录A　标准概览...........................................................................................267
A.1　国家标准.........................................................................................267
A.2　行业标准.........................................................................................272
A.3　国际标准.........................................................................................274
附录B　专业术语...........................................................................................275
附录C　其他参编单位...................................................................................277
参考文献.............................................................................................................................281
后　记..................................................................................................................................283

随着我国大数据战略的实施和数字经济的发展，数据作为新型生产要素已经成为重要的战略资源。《“十四五”大数据产业发展规划》明确了充分激发数据要素价值潜能、构建稳定高效产业链的发展方向。而数据存储的巨大需求及由此带来的能耗和成本的飞速增长问题成为存储技术创新和存储结构多样化的驱动力。因此，存储技术创新必然会成为世界各国和企业竞争的战略制高点，我国存储产业亟需进行战略谋划和系统
布局，瞄准世界科技前沿，突破存储核心技术，补短板，加快构建自主可控、绿色经济的存储产业链和稳定的供应链。
从存储的发展历程来看，存储介质主要有磁带、磁盘、固态盘和光盘。但单一存储介质对数据存储的多样化需求存在瓶颈和短板，从而催生了磁光电混合存储技术（注：磁光电的同义词有磁电光、光磁电、光电磁、电磁光、电光磁等）。磁光电混合存储技术通过软件对光、磁、电等存储介质进行高效组织和管理，能够充分发挥光存储介质数据存储寿命长、安全可靠性高、能耗低，以及磁、电存储介质数据存取速度快的优势。近年来，磁光电混合存储技术和产品的研发与应用获得了长足进步，逐步进入主流存储领域。
尽管国际上磁光电混合存储技术已有40 多年的发展历史，我国磁光电混合存储产业已走过20 年的历程，但仍然缺乏系统论述磁光电混合存储技术的资料。为推动数据存储技术创新和产业变革，全面呈现我国磁光电混合存储技术和产业的发展历史和现状，在有关部委的支持下，中国通信工业协会组织相关方面的专家撰写了本书。
编写组调研走访了20 多家国内外企业、科研院所、应用单位，查阅和翻译了国内外大量文献，对各种技术进行溯源和分析，重点了解磁光电混合存储的技术路线、硬件、软件、系统和应用效果，总结各种磁光电混合存储技术和相关产品的特点及优势，明确产业链中的核心竞争力和创新驱动要素，提出产业链存在的风险和技术短板。本书深入浅出地论述了磁光电混合存储的基本概念和关键技术，提供了各类产品及应用信息，可帮助制造企业、科研单位和用户深入了解磁光电混合存储技术的发展前沿和各类产品优势，有利于用户采购和使用产品。同时，本书也可作为教材、工具书，以及解读国家标准《磁光电混合存储系统通用规范》（GB/T 41785—2022）的参考，使不同层次的读者获益。
本书分为综述篇、技术篇、产研篇、应用篇及附录：综述篇介绍了我国数据存储市场的发展机遇与政策导向，以及磁光电混合存储产业的现状、应用概况和展望；技术篇介绍了磁光电混合存储技术的发展历史和发展现状，论述了磁光电混合存储的基本概念和关键技术；产研篇汇编了27个单位在磁光电混合存储领域的发展历程、研究方向、技术路线、知识产权和软硬件产品等；应用篇选编了实际应用磁光电混合存储系统的39个项目，涵盖了政务、金融、媒体、档案、教育、国土资源、医疗、通信、交通等领域；附录包含标准概览、专业术语、参编单位等内容。

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