Mae unrhyw ddarparwr cwmwl yn cynnig gwasanaethau storio data. Gall y rhain fod yn storfeydd oer a phoeth, oerfel iâ, ac ati. Mae storio gwybodaeth yn y cwmwl yn eithaf cyfleus. Ond sut cafodd data ei storio mewn gwirionedd 10, 20, 50 mlynedd yn ôl? Cyfieithodd Cloud4Y erthygl ddiddorol sy'n sôn am hyn yn unig.
Gellir storio beit o ddata mewn amrywiaeth o ffyrdd, wrth i gyfryngau storio newydd, mwy datblygedig a chyflymach ymddangos drwy'r amser. Uned storio a phrosesu gwybodaeth ddigidol yw beit, sy'n cynnwys wyth did. Gall un did gynnwys naill ai 0 neu 1.
Yn achos cardiau pwnio, mae'r darn yn cael ei storio fel presenoldeb / absenoldeb twll yn y cerdyn mewn lleoliad penodol. Os awn yn ôl ychydig ymhellach i Babbage's Analytical Engine, gerau oedd y cofrestrau a oedd yn storio rhifau. Mewn dyfeisiau storio magnetig megis tapiau a disgiau, cynrychiolir ychydig gan polaredd ardal benodol o'r ffilm magnetig. Mewn cof mynediad hap deinamig modern (DRAM), mae ychydig yn aml yn cael ei gynrychioli fel tâl trydanol dwy lefel wedi'i storio mewn dyfais sy'n storio ynni trydanol mewn maes trydan. Mae cynhwysydd wedi'i wefru neu ei ollwng yn storio ychydig o ddata.
Ym mis Mehefin 1956 dyfeisiodd y gair i ddynodi grŵp o ddarnau a ddefnyddir i amgodio nod unigol . Gadewch i ni siarad ychydig am amgodio cymeriad. Gadewch i ni ddechrau gyda'r cod safonol Americanaidd ar gyfer cyfnewid gwybodaeth, neu ASCII. Roedd ASCII yn seiliedig ar yr wyddor Saesneg, felly mae pob llythyren, rhif a symbol (az, AZ, 0-9, +, - , /, ",!, ac ati. ) wedi'u cynrychioli fel cyfanrif 7-bit o 32 i 127. Nid oedd hyn yn union "gyfeillgar" i ieithoedd eraill. I gefnogi ieithoedd eraill, estynnodd Unicode ASCII. Yn Unicode cynrychiolir pob nod fel pwynt cod, neu symbol, er enghraifft , llythrennau bach j yw U+006A, lle mae U yn sefyll am Unicode ac yna rhif hecsadegol.
Mae UTF-8 yn safon ar gyfer cynrychioli nodau fel wyth did, gan ganiatáu i bob pwynt cod yn yr ystod 0-127 gael ei storio mewn un beit. Os ydym yn cofio ASCII, mae hyn yn eithaf arferol ar gyfer cymeriadau Saesneg, ond mae cymeriadau iaith eraill yn aml yn cael eu mynegi mewn dau beit neu fwy. Mae UTF-16 yn safon ar gyfer cynrychioli cymeriadau fel 16 did, ac mae UTF-32 yn safon ar gyfer cynrychioli cymeriadau fel 32 did. Yn ASCII, beit yw pob nod, ond yn Unicode, nad yw'n gwbl wir yn aml, gall nod feddiannu 1, 2, 3 beit neu fwy. Bydd yr erthygl yn defnyddio grwpiau o ddarnau o wahanol feintiau. Mae nifer y darnau mewn beit yn amrywio yn dibynnu ar ddyluniad y cyfrwng.
Yn yr erthygl hon, byddwn yn teithio yn ôl mewn amser trwy amrywiol gyfryngau storio i ymchwilio i hanes storio data. Ni fyddwn, mewn unrhyw achos, yn dechrau astudio'n fanwl bob cyfrwng storio unigol a ddyfeisiwyd erioed. Mae hon yn erthygl wybodaeth hwyliog nad yw'n honni ei bod o arwyddocâd gwyddoniadurol mewn unrhyw ffordd.
