Enige wolkverskaffer bied databergingsdienste aan. Dit kan koue en warm bergings wees, Yskoud, ens. Dit is baie gerieflik om inligting in die wolk te stoor. Maar hoe is data eintlik 10, 20, 50 jaar gelede gestoor? Cloud4Y het 'n interessante artikel vertaal wat net hieroor praat.
'n Byte data kan op 'n verskeidenheid maniere gestoor word, aangesien nuwe, meer gevorderde en vinniger bergingsmedia heeltyd verskyn. 'n Byte is 'n eenheid van berging en verwerking van digitale inligting, wat uit agt bisse bestaan. Een bis kan óf 0 of 1 bevat.
In die geval van ponskaarte, word die bietjie gestoor as die teenwoordigheid/afwesigheid van 'n gaatjie in die kaart op 'n sekere plek. As ons 'n bietjie verder teruggaan na Babbage's Analytical Engine, was die registers wat getalle gestoor het ratte. In magnetiese stoortoestelle soos bande en skywe word 'n bietjie voorgestel deur die polariteit van 'n spesifieke area van die magnetiese film. In moderne dinamiese ewekansige toegang geheue (DRAM), word 'n bietjie dikwels voorgestel as 'n twee-vlak elektriese lading wat gestoor word in 'n toestel wat elektriese energie in 'n elektriese veld stoor. 'n Gelaaide of ontlaaide houer stoor 'n bietjie data.
In Junie 1956 het die woord uitgedink om 'n groep bisse aan te dui wat gebruik word om 'n enkele karakter te enkodeer . Kom ons praat 'n bietjie oor karakterenkodering. Kom ons begin met die Amerikaanse standaardkode vir inligting-uitruiling, of ASCII. ASCII was gebaseer op die Engelse alfabet, dus elke letter, nommer en simbool (az, AZ, 0-9, +, - , /, ",!, ens. ) is voorgestel as 'n 7-bis heelgetal van 32 tot 127. Dit was nie juis "vriendelik" vir ander tale nie. Om ander tale te ondersteun, het Unicode ASCII uitgebrei. In Unicode word elke karakter byvoorbeeld as 'n kodepunt of simbool voorgestel , kleinletter j is U+006A, waar U staan vir Unicode en dan 'n heksadesimale getal.
UTF-8 is 'n standaard vir die voorstelling van karakters as agt bisse, wat toelaat dat elke kodepunt in die reeks 0-127 in 'n enkele greep gestoor word. As ons ASCII onthou, is dit heel normaal vir Engelse karakters, maar ander taalkarakters word dikwels in twee of meer grepe uitgedruk. UTF-16 is 'n standaard vir die voorstelling van karakters as 16 bisse, en UTF-32 is 'n standaard vir die voorstelling van karakters as 32 bisse. In ASCII is elke karakter 'n grepe, maar in Unicode, wat dikwels nie heeltemal waar is nie, kan 'n karakter 1, 2, 3 of meer grepe beset. Die artikel sal verskillende grootte groeperings van stukkies gebruik. Die aantal bisse in 'n greep wissel na gelang van die ontwerp van die media.
In hierdie artikel sal ons terugreis in tyd deur verskeie bergingsmedia om in die geskiedenis van databerging te delf. Ons sal in geen geval elke enkele stoormedium wat ooit uitgevind is, diep bestudeer nie. Hierdie is 'n prettige inligtingsartikel wat geensins beweer dat dit van ensiklopediese betekenis is nie.
Kom ons begin. Kom ons sê ons het 'n datagreep om te stoor: die letter j, óf as 'n geënkodeerde greep 6a, of as 'n binêre 01001010. Soos ons deur tyd reis, sal die datagreep gebruik word in verskeie bergingstegnologieë wat beskryf sal word.
1951
Ons storie begin in 1951 met die UNIVAC UNISERVO-bandaandrywer vir die UNIVAC 1-rekenaar. Dit was die eerste bandstasie wat vir 'n kommersiële rekenaar geskep is. Die band is gemaak van 'n dun strook vernikkelde brons, 12,65 mm breed (genoem Vicalloy) en amper 366 meter lank. Ons datagrepe kan teen 7 200 karakters per sekonde gestoor word op 'n band wat teen 2,54 meter per sekonde beweeg. Op hierdie punt in die geskiedenis kan jy die spoed van 'n bergingsalgoritme meet aan die afstand wat die band afgelê het.
1952
Snel 'n jaar vorentoe na 21 Mei 1952, toe IBM die vrystelling van sy eerste magneetbandeenheid, die IBM 726, aangekondig het. Ons greep data kon nou van UNISERVO-metaalband na IBM-magneetband geskuif word. Hierdie nuwe huis het geblyk baie knus te wees vir ons baie klein greep data, aangesien die band tot 2 miljoen syfers kan stoor. Hierdie 7-spoor magneetband het teen 1,9 meter per sekonde beweeg met 'n baudtempo van 12 500 of xnumx (destyds kopiegroepe genoem) per sekonde. Ter verwysing: die gemiddelde artikel oor Habré het ongeveer 10 000 karakters.
