Ogni fornitore di nuvola offre servizii di almacenamentu di dati. Quessi ponu esse magazzini friddi è caldi, ghiacciati, etc. U almacenamentu di l'infurmazioni in u nuvulu hè abbastanza còmuda. Ma cumu sò stati dati veramente almacenati 10, 20, 50 anni fà? Cloud4Y hà traduttu un articulu interessante chì parla solu di questu.
Un byte di dati pò esse guardatu in una varietà di manere, cum'è novi, più avanzati è più veloci media di almacenamiento appariscenu sempre. Un byte hè una unità di almacenamiento è trasfurmazioni di l'infurmazioni digitale, chì hè custituita da ottu bit. Un bit pò cuntene sia 0 o 1.
In casu di carte perforate, u bit hè almacenatu cum'è a presenza / assenza di un burato in a carta in un certu locu. Se vulemu un pocu più à u Babbage's Analytical Engine, i registri chì anu almacenatu numeri eranu ingranaggi. In i dispositi di almacenamento magneticu, cum'è nastri è dischi, un pocu hè rapprisintatu da a polarità di una zona specifica di a film magnetica. In a memoria d'accessu aleatoriu dinamica muderna (DRAM), un pocu hè spessu rapprisintatu cum'è una carica elettrica di dui livelli almacenata in un dispositivu chì guarda energia elettrica in un campu elettricu. Un containeru caricatu o scaricatu guarda un pocu di dati.
Ghjugnu 1956 hà inventatu a parolla per denotà un gruppu di bit utilizati per codificà un unicu caratteru . Parlemu un pocu di codificazione di caratteri. Cuminciamu cù u codice standard americanu per l'intercambiu di l'infurmazioni, o ASCII. ASCII era basatu annantu à l'alfabetu inglese, cusì ogni lettera, numeru è simbulu (az, AZ, 0-9, +, - , /, ",!, etc. ) sò stati rapprisintati cum'è un integer di 7 bit da 32 à 127. Questu ùn era micca esattamente "amichevule" per altre lingue. Per sustene altre lingue, Unicode estendeu ASCII. In Unicode ogni caratteru hè rapprisintatu cum'è un puntu di codice, o simbulu, per esempiu. , j minuscolo è U+006A, dove U sta per Unicode e poi un numero esadecimale.
UTF-8 hè un standard per rapprisintà caratteri cum'è ottu bit, chì permette à ogni puntu di codice in a gamma 0-127 per esse guardatu in un unicu byte. Se ricurdemu ASCII, questu hè abbastanza normale per i caratteri inglesi, ma altri caratteri di lingua sò spessu espressi in dui o più byte. UTF-16 hè un standard per rapprisintà caratteri cum'è 16 bit, è UTF-32 hè un standard per rapprisintà caratteri cum'è 32 bit. In ASCII, ogni caratteru hè un byte, ma in Unicode, chì spessu ùn hè micca veramente veru, un caratteru pò occupà 1, 2, 3 o più byte. L'articulu utilizerà diverse raggruppamenti di dimensioni di bit. U numaru di bit in un byte varieghja secondu u disignu di i media.
In questu articulu, avemu da viaghjà in u tempu à traversu diversi supporti di almacenamiento per sfondà in a storia di u almacenamiento di dati. In ogni casu, avemu principiatu à studià prufondamente ogni unicu mediu di almacenamiento chì hè mai statu inventatu. Questu hè un articulu informativu divertitu chì in nessuna manera pretende esse di significatu enciclopedicu.
Cuminciamu. Dicemu chì avemu un byte di dati per almacenà: a lettera j, o cum'è un byte codificato 6a, o cum'è un binari 01001010. Quandu viaghjà à traversu u tempu, u byte di dati serà utilizatu in parechje tecnulugii d'almacenamiento chì seranu descritti.
1951
A nostra storia principia in 1951 cù l'unità di cinta UNIVAC UNISERVO per l'urdinatore UNIVAC 1. Era a prima unità di cinta creata per un computer cummerciale. A banda hè stata fatta da una striscia fina di bronzu nichelatu, larga 12,65 mm (chjamata Vialloy) è longa quasi 366 metri. I nostri byte di dati puderanu esse almacenati à 7 200 caratteri per seconda nantu à una cinta chì si move à 2,54 metri per seconda. À questu puntu di a storia, pudete misurà a vitezza di un algoritmu di almacenamiento da a distanza chì a cinta viaghja.
1952
Avanzate un annu à u 21 di maghju di u 1952, quandu IBM hà annunziatu a liberazione di a so prima unità di cinta magnetica, l'IBM 726. U nostru byte di dati puderia avà esse spustatu da a cinta metallica UNISERVO à a cinta magnetica IBM. Questa nova casa hè stata assai accogliente per u nostru byte di dati assai chjucu, postu chì a cinta pò almacenà finu à 2 milioni di cifre. Questa cinta magnetica di 7 piste si move à 1,9 metri per seconda cù una velocità di baud di 12 500 o 7500 (à quellu tempu chjamatu gruppi di copie) per seconda. Per riferimentu: l'articulu mediu nantu à Habré hà circa 10 000 caratteri.