Gadewch i ni ddechrau. Gadewch i ni ddweud bod gennym ni beit data i'w storio: y llythyren j, naill ai fel beit wedi'i amgodio 6a, neu fel deuaidd 01001010. Wrth i ni deithio trwy amser, bydd y beit data yn cael ei ddefnyddio mewn sawl technoleg storio a fydd yn cael eu disgrifio.
1951
Mae ein stori yn dechrau ym 1951 gyda'r gyriant tâp UNIVAC UNISERVO ar gyfer cyfrifiadur UNIVAC 1. Hwn oedd y gyriant tâp cyntaf a grëwyd ar gyfer cyfrifiadur masnachol. Gwnaethpwyd y band o stribed tenau o efydd nicel-plated, 12,65 mm o led (o'r enw Vicalloy) a bron i 366 metr o hyd. Gellid storio ein beit data ar 7 nod yr eiliad ar dâp sy'n symud ar 200 metr yr eiliad. Ar y pwynt hwn mewn hanes, gallech fesur cyflymder algorithm storio yn ôl y pellter teithiodd y tâp.
1952
Yn gyflym ymlaen flwyddyn i 21 Mai, 1952, pan gyhoeddodd IBM ryddhau ei uned tâp magnetig cyntaf, yr IBM 726. Gallai ein beit o ddata nawr gael ei symud o dâp metel UNISERVO i dâp magnetig IBM. Trodd y cartref newydd hwn yn glyd iawn ar gyfer ein beit bach iawn o ddata, gan y gall y tâp storio hyd at 2 filiwn o ddigidau. Symudodd y tâp magnetig 7 trac hwn ar 1,9 metr yr eiliad gyda chyfradd baud o 12 neu 7500 (a elwir bryd hynny yn grwpiau copi) yr eiliad. Er gwybodaeth: mae gan yr erthygl gyfartalog ar Habré tua 10 o nodau.
Roedd gan dâp IBM 726 saith trac, a defnyddiwyd chwech ohonynt ar gyfer storio gwybodaeth, ac un ar gyfer rheoli cydraddoldeb. Gallai un rîl ddal hyd at 400 metr o dâp gyda lled o 1,25 cm Yn ddamcaniaethol cyrhaeddodd y cyflymder trosglwyddo data 12,5 mil o nodau yr eiliad; dwysedd cofnodi yw 40 did y centimedr. Defnyddiodd y system hon ddull "sianel wactod" lle roedd dolen o dâp yn cylchredeg rhwng dau bwynt. Roedd hyn yn caniatáu i'r tâp ddechrau a stopio mewn ffracsiwn o eiliad. Cyflawnwyd hyn trwy osod colofnau gwactod hir rhwng y sbwliau tâp a'r pennau darllen / ysgrifennu i amsugno'r cynnydd sydyn mewn tensiwn yn y tâp, a hebddynt byddai'r tâp yn torri fel arfer. Roedd cylch plastig symudadwy yng nghefn y rîl tâp yn darparu amddiffyniad ysgrifennu. Gall un rîl o dâp storio tua 1,1 .
Cofiwch dapiau VHS. Beth oedd rhaid i chi wneud i wylio'r ffilm eto? Ailddirwyn y tâp! Sawl gwaith ydych chi wedi nyddu casét ar gyfer eich chwaraewr ar bensil, er mwyn peidio â gwastraffu batris a chael tâp wedi'i rwygo neu ei jamio? Gellir dweud yr un peth am dapiau a ddefnyddir ar gyfer cyfrifiaduron. Ni allai rhaglenni neidio o gwmpas y tâp na chael gafael ar ddata ar hap yn unig, gallent ddarllen ac ysgrifennu data yn llym yn olynol.
1956
Yn gyflym ymlaen ychydig flynyddoedd i 1956, a dechreuodd y cyfnod storio disg magnetig gyda chwblhau system gyfrifiadurol RAMAC 305 IBM, y darparodd Papur Zellerbach iddo. . Y cyfrifiadur hwn oedd y cyntaf i ddefnyddio gyriant caled gyda phen symudol. Roedd gyriant disg RAMAC yn cynnwys hanner cant o blatiau metel magnetedig â diamedr o 60,96 cm, a oedd yn gallu storio tua phum miliwn o nodau o ddata, 7 did y cymeriad, a nyddu ar 1200 chwyldro y funud. Roedd y capasiti storio tua 3,75 megabeit.