Die IBM 726-band het sewe snitte gehad, waarvan ses gebruik is vir die stoor van inligting, en een vir pariteitsbeheer. Een katrol kon tot 400 meter band met 'n breedte van 1,25 cm akkommodeer.Die data-oordragspoed het teoreties 12,5 duisend karakters per sekonde bereik; opname digtheid is 40 bisse per sentimeter. Hierdie stelsel het 'n "vakuumkanaal"-metode gebruik waarin 'n lus band tussen twee punte gesirkuleer het. Dit het toegelaat dat die band binne 'n breukdeel van 'n sekonde begin en stop. Dit is bereik deur lang vakuumkolomme tussen die bandspoele en die lees-/skryfkoppe te plaas om die skielike toename in spanning in die band te absorbeer, waarsonder die band tipies sou breek. ’n Verwyderbare plastiekring aan die agterkant van die bandrol het skryfbeskerming verskaf. Een spoel band kan ongeveer 1,1 stoor .
Onthou VHS-bande. Wat moes jy doen om die film weer te kyk? Draai die band terug! Hoeveel keer het jy al 'n kasset vir jou speler op 'n potlood gespin om nie batterye te mors en 'n geskeurde of vasgeklemde band te kry nie? Dieselfde kan gesê word oor bande wat vir rekenaars gebruik word. Programme kon nie net om die band spring of lukraak toegang tot data kry nie, hulle kon data streng opeenvolgend lees en skryf.
1956
Snel vorentoe 'n paar jaar na 1956, en die era van magnetiese skyfberging het begin met IBM se voltooiing van die RAMAC 305 rekenaarstelsel, wat Zellerbach Paper aan verskaf het . Hierdie rekenaar was die eerste wat 'n hardeskyf met 'n bewegende kop gebruik het. Die RAMAC-skyfstasie het bestaan uit vyftig gemagnetiseerde metaalplate met 'n deursnee van 60,96 cm, wat in staat is om ongeveer vyf miljoen karakters data te stoor, 7 bisse per karakter, en teen 1200 omwentelinge per minuut te draai. Die stoorkapasiteit was ongeveer 3,75 megagrepe.
RAMAC het intydse toegang tot groot hoeveelhede data toegelaat, anders as magnetiese band of ponskaarte. IBM het die RAMAC geadverteer as in staat om die ekwivalent van 64 000 te stoor . Voorheen het RAMRAC die konsep ingestel om transaksies deurlopend te verwerk soos dit plaasvind, sodat data onmiddellik herwin kon word terwyl dit nog vars was. Ons data in RAMAC kon nou teen spoed van 100 000 verkry word . Voorheen, wanneer ons bande gebruik, moes ons opeenvolgende data skryf en lees, en ons kon nie per ongeluk na verskillende dele van die band spring nie. Intydse ewekansige toegang tot data was destyds werklik revolusionêr.
1963
Kom ons vinnig vorentoe na 1963 toe DECTape bekendgestel is. Die naam kom van die Digital Equipment Corporation, bekend as DEC. DECtape was goedkoop en betroubaar, so dit is in baie generasies van DEC-rekenaars gebruik. Dit was 19 mm-band, gelamineer en tussen twee lae Mylar op 'n vierduim (10,16 cm) katrol vasgeplak.
Anders as sy swaar, lywige voorgangers, kon DECTape met die hand gedra word. Dit het dit 'n uitstekende opsie vir persoonlike rekenaars gemaak. Anders as sy 7-snit-eweknieë, het DECTape 6 datasnitte, 2 leidradesnitte en 2 vir klokpulse gehad. Data is aangeteken teen 350 bisse per duim (138 bisse per cm). Ons datagreep, wat 8 bisse is, maar uitgebrei kan word na 12, kan teen 8325 12-bis woorde per sekonde na DECTape oorgedra word teen 'n bandspoed van 93 (±12) duim per . Dit is 8% meer syfers per sekonde as UNISERVO-metaalband in 1952.
1967
Vier jaar later, in 1967, het 'n klein IBM-span begin werk aan die IBM-diskettestasie, met die kodenaam . Toe is die span getaak om 'n betroubare en goedkoop manier te ontwikkel om mikrokodes in te laai IBM System/370. Die projek is daarna herdoel en herbedoel om mikrokode in 'n kontroleerder vir die IBM 3330 Direct Access Storage Facility, met die kodenaam Merlin, te laai.
Ons greep kon nou op leesalleen 8-duim magneties bedekte Mylar-diskette gestoor word, vandag bekend as diskette. Ten tyde van vrystelling is die produk die IBM 23FD Floppy Disk Drive System genoem. Die skywe kon 80 kilogrepe se data hou. Anders as hardeskywe, kan 'n gebruiker maklik 'n diskette in 'n beskermende dop van een skyf na 'n ander skuif. Later, in 1973, het IBM die lees/skryf-diskette vrygestel, wat toe 'n industriële .