A cinta IBM 726 avia sette tracce, sei di quali eranu aduprate per almacenà l'infurmazioni, è una per u cuntrollu di parità. Una bobina puderia accoglie sin'à 400 metri di cinta cù una larghezza di cm 1,25. A velocità di trasferimentu di dati in teoria righjunghji 12,5 mila caratteri per seconda; a densità di registrazione hè di 40 bit per centimetru. Stu sistema hà utilizatu un metudu di "canale di vacuum" in quale un ciclu di cinta circulava trà dui punti. Questu hà permessu chì a cinta principia è si ferma in una frazzioni di seconda. Questu hè stata ottenuta mettendu lunghe colonne di vacuum trà e bobine di cinta è i testi di lettura / scrittura per assorbe l'aumentu bruscu di a tensione in a cinta, senza chì a cinta si rompe tipicamente. Un anellu di plastica amovibile à a parte posteriore di a bobina di cinta furnisce a prutezzione di scrittura. Una bobina di cinta pò almacenà circa 1,1 .
Ricurdativi di cassette VHS. Chì duvete fà per vede u filmu di novu ? Rewind the tape! Quante volte avete filatu una cassetta per u vostru lettore nantu à un lapis, per ùn perde micca e batterie è uttene una cinta strappata o intacata? U stessu pò esse dettu di i nastri utilizati per l'urdinatori. I prugrammi ùn puderanu micca solu saltà intornu à a cinta o accede à e dati aleatoriu, puderanu leghje è scrive dati strettamente sequenziale.
1956
Avanzate uni pochi d'anni finu à u 1956, è l'era di l'almacenamiento di discu magneticu cuminciò cù u cumpletu di IBM di u sistema di computer RAMAC 305, chì Zellerbach Paper hà furnitu à . Stu computer era u primu à utilizà un discu duru cù un capu in muvimentu. L'unità di discu RAMAC era custituita da cinquanta platti metallici magnetizzati cù un diametru di 60,96 cm, capaci di almacenà circa cinque milioni di caratteri di dati, 7 bits per caratteru, è spinning à 1200 rivoluzioni per minutu. A capacità di almacenamiento era di circa 3,75 megabytes.
RAMAC hà permessu l'accessu in tempu reale à una grande quantità di dati, à u cuntrariu di a cinta magnetica o di carte perforate. IBM hà annunziatu u RAMAC cum'è capaci di almacenà l'equivalente di 64 000 . Nanzu, RAMRAC hà introduttu u cuncettu di trasfurmà continuamente e transazzione cum'è accade, perchè e dati puderanu esse ritruvati immediatamente mentre era sempre frescu. I nostri dati in RAMAC ponu avà accede à una velocità di 100 000 . Nanzu, quandu usava nastri, avemu avutu à scrive è leghje dati sequenziali, è ùn pudemu micca saltà accidentalmente à diverse parti di a cinta. L'accessu aleatoriu in tempu reale à e dati era veramente rivoluzionariu à l'epica.
1963
Avanzamu rapidamente à u 1963 quandu DECtape hè statu introduttu. U nome vene da a Digital Equipment Corporation, cunnisciuta cum'è DEC. DECtape era prezzu è affidabile, cusì hè stata utilizata in parechje generazioni di computer DEC. Era una cinta di 19 mm, laminata è inserita trà dui strati di Mylar nantu à una bobina di quattru pollici (10,16 cm).
A cuntrariu di i so predecessori pesanti è voluminosi, DECtape puderia esse purtatu à manu. Questu hà fattu una excelente opzione per l'urdinatori persunali. A cuntrariu di i so contraparti di 7 tracce, DECtape avia 6 tracce di dati, 2 cue tracks, è 2 per u clock. I dati sò stati registrati à 350 bit per inch (138 bit per cm). U nostru byte di dati, chì hè 8 bit, ma pò esse allargatu à 12, puderia trasferisce à DECtape à 8325 parole di 12 bit per seconda à una velocità di cinta di 93 (± 12) inch per . Il s'agit de 8% de plus de chiffres par seconde que la bande métallique UNISERVO en 1952.
1967
Quattru anni dopu, in u 1967, una piccula squadra IBM hà cuminciatu à travaglià nantu à u discu dischettu IBM, nome in codice. . Allora a squadra hè stata incaricata di sviluppà un modu affidabile è pocu costu per carricà i microcodici IBM System/370. U prugettu hè statu successivamente ripurtatu è ripurtatu per carica u microcode in un controller per l'IBM 3330 Direct Access Storage Facility, nome in codice Merlin.
U nostru byte puderia avà esse almacenatu in dischetti Mylar di 8 pollici di sola lettura, cunnisciuti oghje cum'è dischetti. À u mumentu di a liberazione, u pruduttu era chjamatu IBM 23FD Floppy Disk Drive System. I dischi puderanu cuntene 80 kilobytes di dati. A cuntrariu di i discu duru, un utilizatore puderia facilmente spustà un dischettu in una cunchiglia protettiva da una unità à l'altru. In seguitu, in u 1973, IBM hà liberatu u dischettu di lettura/scrittura, chì hè diventatu un industriale. .
