千足之虫，任重道远

储存，储存，储存。看看你的周围，那些手机、照相机、摄像机、MP3、电脑，还有书架上一叠叠的CD和DVD，你有多少储存空间？你需要多少储存空间？

我们总是需要更多的储存空间，越多越好。当1TB的硬盘被塞得满满当当的时候，当屏幕右下角弹出小窗口，告诉你硬盘空间不足的时候，你会怎么办？考虑再挂上一块？我相信这是很多人的第一反应。

难以想象，每天有多少数据化成光脉冲或者电脉冲在这个互联网上游荡。有一个悲观的报道，声称从2008年开始，我们生产数据的速度就已经开始超过我们生产储存设备的能力——这其中很大一部分，要归功于那些无所不在的监控摄像头，它们有效地吞噬了大量的存储空间。这也就意味着，如果没有更好的技术和更大的生产能力，在未来几年中，我们可能会陷入无处存储的窘境——那可是一场灾难。想想看硬盘生产商因为硬盘价格暴涨而偷笑的嘴脸吧。

不过需求总会刺激供给，这是颠扑不破的真理。IBM的“千足虫”存储芯片计划，似乎可以给这个数据过量的世界带来一点希望。1TB每平方英寸的存储能力，看起来真像是梦幻。邮票那么大的面积，储存1TB数据，谁都会动心。

这是一个做了很久的梦。从2002年6月，IBM瑞士苏黎世研究中心制造出“千足虫”芯片的原型开始，IBM每年都会把它拿出来公布一下，让人们继续心存希望——曾经还有几次信誓旦旦地说，这种产品很快就可以商业化，然而每次却都让人望眼欲穿之后，渺无声息。三年之后又三年，现在这种技术还是在实验室中，依然看不到上市的计划。

无论如何这种技术还是很可爱的。除去它能带来的强大存储能力不说，它的构想本身就很有趣。我们可以把它看成打孔纸带的微缩版本，或者看成极其微小的可擦写光盘，或者看成针式打印机……总之是这些能打孔的东西。不过它最大的特征，是被打孔的介质可以反复使用、拥有众多可以同时工作的打孔针头，以及打出的孔只有10纳米大小。这像是让IBM又重新带回了最初——这家公司就是从生产打卡机起步的。

从表面上看，千足虫芯片和我们现在所使用的芯片没什么不同，同样是方方正正的一小块，上面引出密密麻麻的导线。只有在电子显微镜下，我们才会看到一些差别：它是一个微小的机电系统，含有大量的机械部件，可以进行轻微的移动。从侧面看上去，它有点像是一块正方形汉堡包，只不过最上层的那片面包，遍布着密密麻麻的读写头。现在IBM已经制造出了拥有4096个读写头的千足虫芯片，横向和纵向上分别都是64个。而且就理论上来说，4096个读写头和16384甚至65536个读写头并没什么太大差别——制造工艺上的难度几乎不存在。

在这块千足虫汉堡包的下层，是一片只有几十个纳米厚的特殊塑料，它会在400摄氏度下熔化。所以我们可以很容易地理解千足虫的工作原理，它和光盘差不多——移动的不是读写头，而是盘片本身。当我们要写数据的时候，读写头加热到400摄氏度，在塑料层上熔化出一个小坑来代表1；读数据的时候，读写头会探一下，通过当前位置是否有小坑来判断数据是1还是0；而当要改写数据的时候，读写头会在附近熔出一系列的小坑，来把塑料层的表面填平。

如果就单个读写头的速度来看，这种思路并不能让人满意。写入一个1的时候，需要找到合适的位置、加热读写头，然后读写头伸出，熔出一个小坑之后再收回——这要花太多的时间。但是在多个读写头同时并行工作的时候，这点缺点就不成问题了。随着读写头数量的增加，读写速度会有相当大的提升。就目前而言，这种技术的主要困难在于，它寻址的速度太慢，而且它对于防震的要求实在是太高——在以10纳米为单位的移动过程中，只要有一点点的震动，都会造成可怕的数据错误。另外，它的工作温度居然要400摄氏度？有点烫。

幸好，这个问题也许可以解决。2009年9月，韩国庆北的浦项科技大学开发出了一种新材料，也许能给千足虫带来翻身的机会。他们开发的这种材料是一种对压力敏感的聚合体，就像某种塑料。它可以在压力下迅速变软，在没有压力时变硬——这让千足虫可以在室温下工作。

这算是个好消息，但也许并不能让千足虫芯片更快出现在我们面前。在官方文献中，IBM似乎从来没把千足虫的发热量和功耗当成问题，他们认为更大的问题应该是这块芯片是否能够保持足够的稳定。这是有机械部件的存储设备的宿命，就像是使用闪存芯片的MP3和使用小光盘的MD之间的区别一样。当我们带着MP3跑跑跳跳的时候，怎样才能保证千足虫老老实实地读取数据，而不会读错、写错位置呢。这个真的很难。

20世纪70年代，IBM发明了现今硬盘的基本结构，并且称之为温彻斯特技术。这种硬盘结构沿用至今，还没有遇到足够成熟的挑战者。在固态硬盘技术的飞速发展面前，千足虫可以延续温彻斯特技术的辉煌吗？或者最终因为无法逾越的障碍而不得不中止，就像达·芬奇的笔记上那些极为超前但是却在技术限制下不得不取消的研究？我们没有办法知道。

有件事倒是很有趣，“千足虫”这个名字暗合了我们的一句老话：“百足之虫，死而不僵。”说不定某天，我们就真的可以看见它咸鱼翻身，以王者降临的姿态出现在我们面前，将庞大数据量带来的乌云一扫而空。

希望越快越好。