Roedd RAMAC yn caniatáu mynediad amser real i lawer iawn o ddata, yn wahanol i dâp magnetig neu gardiau pwnio. Hysbysebodd IBM fod y RAMAC yn gallu storio'r hyn sy'n cyfateb i 64 . Yn flaenorol, cyflwynodd RAMRAC y cysyniad o brosesu trafodion yn barhaus wrth iddynt ddigwydd, fel y gellid adfer data ar unwaith tra ei fod yn dal yn ffres. Bellach gellid cyrchu ein data yn RAMAC ar gyflymder o 100 . Yn flaenorol, wrth ddefnyddio tapiau, roedd yn rhaid i ni ysgrifennu a darllen data dilyniannol, ac ni allem neidio i wahanol rannau o'r tâp yn ddamweiniol. Roedd mynediad ar hap amser real i ddata yn wirioneddol chwyldroadol ar y pryd.
1963
Awn ymlaen yn gyflym at 1963 pan gyflwynwyd DECtape. Daw'r enw o'r Digital Equipment Corporation, a elwir yn DEC. Roedd DECtape yn rhad ac yn ddibynadwy, felly fe'i defnyddiwyd mewn sawl cenhedlaeth o gyfrifiaduron DEC. Roedd yn dâp 19mm, wedi'i lamineiddio a'i osod rhwng dwy haen o Mylar ar rîl pedair modfedd (10,16 cm).
Yn wahanol i'w ragflaenwyr trwm, swmpus, gellid cario DECtape â llaw. Roedd hyn yn ei gwneud yn opsiwn ardderchog ar gyfer cyfrifiaduron personol. Yn wahanol i'w gymheiriaid 7-trac, roedd gan DECtape 6 thrac data, 2 drac ciw, a 2 ar gyfer cloc. Cofnodwyd data ar 350 did y fodfedd (138 did y cm). Gallai ein beit data, sef 8 did ond y gellir ei ehangu i 12, drosglwyddo i DECtape ar 8325 o eiriau 12-did yr eiliad ar gyflymder tâp o 93 (±12) modfedd y . Mae hyn 8% yn fwy o ddigidau yr eiliad na thâp metel UNISERVO ym 1952.
1967
Bedair blynedd yn ddiweddarach, ym 1967, dechreuodd tîm bach IBM weithio ar yriant hyblyg IBM, gyda'r enw cod. . Yna cafodd y tîm y dasg o ddatblygu ffordd ddibynadwy a rhad i lwytho microgodau i mewn iddynt System IBM/370. Yn dilyn hynny, cafodd y prosiect ei ailbwrpasu a'i ail-bwrpasu i lwytho microgod i mewn i reolwr ar gyfer Cyfleuster Storio Mynediad Uniongyrchol IBM 3330, o'r enw cod Merlin.
Bellach gellid storio ein beit ar ddisgiau hyblyg Mylar 8 modfedd wedi'u gorchuddio'n fagnetig, a elwir heddiw yn ddisgiau hyblyg. Ar adeg ei ryddhau, enw'r cynnyrch oedd System Gyriant Disg Hyblyg IBM 23FD. Gallai'r disgiau ddal 80 kilobytes o ddata. Yn wahanol i yriannau caled, gallai defnyddiwr symud disg hyblyg mewn cragen amddiffynnol yn hawdd o un gyriant i'r llall. Yn ddiweddarach, ym 1973, rhyddhaodd IBM y ddisg hyblyg darllen/ysgrifennu, a ddaeth wedyn yn ddisg hyblyg. .