1969
In u 1969, l'Apollo Guidance Computer (AGC) cù memoria di corda hè stata lanciata à bordu di a nave spaziale Apollo 11, chì hà purtatu astronauti americani à a Luna è torna. Questa memoria di corda hè stata fatta da a manu è puderia cuntene 72 kilobytes di dati. A pruduzzione di a memoria di corda era un travagliu intensivu, lento, è esigeva cumpetenze simili à u tissutu; puderia piglià . Ma era l'uttellu ghjustu per quelli tempi quandu era impurtante per mette u massimu in un spaziu strettamente limitatu. Quandu u filu passava per unu di i filamenti circulari, rapprisentava un 1. U filu chì passava intornu à u filu rapprisentava un 0. U nostru byte di dati necessitava una persona per tessi parechji minuti in a corda.
1977
In u 1977, u Commodore PET, u primu urdinatore persunale (successu) hè statu liberatu. U PET hà utilizatu un Commodore 1530 Datasette, chì significa data plus cassette. PET hà cunvertitu i dati in segnali audio analogici, chì sò stati allora almacenati . Questu ci hà permessu di creà una soluzione d'almacenamiento rentabile è affidabile, ancu s'ellu hè assai lenta. U nostru picculu byte di dati puderia esse trasferitu à una vitezza di circa 60-70 bytes per . I cassette puderanu cuntene circa 100 kilobytes per u latu di 30 minuti, cù dui lati per cinta. Per esempiu, un latu di una cassette puderia cuntene circa duie imaghjini di 55 KB. Datasets sò stati ancu utilizati in u Commodore VIC-20 è Commodore 64.
1978
Un annu dopu, in u 1978, MCA è Philips introduciu LaserDisc sottu u nome "Discovision". Jaws hè statu u primu filmu vindutu in LaserDisc in i Stati Uniti. A so qualità audio è video era assai megliu cà i so cuncurrenti, ma u laserdisc era troppu caru per a maiò parte di i cunsumatori. U LaserDisc ùn pò micca esse arregistratu, à u cuntrariu di e cassette VHS chì a ghjente hà registratu programmi televisivi. Laserdiscs hà travagliatu cù video analogicu, audio stereo FM analogicu è codice di impulsu , o PCM, audio digitale. I dischi avianu un diametru di 12 inch (30,47 cm) è custituiti da dui dischi d'aluminiu unilaterali rivestiti di plastica. Oghje LaserDisc hè ricurdatu cum'è a basa di CD è DVD.
1979
Un annu dopu, in u 1979, Alan Shugart è Finis Conner anu fundatu Seagate Technology cù l'idea di scala u discu duru à a dimensione di un dischettu di 5 ¼-inch, chì era standard à l'epica. U so primu pruduttu in u 1980 era u discu duru Seagate ST506, u primu discu duru per l'urdinatori compacti. U discu cuntene cinque megabyte di dati, chì à l'epica era cinque volte più grande di un dischettu standard. I fundatori anu pussutu ghjunghje u so scopu di riduce a dimensione di u discu à a dimensione di un dischettu di 5¼-inch. U novu dispositivu di almacenamentu di dati era una piastra metallica rigida rivestita da i dui lati cù una fina capa di materiale di almacenamentu di dati magneticu. I nostri byte di dati puderanu esse trasferitu à u discu à una velocità di 625 kilobytes per . Hè circa .
1981
Avanzate un paru d'anni finu à u 1981, quandu Sony hà introduttu i primi dischetti di 3,5 inch. Hewlett-Packard divintò u primu aduttatu di sta tecnulugia in u 1982 cù u so HP-150. Questu hà fattu famosi i dischetti di 3,5 inch è li dete l'usu generalizatu in u mondu sanu. . I dischetti sò stati unilaterali cù una capacità furmatu di 161.2 kilobytes è una capacità senza formate di 218.8 kilobytes. In u 1982, una versione à doppia faccia hè stata liberata, è u cunsorziu Microfloppy Industry Committee (MIC) di 23 cumpagnie di media basanu a specificazione di floppy 3,5-inch nantu à u disignu originale di Sony, cimentendu u furmatu in a storia cum'è a cunniscimu oghje. . Avà i nostri byte di dati ponu esse almacenati in una prima versione di unu di i media di almacenamento più cumuni: u discu di 3,5 inch. In seguitu, un paru di dischetti di 3,5 inch cun divintò a parte più impurtante di a mo zitiddina.
1984
Pocu dopu, in u 1984, a liberazione di u Compact Disc Read-Only Memory (CD-ROM) hè statu annunziatu. Questi eranu CD-ROM di 550 megabyte da Sony è Philips. U furmatu hè cresciutu da CD cù audio digitale, o CD-DA, chì sò stati usati per distribuisce musica. CD-DA hè statu sviluppatu da Sony è Philips in u 1982 è avia una capacità di 74 minuti. Sicondu a legenda, quandu Sony è Philips negocianu u standard CD-DA, una di e quattru persone insistia chì puderia. tutta a nona sinfonia. U primu pruduttu publicatu in CD hè l'Enciclopedia Elettronica di Grolier, publicata in u 1985. L'enciclopedia cuntene nove milioni di parolle, chì occupanu solu 12% di u spaziu di discu dispunibule, chì hè 553. . Averemu più di spaziu per una enciclopedia è un byte di dati. Pocu dopu, in u 1985, l'imprese di l'informatica anu travagliatu inseme per creà un standard per i dischi di discu in modu chì ogni computer puderia leghje.