1969
In 1969 is die Apollo Guidance Computer (AGC) met tou-geheue gelanseer aan boord van die Apollo 11-ruimtetuig, wat Amerikaanse ruimtevaarders na die Maan en terug vervoer het. Hierdie tou-geheue is met die hand gemaak en kon 72 kilogrepe se data hou. Die vervaardiging van tou-geheue was arbeidsintensief, stadig en vereis vaardighede soortgelyk aan weef; dit kan vat . Maar dit was die regte hulpmiddel vir daardie tye toe dit belangrik was om die maksimum in 'n streng beperkte ruimte in te pas. Wanneer die draad deur een van die sirkelvormige stringe gegaan het, het dit 'n 1 verteenwoordig. Die draad wat om die string beweeg het 'n 0 verteenwoordig. Ons datagreep het vereis dat 'n persoon 'n paar minute in die tou ingeweef het.
1977
In 1977 is die Commodore PET, die eerste (suksesvolle) persoonlike rekenaar, vrygestel. Die PET het 'n Commodore 1530 Dataset gebruik, wat data plus kasset beteken. PET het die data in analoog oudioseine omgeskakel, wat dan op gestoor is . Dit het ons in staat gestel om 'n koste-effektiewe en betroubare bergingsoplossing te skep, al is dit baie stadig. Ons klein greep data kan oorgedra word teen 'n spoed van ongeveer 60-70 grepe per . Kassette kan ongeveer 100 kilogrepe per 30 minute kant hou, met twee kante per band. Byvoorbeeld, een kant van 'n kasset kan ongeveer twee 55 KB beelde bevat. Datasette is ook in die Commodore VIC-20 en Commodore 64 gebruik.
1978
'n Jaar later, in 1978, het MCA en Philips LaserDisc bekendgestel onder die naam "Discovision". Jaws was die eerste rolprent wat op LaserDisc in die Verenigde State verkoop is. Sy klank- en videogehalte was baie beter as sy mededingers, maar die laserskyf was te duur vir die meeste verbruikers. Die LaserDisc kon nie opgeneem word nie, anders as die VHS-bande waarop mense televisieprogramme opgeneem het. Laserskywe het gewerk met analoog video, analoog FM stereo klank en pols kode , of PCM, digitale oudio. Die skywe het 'n deursnee van 12 duim (30,47 cm) gehad en het bestaan uit twee enkelsydige aluminiumskywe wat met plastiek bedek is. Vandag word LaserDisc onthou as die basis van CD's en DVD's.
1979
'n Jaar later, in 1979, het Alan Shugart en Finis Conner Seagate Technology gestig met die idee om die hardeskyf te skaal tot die grootte van 'n 5 ¼-duim-diskette, wat destyds standaard was. Hul eerste produk in 1980 was die Seagate ST506-hardeskyf, die eerste hardeskyf vir kompakte rekenaars. Die skyf het vyf megagrepe data gehou, wat destyds vyf keer groter was as 'n standaard diskette. Die stigters kon hul doelwit bereik om die skyfgrootte te verminder tot die grootte van 'n 5¼-duim-diskette. Die nuwe databergingstoestel was 'n stewige metaalplaat wat aan beide kante bedek was met 'n dun laag magnetiese databergingsmateriaal. Ons datagrepe kan teen 'n spoed van 625 kilogrepe na skyf oorgedra word . Dit is ongeveer .
1981
Vinnig 'n paar jaar vorentoe na 1981, toe Sony die eerste 3,5-duim-diskette bekendgestel het. Hewlett-Packard het in 1982 die eerste aannemer van hierdie tegnologie geword met sy HP-150. Dit het die 3,5-duim-diskette bekend gemaak en hulle wydverspreide gebruik regoor die wêreld gegee. . Die diskette was enkelsydig met 'n geformateerde kapasiteit van 161.2 kilogrepe en 'n ongeformateerde kapasiteit van 218.8 kilogrepe. In 1982 is 'n dubbelsydige weergawe vrygestel, en die Microfloppy Industry Committee (MIC)-konsortium van 23 mediamaatskappye het die 3,5-duim-diskettespesifikasie op Sony se oorspronklike ontwerp gebaseer, wat die formaat in die geskiedenis soos ons dit vandag ken, gesementeer. . Nou kan ons datagrepe op 'n vroeë weergawe van een van die mees algemene stoormedia gestoor word: die 3,5-duim-diskette. Later, 'n paar 3,5-duim floppies met het die belangrikste deel van my kinderdae geword.
1984
Kort daarna, in 1984, is die vrystelling van die Compact Disc Read-Only Memory (CD-ROM) aangekondig. Dit was 550 megagreep CD-ROM's van Sony en Philips. Die formaat het gegroei uit CD's met digitale oudio, of CD-DA, wat gebruik is om musiek te versprei. CD-DA is in 1982 deur Sony en Philips ontwikkel en het 'n kapasiteit van 74 minute gehad. Volgens legende, toe Sony en Philips oor die CD-DA-standaard onderhandel het, het een van die vier mense daarop aangedring dat dit die hele negende simfonie. Die eerste produk wat op CD vrygestel is, was Grolier's Electronic Encyclopedia, wat in 1985 gepubliseer is. Die ensiklopedie het nege miljoen woorde bevat, wat slegs 12% van die beskikbare skyfspasie opgeneem het, wat 553 is . Ons sou meer as genoeg spasie hê vir 'n ensiklopedie en 'n greep data. Kort daarna, in 1985, het rekenaarmaatskappye saamgewerk om 'n standaard vir skyfdryf te skep sodat enige rekenaar dit kon lees.