1969
Ym 1969, lansiwyd Cyfrifiadur Cyfarwyddyd Apollo (AGC) gyda chof rhaff ar fwrdd llong ofod Apollo 11, a oedd yn cludo gofodwyr Americanaidd i'r Lleuad ac yn ôl. Gwnaed y cof rhaff hwn â llaw a gallai ddal 72 kilobytes o ddata. Roedd cynhyrchu cof rhaff yn llafurddwys, yn araf, ac roedd angen sgiliau tebyg i wehyddu; gallai gymryd . Ond dyma'r offeryn cywir ar gyfer yr adegau hynny pan oedd hi'n bwysig gosod yr uchafswm mewn gofod cyfyngedig iawn. Pan oedd y wifren yn pasio trwy un o'r llinynnau crwn, roedd yn cynrychioli 1. Roedd y wifren a oedd yn pasio o amgylch y llinyn yn cynrychioli 0. Roedd ein beit data yn ei gwneud yn ofynnol i berson wehyddu sawl munud i mewn i'r rhaff.
1977
Ym 1977, rhyddhawyd y Commodore PET, y cyfrifiadur personol (llwyddiannus) cyntaf. Defnyddiodd y PET Commodore 1530 Datasette, sy'n golygu data ynghyd â chasét. Trosodd PET y data yn signalau sain analog, a oedd wedyn yn cael eu storio ymlaen . Roedd hyn yn ein galluogi i greu datrysiad storio cost-effeithiol a dibynadwy, er yn araf iawn. Gellid trosglwyddo ein beit bach o ddata ar gyflymder o tua 60-70 beit y . Gallai casetiau ddal tua 100 cilobeit fesul ochr 30 munud, gyda dwy ochr y tâp. Er enghraifft, gallai un ochr casét ddal tua dwy ddelwedd 55 KB. Defnyddiwyd setiau data hefyd yn y Commodore VIC-20 a Commodore 64.
1978
Flwyddyn yn ddiweddarach, ym 1978, cyflwynodd MCA a Philips LaserDisc o dan yr enw "Discovision". Jaws oedd y ffilm gyntaf a werthwyd ar LaserDisc yn yr Unol Daleithiau. Roedd ei ansawdd sain a fideo yn llawer gwell na'i gystadleuwyr, ond roedd y ddisg laser yn rhy ddrud i'r rhan fwyaf o ddefnyddwyr. Ni ellid recordio'r LaserDisc, yn wahanol i'r tapiau VHS yr oedd pobl yn recordio rhaglenni teledu arnynt. Gweithiodd disgiau laser gyda fideo analog, sain stereo analog FM a chod pwls , neu PCM, sain ddigidol. Roedd gan y disgiau ddiamedr o 12 modfedd (30,47 cm) ac roedd yn cynnwys dwy ddisg alwminiwm un ochr wedi'u gorchuddio â phlastig. Heddiw mae LaserDisc yn cael ei gofio fel sail CDs a DVDs.
1979
Flwyddyn yn ddiweddarach, ym 1979, sefydlodd Alan Shugart a Finis Conner Seagate Technology gyda'r syniad o raddio'r gyriant caled i faint disg hyblyg 5 ¼-modfedd, a oedd yn safonol ar y pryd. Eu cynnyrch cyntaf yn 1980 oedd gyriant caled Seagate ST506, y gyriant caled cyntaf ar gyfer cyfrifiaduron cryno. Roedd y ddisg yn dal pum megabeit o ddata, a oedd ar y pryd bum gwaith yn fwy na disg hyblyg safonol. Llwyddodd y sylfaenwyr i gyflawni eu nod o leihau maint disg i faint disg hyblyg 5¼-modfedd. Roedd y ddyfais storio data newydd yn blât metel anhyblyg wedi'i orchuddio ar y ddwy ochr gyda haen denau o ddeunydd storio data magnetig. Gellid trosglwyddo ein beit data i ddisg ar gyflymder o 625 kilobytes y . Mae o gwmpas .