1984
Ancu in u 1984, Fujio Masuoka hà sviluppatu un novu tipu di memoria flottante chjamata memoria flash, chì era capace di esse sguassata è riscritta parechje volte.
Pigliemu un mumentu per fighjà a memoria flash usendu un transistor di porta flottante. I transistori sò porti elettrici chì ponu esse attivati è spenti individualmente. Siccomu ogni transistor pò esse in dui stati diffirenti (on è off), pò almacenà dui numeri diffirenti: 0 è 1. Una porta flottante si riferisce à una seconda porta aghjuntu à u transistor mediu. Questa seconda porta hè insulata cù una fina capa d'oxidu. Questi transistori utilizanu una piccula tensione appiicata à a porta di u transistor per indicà s'ellu hè on o off, chì à u turnu si traduce in un 0 o 1.
Cù e porte flottanti, quandu u voltage appropritatu hè appiicatu à traversu a capa d'ossidu, l'elettroni passanu per ellu è si appiccicate nantu à e porte. Dunque, ancu quandu a putenza hè spenta, l'elettroni fermanu nantu à elli. Quandu ùn ci hè micca l'elettroni nantu à e porte flottanti, rapprisentanu un 1, è quandu l'elettroni sò stuck, rapprisentanu un 0. Invertisce stu prucessu è applicà una tensione adattata à traversu a capa d'ossidu in a direzzione opposta face chì l'elettroni scorri per e porte flottanti. è restaurà u transistor torna à u so statu originale. Dunque e cellule sò fatte programmable è . U nostru byte pò esse programatu in u transistor cum'è 01001010, cù l'elettroni, cù l'elettroni stuck in porte flottanti per rapprisintà zeri.
U disignu di Masuoka era un pocu più assequible, ma menu flessibile cà PROM elettricamente cancellabile (EEPROM), postu chì necessitava parechji gruppi di cellule chì anu da esse sguassate inseme, ma questu hà ancu cuntatu a so velocità.
À quellu tempu, Masuoka travagliava per Toshiba. Finalmente si n'andò à travaglià à l'Università Tohoku perchè ùn era cuntentu chì a cumpagnia ùn l'hà micca premiatu per u so travagliu. Masuoka hà demandatu Toshiba, esigendu una compensazione. In u 2006, hè statu pagatu 87 milioni di yuan, equivalenti à 758 mila dollari americani. Questu pare sempre insignificante datu quantu a memoria flash influente hè diventata in l'industria.
Mentre parlemu di memoria flash, vale a pena nutà ancu quale hè a diffarenza trà a memoria flash NOR è NAND. Comu sapemu digià da Masuoka, u flash emmagatzema l'infurmazioni in cellule di memoria custituiti da transistori di porta flottante. I nomi di e tecnulugii sò direttamente ligati à l'urganizazione di e cellule di memoria.
In NOR flash, e cellule di memoria individuali sò cunnessi in parallelu per furnisce un accessu aleatoriu. Questa architettura riduce u tempu di lettura necessariu per l'accessu aleatoriu à l'istruzzioni di u microprocessore. A memoria flash NOR hè ideale per applicazioni di densità più bassa chì sò principalmente di sola lettura. Hè per quessa chì a maiò parte di i CPU caricanu u so firmware, di solitu da a memoria flash NOR. Masuoka è i so culleghi anu introduttu l'invenzione di u flash NOR in u 1984 è u flash NAND in u XNUMX. .
I sviluppatori NAND Flash anu abbandunatu a funzione d'accessu aleatoriu per ottene una dimensione di cellula di memoria più chjuca. Questu risultatu in una dimensione di chip più chjuca è un costu più bassu per bit. L'architettura di memoria flash NAND hè custituita da transistori di memoria di ottu pezzi cunnessi in serie. Questu ottene una alta densità di almacenamento, una dimensione di cellula di memoria più chjuca, è una scrittura di dati più veloce è sguassatu perchè pò programà blocchi di dati simultaneamente. Questu hè ottenutu esigendu chì e dati sò riscritti quandu ùn sò micca scritti in sequenza è e dati esistenu digià in .
1991
Passemu à u 1991, quandu un prototipu di unità à stati solidi (SSD) hè statu creatu da SanDisk, allora cunnisciutu cum'è . U disignu combina un array di memoria flash, chips di memoria non volatile è un controller intelligente per detectà automaticamente è curregge e cellule difettose. A capacità di u discu era di 20 megabyte cù un fattore di forma di 2,5-inch, è u so costu hè stimatu à circa $ 1000. Stu discu hè stata utilizata da IBM in un computer .