1984
Ook in 1984 het Fujio Masuoka 'n nuwe tipe swewende hekgeheue genaamd flitsgeheue ontwikkel, wat baie keer uitgevee en herskryf kon word.
Kom ons neem 'n oomblik om na flitsgeheue te kyk deur 'n drywende hektransistor te gebruik. Transistors is elektriese hekke wat individueel aan- en afgeskakel kan word. Aangesien elke transistor in twee verskillende toestande kan wees (aan en af), kan dit twee verskillende getalle stoor: 0 en 1. 'n Swaaihek verwys na 'n tweede hek wat by die middeltransistor gevoeg is. Hierdie tweede hek is geïsoleer met 'n dun oksiedlaag. Hierdie transistors gebruik 'n klein spanning wat op die hek van die transistor toegepas word om aan te dui of dit aan of af is, wat op sy beurt na 'n 0 of 1 vertaal.
Met drywende hekke, wanneer die toepaslike spanning deur die oksiedlaag toegepas word, vloei elektrone daardeur en sit vas aan die hekke. Daarom, selfs wanneer die krag afgeskakel is, bly die elektrone op hulle. Wanneer daar geen elektrone op die drywende hekke is nie, verteenwoordig hulle 'n 1, en wanneer elektrone vas is, verteenwoordig hulle 'n 0. Om hierdie proses om te keer en 'n geskikte spanning deur die oksiedlaag in die teenoorgestelde rigting aan te wend, veroorsaak dat elektrone deur die drywende hekke vloei en herstel die transistor na sy oorspronklike toestand. Daarom word die selle programmeerbaar gemaak en . Ons greep kan in die transistor geprogrammeer word as 01001010, met elektrone, met elektrone vas in drywende hekke om nulle voor te stel.
Masuoka se ontwerp was effens meer bekostigbaar maar minder buigsaam as elektries uitwisbare PROM (EEPROM), aangesien dit verskeie groepe selle vereis het wat saam uitgevee moes word, maar dit het ook die spoed daarvan verklaar.
Masuoka het destyds vir Toshiba gewerk. Hy het uiteindelik by die Tohoku-universiteit gaan werk omdat hy ontevrede was dat die maatskappy hom nie vir sy werk beloon het nie. Masuoka het Toshiba gedagvaar en vergoeding geëis. In 2006 is hy 87 miljoen yuan betaal, gelykstaande aan 758 duisend Amerikaanse dollars. Dit lyk steeds onbeduidend gegewe hoe invloedryk flitsgeheue in die bedryf geword het.
Terwyl ons oor flitsgeheue praat, is dit ook die moeite werd om op te let wat die verskil is tussen NOR- en NAND-flitsgeheue. Soos ons reeds van Masuoka weet, stoor flits inligting in geheueselle wat uit drywende hektransistors bestaan. Die name van die tegnologieë hou direk verband met hoe geheueselle georganiseer word.
In NOR-flits word individuele geheueselle parallel gekoppel om ewekansige toegang te verskaf. Hierdie argitektuur verminder die leestyd wat benodig word vir ewekansige toegang tot mikroverwerkerinstruksies. NOR-flitsgeheue is ideaal vir toepassings met laer digtheid wat hoofsaaklik leesalleen is. Dit is hoekom die meeste SVE's hul firmware laai, gewoonlik vanaf NOR-flitsgeheue. Masuoka en sy kollegas het die uitvinding van NOR-flits in 1984 bekendgestel en NAND-flits in .
NAND Flash-ontwikkelaars het die ewekansige toegangsfunksie laat vaar om 'n kleiner geheueselgrootte te verkry. Dit lei tot 'n kleiner skyfiegrootte en laer koste per bis. NAND-flitsgeheue-argitektuur bestaan uit agt-stuk geheue transistors wat in serie gekoppel is. Dit bereik hoë bergingsdigtheid, kleiner geheueselgrootte en vinniger data skryf en uitvee omdat dit blokke data gelyktydig kan programmeer. Dit word bereik deur te vereis dat data herskryf word wanneer dit nie opeenvolgend geskryf word nie en die data reeds in .
1991
Kom ons gaan aan na 1991, toe 'n prototipe vastestaataandrywing (SSD) geskep is deur SanDisk, toe bekend as . Die ontwerp het 'n flitsgeheue-skikking, nie-vlugtige geheueskyfies en 'n intelligente beheerder gekombineer om defekte selle outomaties op te spoor en reg te stel. Die skyfkapasiteit was 20 megagrepe met 'n 2,5-duim-vormfaktor, en die koste daarvan is op ongeveer $1000 XNUMX geraam. Hierdie skyf is deur IBM in 'n rekenaar gebruik .
