[發(fā)明專利]固態(tài)光盤和固態(tài)存儲服務器

在審

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• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105788642A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 張國飆
• 申請（專利權）人: 杭州海存信息技術有限公司
• 主分類號: G11C17/06
• 分類號: G11C17/06;G06F3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡通訊領域，尤其是基于固態(tài)內容存儲的內容分發(fā)網(wǎng)絡(CDN)。

背景技術

移動狀態(tài)下的內容分發(fā)網(wǎng)絡(CDN)使消費者在通勤（拼車、公交、地鐵）和長途旅行（自駕、大巴、鐵路、飛機）時具有消費影視內容的能力。由于現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡面臨很多問題，移動CDN還較難實現(xiàn)是普及。首先，現(xiàn)有的移動流量費用非常昂貴；其次，現(xiàn)有的移動觀影只能是小眾市場，因為一旦同時觀影的人數(shù)增加，現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡（如3G、4G網(wǎng)絡）就會崩潰；再次，現(xiàn)有的、采用WiFi預下載的方式獲取內容其實是個無奈之舉，用戶體驗并不方便（需要預測將來的內容需求，花時間下載，難以做到隨性消費）。業(yè)界準備采用兩種方法來解決這些問題：一是下一代移動網(wǎng)絡（如5G網(wǎng)絡），二是車載WiFi服務器。5G網(wǎng)絡尚有很多技術問題沒有解決，其中一個主要技術難點是在大量高速移動的用戶同時觀影時難以傳輸大量不同的影視內容。車載WiFi服務器自帶內容。由于車輛運行環(huán)境惡劣，為了抗震，車載WiFi服務器必須使用固態(tài)硬盤，而不能使用機械硬盤。固態(tài)硬盤高昂的價格導致車載WiFi服務器不可能存儲較多內容供用戶選擇。

超高清電視（包括4k電視、裸眼3D電視和全息電視等）的CDN也存在很多技術難點。由于超高清電視的視頻流量遠高于高清電視，它需要強大的寬帶支持。如圖7所示，目前的三級網(wǎng)絡結構是省級內容中心710（包括服務器712和硬盤陣列714等）、地市州局720（包括服務器722）和區(qū)縣局730（包括服務器732）。省級內容中心710和地市州局720之間通過干線716通訊，地市州局720和區(qū)縣局730之間通過干線726通訊，區(qū)縣局730的服務器732面向用戶。注意到，內容庫存儲在省級內容中心710的硬盤陣列714中。由于內容庫遠離用戶，省級內容中心710需要為數(shù)百萬人服務。因此，干線716和726面臨極大的帶寬壓力。按照現(xiàn)有規(guī)劃，超高清電視要求對干線設施進行大面積升級改造。

本發(fā)明提出利用固態(tài)光盤和固態(tài)存儲服務器來實現(xiàn)移動CDN和超高清CDN。固態(tài)存儲服務器含有固態(tài)硬盤和固態(tài)光盤。其中，固態(tài)光盤的核心技術是三維印錄存儲器（3-Dprintedmemory，簡稱為3D-P）。3D-P是只讀存儲器，其芯片內含有多個垂直堆疊的只讀存儲層。由于沒有寫功能，3D-P芯片不需要引入新材料，故其存儲元和讀出電路的設計較為簡單。相應地，3D-P芯片具有較好的產業(yè)化前景和較大的存儲容量，它是多媒體大內容（包括文字、音樂、圖像、影視、游戲、軟件等大內容）的理想載體。

中國專利ZL98119572.5、中國專利申請201210319953.5和美國專利5,835,396、美國專利申請13/570,216等披露了多種3D-P。圖1是一種典型的3D-P芯片10的截面圖。它含有四個印錄存儲層20a-20d，存儲層20a通過通道孔20av與襯底11中的電路接觸（存儲層20b-20d的通道孔未畫出）。存儲層之間（如20c和20d）由一層間介質13隔開。每個印錄存儲層含有多個字線（如12）、位線（如14）和存儲元（如18）。每個存儲元18存儲的數(shù)字信息通過印刷膜16的狀態(tài)來決定：如印刷膜16存在則表示數(shù)字“0”，印刷膜16不存在則表示數(shù)字“1”。印錄存儲層（如20a）中存儲的數(shù)據(jù)（即印刷膜16的狀態(tài)）是在生產過程中通過印錄的方式錄入的。該實施例只畫出了4個存儲層。在實際生產過程中，3D-P可以含有8個存儲層或更多。在25nm節(jié)點，含有8個存儲層3D-P芯片的單芯容量為320Gb(SLC)/640Gb(MLC)。這里，SLC是指每個存儲元只存儲1位數(shù)據(jù)；MLC是指每個存儲元可以存儲2位數(shù)據(jù)。為簡便計，圖1中3D-P存儲元的各種二極管層均未畫出。

3D-P芯片10在切割后進行封裝，在封裝過程中可以進一步將多個3D-P芯片進行垂直堆疊以提高存儲容量。封裝后的3D-P卡也被稱為“微光盤”，它表示3D-P卡的功能類似于傳統(tǒng)光盤，即只具有讀功能，故是出版發(fā)行大內容的理想載體。注意到，微光盤（3D-P卡）的尺寸遠小于傳統(tǒng)光盤，且存儲容量遠大于傳統(tǒng)光盤。