1994
Unu di i mo media di almacenamento preferiti da a zitiddina era Zip Disks. In u 1994, Iomega hà liberatu u Zip Disk, un cartucciu di 100 megabyte in un fattore di forma di 3,5-inch, circa un pocu più grossu di un drive standard di 3,5-inch. E versioni più tardi di e unità puderanu almacenà finu à 2 gigabytes. A cunvenzione di sti dischi hè chì eranu a dimensione di un dischettu, ma avianu a capacità di almacenà una quantità più grande di dati. I nostri bytes di dati puderanu esse scritti à un discu Zip à 1,4 megabytes per seconda. Per paragunà, à quellu tempu, 1,44 megabytes di un dischettu di 3,5-inch sò stati scritti à una velocità di circa 16 kilobytes per seconda. Nantu à un discu Zip, i capi leghje / scrive dati senza cuntattu, cum'è s'ellu volava sopra a superficia, chì hè simile à l'operazione di un discu duru, ma difiere da u principiu di u funziunamentu di l'altri dischetti. I dischi Zip diventonu prestu obsoleti per via di prublemi di affidabilità è dispunibilità.
1994
Ddu stessu annu, SanDisk hà introduttu CompactFlash, chì era largamente utilizatu in càmera di video digitale. Cum'è cù i CD, i vitezza CompactFlash sò basati nantu à e valutazioni "x" cum'è 8x, 20x, 133x, etc. A velocità massima di trasferimentu di dati hè calculata nantu à a tarifa di bit di u CD audio originale, 150 kilobytes per seconda. A velocità di trasferimentu s'assumiglia à R = Kx150 kB/s, induve R hè a velocità di trasferimentu è K hè a velocità nominale. Allora per una CompactFlash 133x, u nostru byte di dati serà scrittu à 133x150 kB/s o circa 19 kB/s o 950 MB/s. L'Associazione CompactFlash hè stata fundata in u 19,95 cù u scopu di creà un standard industriale per e carte di memoria flash.
1997
Uni pochi anni dopu, in u 1997, u Compact Disc Rewritable (CD-RW) hè statu liberatu. Stu discu otticu hè stata utilizata per almacenà e dati è per copià è trasferisce i fugliali à parechji dispositi. I CD ponu esse riscritti circa 1000 XNUMX volte, chì ùn era micca un fattore limitante à l'epica postu chì l'utilizatori raramente soprascrivite e dati.
I CD-RW sò basati nantu à a tecnulugia chì cambia a riflettività di una superficia. In u casu di CD-RW, i cambiamenti di fasa in un revestimentu speciale custituitu di argentu, telluriu è indiu causanu a capacità di riflette o micca riflette u fasciu di lettura, chì significa 0 o 1. Quandu u compostu hè in u statu cristalinu, hè trasluzente, chì significa 1. Quandu u compostu si funnu in un statu amorfu, diventa opacu è micca riflettente, chì 0. Allora pudemu scrive u nostru byte di dati cum'è 01001010.
I DVD eventualmente anu pigliatu a maiò parte di a quota di u mercatu da i CD-RW.
1999
Passemu à u 1999, quandu IBM hà introduttu i discu duru più chjuchi di u mondu à l'epica: i microdischi IBM 170MB è 340MB. Il s'agissait de petits disques durs de 2,54 cm conçus pour s'adapter aux slots CompactFlash Type II. Hè stata pianificata per creà un dispositivu chì seria utilizatu cum'è CompactFlash, ma cù una capacità di memoria più grande. In ogni casu, sò stati prontu rimpiazzati da unità flash USB è dopu da carte CompactFlash più grande cum'è diventenu dispunibili. Cum'è l'altri discu duru, i microdrive eranu meccanichi è cuntenenu picculi dischi spinning.
2000
Un annu dopu, in u 2000, i dischi USB sò stati presentati. L'unità consistanu di memoria flash chjusa in un fattore di forma petite cù una interfaccia USB. Sicondu a versione di l'interfaccia USB utilizata, a vitezza pò varià. L'USB 1.1 hè limitatu à 1,5 megabits per seconda, mentre chì USB 2.0 pò gestisce 35 megabits per secondu. , è USB 3.0 hè 625 megabits per seconda. I primi unità USB 3.1 Type C sò stati annunziati in March 2015 è avianu una velocità di lettura / scrittura di 530 megabits per seconda. A cuntrariu di dischetti è unità ottiche, i dispositi USB sò più difficiuli di scratch, ma anu sempre e stesse capacità per almacenà e dati, è ancu di trasferimentu è di salvezza di fugliali. Disquetti è CD sò stati rimpiazzati rapidamente da porti USB.
2005
In u 2005, i pruduttori di discu duru (HDD) anu cuminciatu à spedinu prudutti cù a registrazione magnetica perpendiculare, o PMR. Curiosamente, questu hè accadutu à u stessu tempu chì l'iPod Nano annuncia l'usu di memoria flash invece di discu duru 1-inch in l'iPod Mini.