1994
Een van my persoonlike gunsteling bergingsmedia sedert kleintyd was Zip Disks. In 1994 het Iomega die Zip Disk vrygestel, 'n 100-megagreep-patroon in 'n 3,5-duim-vormfaktor, omtrent effens dikker as 'n standaard 3,5-duim-aandrywer. Latere weergawes van die aandrywers kan tot 2 gigagrepe stoor. Die gerief van hierdie skywe is dat hulle die grootte van 'n diskette was, maar die vermoë gehad het om 'n groter hoeveelheid data te stoor. Ons datagrepe kan teen 1,4 megagrepe per sekonde na 'n Zip-skyf geskryf word. Ter vergelyking, destyds is 1,44 megagrepe van 'n 3,5-duim-diskette teen 'n spoed van ongeveer 16 kilogrepe per sekonde geskryf. Op 'n Zip-skyf lees/skryf die koppe data sonder kontak, asof hulle bo die oppervlak vlieg, wat soortgelyk is aan die werking van 'n hardeskyf, maar verskil van die werkingsbeginsel van ander diskette. Zip-skywe het gou verouderd geraak weens probleme met betroubaarheid en beskikbaarheid.
1994
Dieselfde jaar het SanDisk CompactFlash bekendgestel, wat wyd in digitale videokameras gebruik is. Soos met CD's, is CompactFlash-spoed gebaseer op "x"-graderings soos 8x, 20x, 133x, ens. Die maksimum data-oordragtempo word bereken op grond van die bistempo van die oorspronklike oudio-CD, 150 kilogrepe per sekonde. Die oordragtempo lyk soos R = Kx150 kB/s, waar R die oordragtempo is en K die nominale spoed. Dus vir 'n 133x CompactFlash, sal ons datagreep geskryf word teen 133x150 kB/s of ongeveer 19 950 kB/s of 19,95 MB/s. Die CompactFlash Association is in 1995 gestig met die doel om 'n industriestandaard vir flitsgeheuekaarte te skep.
1997
'n Paar jaar later, in 1997, is die Compact Disc Rewritable (CD-RW) vrygestel. Hierdie optiese skyf is gebruik vir die stoor van data en vir die kopiëring en oordrag van lêers na verskeie toestelle. CD's kan ongeveer 1000 XNUMX keer herskryf word, wat destyds nie 'n beperkende faktor was nie, aangesien gebruikers selde data oorskryf het.
CD-RW's is gebaseer op tegnologie wat die reflektiwiteit van 'n oppervlak verander. In die geval van CD-RW veroorsaak faseverskuiwings in 'n spesiale deklaag wat uit silwer, tellurium en indium bestaan die vermoë om die leesbundel te reflekteer of nie te reflekteer nie, wat 0 of 1 beteken. Wanneer die verbinding in die kristallyne toestand is, is dit deurskynend, wat beteken 1. Wanneer die verbinding in 'n amorfe toestand smelt, word dit ondeursigtig en nie-reflektief, wat 0. Ons kan dus ons datagreep as 01001010 skryf.
DVD's het uiteindelik die meeste van die markaandeel van CD-RW's oorgeneem.
1999
Kom ons beweeg aan na 1999, toe IBM destyds die wêreld se kleinste hardeskywe bekend gestel het: die IBM 170MB en 340MB mikroskywe. Dit was klein 2,54 cm hardeskywe wat ontwerp is om in CompactFlash Type II-gleuwe te pas. Daar is beplan om 'n toestel te skep wat soos CompactFlash gebruik sou word, maar met groter geheuekapasiteit. Hulle is egter gou vervang deur USB-flitsaandrywers en toe deur groter CompactFlash-kaarte soos dit beskikbaar geword het. Soos ander hardeskywe, was mikroaandrywers meganies en het klein draaiskyfies bevat.
2000
'n Jaar later, in 2000, is USB-flash drives bekendgestel. Die dryf het bestaan uit flitsgeheue ingesluit in 'n klein vormfaktor met 'n USB-koppelvlak. Afhangende van die weergawe van die USB-koppelvlak wat gebruik word, kan die spoed verskil. USB 1.1 is beperk tot 1,5 megabit per sekonde, terwyl USB 2.0 35 megabit per sekonde kan hanteer , en USB 3.0 is 625 megabit per sekonde. Die eerste USB 3.1 Type C-aandrywers is in Maart 2015 aangekondig en het lees-/skryfspoed van 530 megabit per sekonde gehad. Anders as diskettes en optiese dryf, is USB-toestelle moeiliker om te krap, maar het steeds dieselfde vermoëns vir die stoor van data, sowel as die oordrag en rugsteun van lêers. Floppy- en CD-aandrywers is vinnig deur USB-poorte vervang.
2005
In 2005 het vervaardigers van hardeskyfskyf (HDD) produkte begin versend deur gebruik te maak van loodregte magnetiese opname, of PMR. Interessant genoeg het dit gebeur op dieselfde tyd dat die iPod Nano die gebruik van flitsgeheue in plaas van 1-duim hardeskywe in die iPod Mini aangekondig het.
'n Tipiese hardeskyf bevat een of meer hardeskywe wat bedek is met 'n magneties-sensitiewe film wat uit klein magnetiese korrels bestaan. Data word aangeteken wanneer die magnetiese opnamekop net bokant die draaiende skyf vlieg. Dit is baie soortgelyk aan 'n tradisionele grammofoonplaatspeler, die enigste verskil is dat in 'n grammofoon die stylus in fisiese kontak met die plaat is. Soos die skyfies roteer, skep die lug wat daarmee in aanraking is 'n sagte briesie. Net soos lug op 'n vliegtuigvlerk hysing genereer, genereer lug lifting op die vleuelkop . Die kop verander vinnig die magnetisering van een magnetiese gebied van die korrels sodat sy magnetiese pool op of af wys, wat 1 of 0 aandui.