Un discu duru tipicu cuntene unu o più dischi duru rivestiti da una filma magnetica sensitiva composta da minuscule granuli magnetichi. I dati sò registrati quandu a testa di registrazione magnetica vola ghjustu sopra à u discu spinning. Questu hè assai simili à un gramofone tradiziunale, l'unica diferenza hè chì in un gramofonu u stylus hè in cuntattu fisicu cù u discu. Quandu i dischi giranu, l'aria in cuntattu cun elli crea una brisa dolce. Cum'è l'aria nantu à l'ala di l'aeroplanu genera l'elevazione, l'aria genera l'elevazione nantu à a testa di l'airfoil . A testa cambia rapidamente a magnetizazione di una regione magnetica di i grani in modu chì u so polu magneticu punta in sopra o in giù, indicà 1 o 0.
U predecessore di PMR era a registrazione magnetica longitudinale, o LMR. A densità di registrazione di PMR pò esse più di trè volte quella di LMR. A diferenza principale trà PMR è LMR hè chì a struttura di granu è l'orientazione magnetica di i dati almacenati di i media PMR hè colonnare piuttostu cà longitudinale. PMR hà una stabilità termale megliu è un rapportu signal-to-noise (SNR) miglioratu per via di una migliore separazione di granu è uniformità. Presenta ancu una registrabilità mejorata grazia à campi di testa più forti è un megliu allinamentu di i media magnetichi. Cum'è LMR, i limitazioni fundamentali di PMR sò basati nantu à a stabilità termale di i bits di dati chì sò scritti da u magnetu è a necessità di avè un SNR suffirenziu per leghje l'infurmazioni scritte.
2007
In u 2007, u primu discu duru di 1 TB da Hitachi Global Storage Technologies hè statu annunziatu. L'Hitachi Deskstar 7K1000 hà utilizatu cinque piatti da 3,5 pollici da 200 GB è filatu à rpm Questa hè una mellura significativa annantu à u primu discu duru di u mondu, l'IBM RAMAC 350, chì avia una capacità di circa 3,75 megabyte. Oh, quantu avemu ghjuntu in 51 anni ! Ma aspetta, ci hè qualcosa di più.
2009
In u 2009, u travagliu tecnicu principia nantu à a creazione di memoria non-volatile express, o . A memoria non volatile (NVM) hè un tipu di memoria chì pò almacenà dati in permanenza, in uppusizione à a memoria volatile, chì esige un putere constante per almacenà e dati. NVMe risponde à a necessità di una interfaccia di controller di host scalabile per i cumpunenti periferici basati in semiconduttori abilitati PCIe, da quì u nome NVMe. Più di 90 cumpagnie sò state incluse in u gruppu di travagliu per sviluppà u prugettu. Tuttu chistu era basatu annantu à u travagliu per definisce a Specificazione di l'Interfaccia di Controller Host di Memoria Non-Volatile (NVMHCIS). I migliori unità NVMe di l'oghje ponu gestisce circa 3500 megabyte per seconda di lettura è 3300 megabyte per secondu di scrittura. Scrivite u byte di dati j chì avemu principiatu cù hè assai veloce paragunatu à un paru di minuti di memoria di corda tessitura a manu per l'Apollo Guidance Computer.
Presente è avvene
Memoria di Classe di Stoccaggio
Avà chì avemu viaghjatu in u tempu (ha!), Fighjemu un ochju à u statu attuale di a Memoria di Classe di Storage. SCM, cum'è NVM, hè robustu, ma SCM furnisce ancu prestazioni superiori o paragunabili à a memoria principale, è . L'obiettivu di SCM hè di risolve alcuni di i prublemi di cache di l'oghje, cum'è densità di memoria d'accessu aleatoriu statica (SRAM) bassa. Cù Dynamic Random Access Memory (DRAM), pudemu ottene una densità megliu, ma questu vene à u costu di un accessu più lento. A DRAM soffre ancu di a necessità di un putere constante per rinfriscà a memoria. Capemu un pocu questu. U putere hè necessariu perchè a carica elettrica nantu à i condensatori sguassate pocu à pocu, vale à dì chì senza intervenzione, i dati nantu à u chip seranu prestu persu. Per prevene tali fuga, a DRAM richiede un circuitu di rinfrescante di memoria esterna chì riscrive periodicamente i dati in i condensatori, restituenduli à a so carica originale.
Memoria di cambiamentu di fase (PCM)
Prima, avemu vistu cumu a fase cambia per CD-RW. PCM hè simile. U materiale di cambiamentu di fase hè generalmente Ge-Sb-Te, cunnisciutu ancu GST, chì pò esse in dui stati diffirenti: amorfu è cristalinu. U statu amorfu hà una resistenza più altu, chì denota 0, cà u statu cristalinu, chì denota 1. Assignendu valori di dati à resistenze intermedie, PCM pò esse usatu per almacenà parechji stati cum'è .
Memoria d'accessu aleatoriu di torque à trasferimentu di spin (STT-RAM)
STT-RAM hè custituitu di dui strati magnetichi ferromagnetichi, permanenti separati da un dielettricu, un insulatore chì pò trasmette a forza elettrica senza cunduzzione. Guarda bits di dati basati nantu à e differenze in direzzione magnetichi. Una strata magnetica, chjamata strata di riferimentu, hà una direzzione magnetica fissa, mentre chì l'altra strata magnetica, chjamata strata libera, hà una direzzione magnetica cuntrullata da u currente passatu. Per 1, a direzzione di magnetizazione di i dui strati hè allinata. Per 0, i dui strati anu direzzione magnetichi opposti.
Memoria d'accessu aleatoriu resistiva (ReRAM)
Una cellula ReRAM hè custituita da dui elettrodi metallichi separati da una capa d'ossidu di metallu. Un pocu cum'è u disignu di memoria flash di Masuoka, induve l'elettroni penetranu in a capa d'ossidu è si fermanu in a porta flottante, o viceversa. In ogni casu, cù ReRAM, u statu di a cellula hè determinatu basatu annantu à a cuncentrazione di l'ossigenu liberu in a capa d'ossidu metallicu.
Ancu s'è sti tecnulugii sò promettenti, anu sempre svantaghji. PCM è STT-RAM anu una alta latenza di scrittura. I latenzi PCM sò deci volte più altu di DRAM, mentre chì i latenzi STT-RAM sò deci volte più altu di SRAM. PCM è ReRAM anu un limitu nantu à quantu tempu una scrittura pò accade prima chì si faci un errore seriu, chì significa chì l'elementu di memoria si blocca. .
In Aostu 2015, Intel hà annunziatu a liberazione di Optane, u so pruduttu basatu in 3DXPoint. Optane dichjara 1000 volte u rendiment di SSD NAND à un prezzu quattru à cinque volte più altu di a memoria flash. Optane hè a prova chì SCM hè più cà solu una tecnulugia sperimentale. Serà interessante per fighjà u sviluppu di sti tecnulugia.
Dischi duru (HDD)
HDD à Helium (HHDD)
Un discu d'heliu hè un discu duru (HDD) d'alta capacità chì hè pienu d'heliu è sigillatu ermeticamente durante u prucessu di fabricazione. Cum'è l'altri discu duru, cum'è avemu dettu prima, hè simile à un turntable cù un platter spinning magnetically coated. I discu duru tipici anu solu l'aria in a cavità, ma questu aria provoca una certa resistenza mentre i platti giranu.
I palloni d'heliu fluttuanu perchè l'heliu hè più liggeru chì l'aria. In fattu, l'heliu hè 1/7 a densità di l'aria, chì reduce a forza di frenu mentre i platti giranu, causannu una riduzione di a quantità di energia necessaria per spinà i dischi. In ogni casu, sta funzione hè secundaria, a principale caratteristica distintiva di l'heliu hè chì permette di imballà 7 wafers in u stessu fattore di forma chì nurmale solu tene 5. Se ricurdate l'analogia di a nostra ala di l'aviò, allora questu hè un analogu perfettu. . Perchè l'helium reduces drag, turbulence hè eliminata.
Sapemu ancu chì i palloni d'heliu cumincianu à affundà dopu à uni pochi di ghjorni, perchè l'heliu esce da elli. U listessu pò esse dettu di i dispositi di almacenamiento. Pigliò anni prima chì i pruduttori puderanu creà un cuntinuu chì impedisce à l'heliu di scappà da u fattore di forma per tutta a vita di l'unità. Backblaze hà realizatu esperimenti è hà truvatu chì i discu duru di l'heliu avianu una rata d'errore annuale di 1,03%, cumparatu à 1,06% per i dischi standard. Di sicuru, sta diffarenza hè cusì chjuca chì unu pò piglià una cunclusione seria da ellu .
U fattore di forma pienu d'heliu pò cuntene un discu duru incapsulatu cù PMR, chì avemu discututu sopra, o registrazione magnetica à microonde (MAMR) o registrazione magnetica assistita da calore (HAMR). Ogni tecnulugia di almacenamiento magneticu pò esse cumminata cù l'heliu invece di l'aria. In u 2014, HGST hà cumminatu duie tecnulugii di punta in u so discu duru d'heliu 10TB, chì hà utilizatu a registrazione magnetica shingled cuntrullata da l'ospite, o SMR (registrazione magnetica Shingled). Parlemu un pocu di SMR è poi fighjemu MAMR è HAMR.
Tile Tecnulugia di registrazione magnetica
Nanzu, avemu vistu a registrazione magnetica perpendiculare (PMR), chì era u predecessore di SMR. A cuntrariu di PMR, SMR registra novi tracce chì si sovrapponenu una parte di a traccia magnetica registrata prima. Questu à u turnu rende a traccia precedente più stretta, chì permette una densità di traccia più alta. U nome di a tecnulugia vene da u fattu chì e piste di volta sò assai simili à e piste di tettu di tettu.
SMR risulta in un prucessu di scrittura assai più cumplessu, postu chì a scrittura à una traccia sovrascrive a traccia adiacente. Questu ùn accade micca quandu u sustrato di discu hè viotu è a dati hè sequenziale. Ma appena vo arregistrà à una seria di tracce chì cuntene digià dati, i dati adiacenti esistenti sò sguassati. Se una traccia adiacente cuntene dati, deve esse riscritta. Questu hè abbastanza simile à u flash NAND chì avemu parlatu prima.