Die voorganger van PMR was longitudinale magnetiese opname, of LMR. Die opnamedigtheid van PMR kan meer as drie keer dié van LMR wees. Die belangrikste verskil tussen PMR en LMR is dat die korrelstruktuur en magnetiese oriëntasie van die gestoorde data van PMR media kolomvormig eerder as longitudinaal is. PMR het beter termiese stabiliteit en verbeterde sein-tot-geraas-verhouding (SNR) as gevolg van beter korrelskeiding en eenvormigheid. Dit beskik ook oor verbeterde opneembaarheid danksy sterker kopvelde en beter magnetiese mediabelyning. Soos LMR, is die fundamentele beperkings van PMR gebaseer op die termiese stabiliteit van die databisse wat deur die magneet geskryf word en die behoefte om voldoende SNR te hê om die geskrewe inligting te lees.
2007
In 2007 is die eerste 1 TB hardeskyf van Hitachi Global Storage Technologies aangekondig. Die Hitachi Deskstar 7K1000 het vyf 3,5-duim 200GB-plate gebruik en gedraai by rpm Dit is 'n aansienlike verbetering teenoor die wêreld se eerste hardeskyf, die IBM RAMAC 350, wat 'n kapasiteit van ongeveer 3,75 megagrepe gehad het. O, hoe ver het ons in 51 jaar gekom! Maar wag, daar is nog iets.
2009
In 2009 het tegniese werk begin om nie-vlugtige uitdruklike geheue te skep, of . Nie-vlugtige geheue (NVM) is 'n tipe geheue wat data permanent kan stoor, in teenstelling met vlugtige geheue, wat konstante krag benodig om data te stoor. NVMe spreek die behoefte aan 'n skaalbare gasheerbeheerder-koppelvlak vir PCIe-geaktiveerde halfgeleier-gebaseerde perifere komponente, vandaar die naam NVMe. Meer as 90 maatskappye is by die werkgroep ingesluit om die projek te ontwikkel. Dit was alles gebaseer op werk om die nie-vlugtige geheue-gasheerbeheerkoppelvlak-spesifikasie (NVMHCIS) te definieer. Vandag se beste NVMe-aandrywers kan ongeveer 3500 3300 megagrepe per sekonde lees en XNUMX XNUMX megagrepe per sekonde se skryf hanteer. Die skryf van die j-datagreep waarmee ons begin het, is baie vinnig in vergelyking met 'n paar minute se hand-weef-tou-geheue vir die Apollo Guidance Computer.
Hede en toekoms
Stoorklasgeheue
Noudat ons terug in tyd gereis het (ha!), kom ons kyk na die huidige stand van Storage Class Memory. SCM, soos NVM, is robuust, maar SCM bied ook werkverrigting beter as of vergelykbaar met hoofgeheue, en . Die doel van SCM is om sommige van vandag se kasprobleme op te los, soos lae statiese ewekansige toegang geheue (SRAM) digthede. Met Dynamic Random Access Memory (DRAM) kan ons beter digtheid bereik, maar dit kom ten koste van stadiger toegang. DRAM ly ook aan die behoefte aan konstante krag om die geheue te verfris. Kom ons verstaan dit 'n bietjie. Krag is nodig omdat die elektriese lading op die kapasitors bietjie vir bietjie uitlek, wat beteken dat sonder ingryping die data op die skyfie binnekort verlore gaan. Om sulke lekkasie te voorkom, benodig DRAM 'n eksterne geheue-verfriskring wat die data in die kapasitors van tyd tot tyd herskryf en hulle na hul oorspronklike lading herstel.
Faseverandering geheue (PCM)
Voorheen het ons gekyk na hoe die fase verander vir CD-RW. PCM is soortgelyk. Die faseveranderingsmateriaal is gewoonlik Ge-Sb-Te, ook bekend as GST, wat in twee verskillende toestande kan bestaan: amorf en kristallyn. Die amorfe toestand het 'n hoër weerstand, wat 0 aandui, as die kristallyne toestand, wat 1 aandui. Deur datawaardes aan intermediêre weerstande toe te ken, kan PCM gebruik word om veelvuldige toestande as .
Spin-oordrag wringkrag ewekansige toegang geheue (STT-RAM)
STT-RAM bestaan uit twee ferromagnetiese, permanente magnetiese lae geskei deur 'n diëlektrikum, 'n isolator wat elektriese krag kan oordra sonder om te gelei. Dit stoor stukkies data gebaseer op verskille in magnetiese rigtings. Een magnetiese laag, wat die verwysingslaag genoem word, het 'n vaste magnetiese rigting, terwyl die ander magnetiese laag, wat die vrye laag genoem word, 'n magnetiese rigting het wat deur die verbygaande stroom beheer word. Vir 1 is die magnetiseringsrigting van die twee lae in lyn. Vir 0 het beide lae teenoorgestelde magnetiese rigtings.
Resistiewe ewekansige toegang geheue (ReRAM)
'n ReRAM-sel bestaan uit twee metaalelektrodes wat deur 'n metaaloksiedlaag geskei word. 'n Bietjie soos Masuoka se flitsgeheue-ontwerp, waar elektrone die oksiedlaag binnedring en in die drywende hek vassit, of andersom. Met ReRAM word die seltoestand egter bepaal op grond van die konsentrasie vrye suurstof in die metaaloksiedlaag.
Alhoewel hierdie tegnologieë belowend is, het hulle steeds nadele. PCM en STT-RAM het 'n hoë skryfvertraging. PCM-latensies is tien keer hoër as DRAM, terwyl STT-RAM-latens tien keer hoër is as SRAM. PCM en ReRAM het 'n beperking op hoe lank 'n skryf kan plaasvind voordat 'n ernstige fout voorkom, wat beteken dat die geheue-element vashaak op .
In Augustus 2015 het Intel die vrystelling van Optane, sy 3DXPoint-gebaseerde produk, aangekondig. Optane beweer 1000 XNUMX keer die werkverrigting van NAND SSD's teen 'n prys wat vier tot vyf keer hoër is as flitsgeheue. Optane is 'n bewys dat SCM meer as net 'n eksperimentele tegnologie is. Dit sal interessant wees om die ontwikkeling van hierdie tegnologieë te sien.
Hardeskywe (HDD)
Helium HDD (HHDD)
'n Heliumskyf is 'n hoë-kapasiteit hardeskyf (HDD) wat met helium gevul en hermeties verseël word tydens die vervaardigingsproses. Soos ander hardeskywe, soos ons vroeër gesê het, is dit soortgelyk aan 'n draaitafel met 'n magneties bedekte draaibord. Tipiese hardeskywe het bloot lug in die holte, maar hierdie lug veroorsaak 'n mate van weerstand soos die plate draai.
Heliumballonne dryf omdat helium ligter as lug is. Trouens, helium is 1/7 van die digtheid van lug, wat die remkrag verminder soos die plate roteer, wat 'n vermindering in die hoeveelheid energie veroorsaak wat nodig is om die skywe te draai. Hierdie kenmerk is egter sekondêr, die belangrikste kenmerk van helium was dat dit jou toelaat om 7 wafers in dieselfde vormfaktor te pak wat normaalweg net 5 sal hou. As ons die analogie van ons vliegtuigvlerk onthou, dan is dit 'n perfekte analoog . Omdat helium weerstand verminder, word turbulensie uitgeskakel.
Ons weet ook dat heliumballonne na 'n paar dae begin sink omdat die helium daaruit kom. Dieselfde kan gesê word oor bergingstoestelle. Dit het jare geduur voordat vervaardigers in staat was om 'n houer te skep wat verhoed het dat helium deur die hele lewe van die aandrywing uit die vormfaktor ontsnap. Backblaze het eksperimente uitgevoer en gevind dat helium-hardeskywe 'n jaarlikse foutkoers van 1,03% het, vergeleke met 1,06% vir standaardskywe. Natuurlik is hierdie verskil so klein dat 'n mens 'n ernstige gevolgtrekking daaruit kan maak .
Die helium-gevulde vormfaktor kan 'n hardeskyf bevat wat ingekapsuleer is met PMR, wat ons hierbo bespreek het, of mikrogolf magnetiese opname (MAMR) of hitte-ondersteunde magnetiese opname (HAMR). Enige magnetiese bergingstegnologie kan gekombineer word met helium in plaas van lug. In 2014 het HGST twee voorpunt-tegnologieë in sy 10TB-helium-hardeskyf gekombineer, wat gasheerbeheerde shingled magnetic recording, of SMR (Shingled magnetic recording) gebruik het. Kom ons praat bietjie oor SMR en kyk dan na MAMR en HAMR.
Teël magnetiese opname tegnologie
Voorheen het ons gekyk na loodregte magnetiese opname (PMR), wat die voorganger van SMR was. Anders as PMR, neem SMR nuwe spore op wat 'n deel van die voorheen aangetekende magnetiese baan oorvleuel. Dit maak op sy beurt die vorige baan nouer, wat voorsiening maak vir hoër baandigtheid. Die naam van die tegnologie kom van die feit dat rondtebane baie soortgelyk is aan teëldakbane.
SMR lei tot 'n baie meer komplekse skryfproses, aangesien skryf na een baan die aangrensende baan oorskryf. Dit gebeur nie wanneer die skyfsubstraat leeg is en die data opeenvolgend is nie. Maar sodra jy opneem na 'n reeks snitte wat reeds data bevat, word die bestaande aangrensende data uitgevee. As 'n aangrensende snit data bevat, moet dit herskryf word. Dit is baie soortgelyk aan die NAND-flits waaroor ons vroeër gepraat het.
SMR-toestelle verberg hierdie kompleksiteit deur fermware te bestuur, wat lei tot 'n koppelvlak soortgelyk aan enige ander hardeskyf. Aan die ander kant sal gasheerbestuurde SMR-toestelle, sonder spesiale aanpassing van toepassings en bedryfstelsels, nie die gebruik van hierdie aandrywers toelaat nie. Die gasheer moet streng opeenvolgend na toestelle skryf. Terselfdertyd is die werkverrigting van die toestelle 100% voorspelbaar. Seagate het in 2013 SMR-aandrywers begin versend, wat 25% hoër digtheid beweer het PMR-digtheid.