I dispusitivi SMR ocultanu sta cumplessità gestionendu u firmware, risultatu in una interfaccia simile à qualsiasi altru discu duru. Per d 'altra banda, i dispositi SMR gestiti da l'ospiti, senza adattazione speciale di l'applicazioni è i sistemi operativi, ùn permettenu micca l'usu di sti unità. L'ospite deve scrive à i dispositi strettamente sequenziale. À u listessu tempu, u rendiment di i dispusitivi hè 100% prevedibile. Seagate hà iniziatu à spedinu unità SMR in 2013, riclamendu una densità di 25% più alta densità PMR.
Registrazione magnetica à microonde (MAMR)
A registrazione magnetica assistita da microonde (MAMR) hè una tecnulugia di memoria magnetica chì usa energia simile à HAMR (discussu dopu).Una parte impurtante di MAMR hè u Spin Torque Oscillator (STO). U STO stessu hè situatu vicinu à a testa di registrazione. Quandu u currente hè appiicatu à l'STO, un campu elettromagneticu circular cù una freccia di 20-40 GHz hè generatu per via di a polarizazione di spins elettroni.
Quandu espunutu à un tali campu, a risonanza si trova in u ferromagnet utilizatu per MAMR, chì porta à a precessione di i mumenti magnetichi di i domini in questu campu. Essenzialmente, u mumentu magneticu devia da u so assi è per cambià a so direzzione (flip), a testa di registrazione necessita significativamente menu energia.
L'usu di a tecnulugia MAMR permette di piglià sustanzi ferromagnetici cù una forza coercitiva più grande, chì significa chì a dimensione di i domini magnetichi pò esse ridutta senza teme di causà un effettu superparamagneticu. U generatore STO aiuta à riduce a dimensione di a testa di registrazione, chì permette di registrà l'infurmazioni nantu à i duminii magnetichi più chjuchi, è dunque aumenta a densità di registrazione.
Western Digital, cunnisciutu ancu WD, hà introduttu sta tecnulugia in 2017. Pocu dopu, in 2018, Toshiba sustene sta tecnulugia. Mentre WD è Toshiba perseguenu a tecnulugia MAMR, Seagate hà scumessa nantu à HAMR.
Registrazione termomagnetica (HAMR)
A registrazione magnetica assistita da u calore (HAMR) hè una tecnulugia d'almacenamiento di dati magneticu efficiente in energia chì pò aumentà significativamente a quantità di dati chì ponu esse almacenati in un dispositivu magneticu, cum'è un discu duru, utilizendu u calore furnitu da un laser per aiutà à scrive. i dati à i sustrati di u discu duru di a superficia. U riscaldamentu face chì i bits di dati sò posti assai più vicinu à u sustrato di u discu, chì permettenu una densità è una capacità di dati aumentate.
Sta tecnulugia hè abbastanza difficiule à implementà. 200 mW laser veloce una zona chjuca di finu à 400 ° C prima di arregistrà, senza interferiscenu o dannà u restu di e dati nantu à u discu. U prucessu di riscaldamentu, arregistramentu di dati è rinfrescante deve esse cumpletu in menu di un nanosegundu. Affruntà queste sfide necessitava u sviluppu di plasmoni di superficia nanoscala, cunnisciuti ancu com'è laser guidati da superficia, invece di riscaldamentu laser direttu, è ancu novi tipi di vetru di vetru è rivestimenti di gestione termale per resiste à un rapidu riscaldamentu spot senza dannu a testa di registrazione o qualsiasi vicinu. dati, è parechji altri sfidi tecnichi chì deve esse superatu.
Malgradu numerosi dichjarazioni scettiche, Seagate hà dimustratu prima sta tecnulugia in 2013. I primi dischi sò stati spediti in 2018.
A fine di u filmu, vai à u principiu!
Avemu principiatu in u 1951 è finisci l'articulu cun un sguardu à u futuru di a tecnulugia di almacenamiento. L'almacenamiento di dati hà cambiatu assai cù u tempu, da a cinta di carta à u metale è magneticu, memoria di corda, dischi spinning, dischi ottici, memoria flash è altri. U prugressu hà risultatu in i dispositi di almacenamento più veloci, più chjuchi è più putenti.
Se paragunate NVMe à a cinta metallica UNISERVO da u 1951, NVMe pò leghje 486% più cifre per seconda. Quandu si compara NVMe à u mo preferitu di a zitiddina, i drive Zip, NVMe pò leghje 111% più di cifri per seconda.
L'unicu ciò chì resta veru hè l'usu di 0 è 1. I modi in quale facemu questu varieghja assai. Spergu chì a prossima volta chì brusgià un CD-RW di canzoni per un amicu o salvà un video di casa à l'Archiviu di Discu otticu, pensate à cumu una superficia non riflettente si traduce in 0 è una superficia riflettente si traduce in 1. O si registra una mixtape in cassette, ricordate chì hè assai strettamente ligata à u Datasette utilizatu in u Commodore PET. Infine, ùn vi scurdate di esse amable è rewind.
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Source: www.habr.com