Mikrogolf magnetiese opname (MAMR)
Mikrogolfondersteunde magnetiese opname (MAMR) is 'n magnetiese geheuetegnologie wat energie soortgelyk aan HAMR gebruik (word volgende bespreek).'n Belangrike deel van MAMR is die Spin Torque Ossillator (STO). Die STO self is naby die opnamekop geleë. Wanneer stroom op die STO toegepas word, word 'n sirkelvormige elektromagnetiese veld met 'n frekwensie van 20-40 GHz gegenereer as gevolg van die polarisasie van elektronspin.
Wanneer dit aan so 'n veld blootgestel word, vind resonansie plaas in die ferromagneet wat vir MAMR gebruik word, wat lei tot presessie van die magnetiese momente van die domeine in hierdie veld. In wese wyk die magnetiese moment van sy as af en om sy rigting te verander (flip), benodig die opnamekop aansienlik minder energie.
Die gebruik van MAMR-tegnologie maak dit moontlik om ferromagnetiese stowwe met groter dwingende krag te neem, wat beteken dat die grootte van magnetiese domeine verminder kan word sonder vrees om 'n superparamagnetiese effek te veroorsaak. Die STO-generator help om die grootte van die opnamekop te verminder, wat dit moontlik maak om inligting op kleiner magnetiese domeine op te neem, en dus die opnamedigtheid verhoog.
Western Digital, ook bekend as WD, het hierdie tegnologie in 2017 bekendgestel. Kort daarna, in 2018, het Toshiba hierdie tegnologie ondersteun. Terwyl WD en Toshiba MAMR-tegnologie nastreef, wed Seagate op HAMR.
Termomagnetiese opname (HAMR)
Hitteondersteunde magnetiese opname (HAMR) is 'n energiedoeltreffende magnetiese databergingtegnologie wat die hoeveelheid data wat op 'n magnetiese toestel, soos 'n hardeskyf, gestoor kan word aansienlik kan verhoog deur hitte te gebruik wat deur 'n laser verskaf word om te help skryf die data na die oppervlak hardeskyf substrate. Verhitting veroorsaak dat databisse baie nader aan mekaar op die skyfsubstraat geplaas word, wat groter datadigtheid en -kapasiteit moontlik maak.
Hierdie tegnologie is redelik moeilik om te implementeer. 200 mW laser vinnig 'n klein area van tot 400 °C voor opname, sonder om in te meng met of die res van die data op die skyf te beskadig. Die verhitting, data-opname en verkoelingsproses moet in minder as 'n nanosekonde voltooi word. Om hierdie uitdagings aan te spreek het die ontwikkeling van nanoskaal oppervlakplasmone vereis, ook bekend as oppervlakgeleide lasers, in plaas van direkte laserverhitting, sowel as nuwe soorte glasplate en termiese bestuursbedekkings om vinnige kolverhitting te weerstaan sonder om die opnamekop of enige nabygeleë te beskadig. data, en verskeie ander tegniese uitdagings wat oorkom moes word.
Ten spyte van talle skeptiese uitsprake, het Seagate hierdie tegnologie vir die eerste keer in 2013 gedemonstreer. Die eerste skyfies het in 2018 begin verskeep.
Einde van film, gaan na die begin!
Ons het in 1951 begin en die artikel eindig met 'n blik op die toekoms van bergingstegnologie. Databerging het mettertyd baie verander, van papierband tot metaal en magneties, tou-geheue, draaiende skywe, optiese skywe, flitsgeheue en ander. Vordering het gelei tot vinniger, kleiner en kragtiger bergingstoestelle.
As jy NVMe met UNISERVO metaalband vanaf 1951 vergelyk, kan NVMe 486% meer syfers per sekonde lees. As NVMe vergelyk word met my kindergunsteling, Zip drives, kan NVMe 111% meer syfers per sekonde lees.
Die enigste ding wat waar bly, is die gebruik van 0 en 1. Die maniere waarop ons dit doen verskil baie. Ek hoop dat die volgende keer as jy 'n CD-RW van liedjies vir 'n vriend verbrand of 'n tuisvideo in die Optical Disc Archive stoor, jy dink aan hoe 'n nie-reflektiewe oppervlak na 'n 0 vertaal en 'n reflektiewe oppervlak na 'n 1 vertaal. Of as jy 'n mixtape op kasset opneem, onthou dat dit baie nou verwant is aan die Dataset wat in die Commodore PET gebruik word. Ten slotte, moenie vergeet om vriendelik te wees en terug te spoel nie.
Dankie и vir die lekkernye (ek kan dit nie help nie) regdeur die artikel!
Wat kan jy nog op die blog lees?
→
→
→
→
→
Teken in op ons -kanaal sodat jy nie die volgende artikel mis nie! Ons skryf nie meer as twee keer per week nie en slegs vir besigheid. Ons herinner jou ook daaraan dat Cloud4Y veilige en betroubare afstandtoegang kan verskaf tot besigheidstoepassings en inligting wat nodig is om besigheidskontinuïteit te verseker. Afgeleë werk is 'n bykomende hindernis vir die verspreiding van koronavirus. Vir besonderhede, kontak ons bestuurders by .
Bron: will.com