1981
Ymlaen yn gyflym ychydig o flynyddoedd i 1981, pan gyflwynodd Sony y disgiau hyblyg 3,5-modfedd cyntaf. Daeth Hewlett-Packard yn fabwysiadwr cyntaf y dechnoleg hon ym 1982 gyda'i HP-150. Gwnaeth hyn y disgiau hyblyg 3,5-modfedd yn enwog a rhoddodd ddefnydd eang iddynt ledled y byd. . Roedd y disgiau hyblyg yn un ochr gyda chapasiti wedi'i fformatio o 161.2 kilobytes a chynhwysedd heb ei fformatio o 218.8 cilobeit. Ym 1982, rhyddhawyd fersiwn dwy ochr, a seiliodd consortiwm y Pwyllgor Diwydiant Microfloppy (MIC) o 23 o gwmnïau cyfryngau y fanyleb hyblyg 3,5 modfedd ar ddyluniad gwreiddiol Sony, gan gadarnhau'r fformat yn hanes fel yr ydym yn ei adnabod heddiw. . Nawr gellir storio ein beitiau data ar fersiwn gynnar o un o'r cyfryngau storio mwyaf cyffredin: y ddisg hyblyg 3,5-modfedd. Yn ddiweddarach, pâr o floppies 3,5-modfedd gyda daeth yn rhan bwysicaf o fy mhlentyndod.
1984
Yn fuan wedi hynny, ym 1984, cyhoeddwyd rhyddhau Compact Disc Read-Only Memory (CD-ROM). Roedd y rhain yn CD-ROMs 550 megabeit gan Sony a Philips. Tyfodd y fformat o gryno ddisgiau gyda sain ddigidol, neu CD-DA, a ddefnyddiwyd i ddosbarthu cerddoriaeth. Datblygwyd CD-DA gan Sony a Philips ym 1982 ac roedd ganddo gapasiti o 74 munud. Yn ôl y chwedl, pan oedd Sony a Philips yn negodi safon CD-DA, mynnodd un o'r pedwar person y gallai y Nawfed Symffoni gyfan. Y cynnyrch cyntaf a ryddhawyd ar gryno ddisg oedd Grolier's Electronic Encyclopedia, a gyhoeddwyd ym 1985. Roedd y gwyddoniadur yn cynnwys naw miliwn o eiriau, a oedd yn cymryd dim ond 12% o'r gofod disg oedd ar gael, sef 553 . Byddai gennym fwy na digon o le ar gyfer gwyddoniadur a beit o ddata. Yn fuan wedyn, ym 1985, bu cwmnïau cyfrifiadurol yn cydweithio i greu safon ar gyfer gyriannau disg fel y gallai unrhyw gyfrifiadur eu darllen.
1984
Hefyd ym 1984, datblygodd Fujio Masuoka fath newydd o gof giât arnawf o'r enw cof fflach, y gellid ei ddileu a'i ailysgrifennu sawl gwaith.
Gadewch i ni gymryd eiliad i edrych ar gof fflach gan ddefnyddio transistor giât arnawf. Gatiau trydanol yw transistorau y gellir eu troi ymlaen ac i ffwrdd yn unigol. Gan y gall pob transistor fod mewn dau gyflwr gwahanol (ymlaen ac i ffwrdd), gall storio dau rif gwahanol: 0 ac 1. Mae giât arnofio yn cyfeirio at ail giât sydd wedi'i hychwanegu at y transistor canol. Mae'r ail giât hon wedi'i hinswleiddio â haen denau ocsid. Mae'r transistorau hyn yn defnyddio foltedd bach a roddir ar giât y transistor i nodi a yw ymlaen neu i ffwrdd, sydd yn ei dro yn trosi i 0 neu 1.
Gyda gatiau arnofio, pan fydd y foltedd priodol yn cael ei gymhwyso drwy'r haen ocsid, mae electronau'n llifo drwyddo ac yn mynd yn sownd ar y gatiau. Felly, hyd yn oed pan fydd y pŵer wedi'i ddiffodd, mae'r electronau yn aros arnynt. Pan nad oes unrhyw electronau ar y gatiau arnofio, maent yn cynrychioli 1, a phan fydd electronau'n sownd, maent yn cynrychioli 0. Mae gwrthdroi'r broses hon a gosod foltedd addas trwy'r haen ocsid i'r cyfeiriad arall yn achosi i electronau lifo drwy'r gatiau arnofio ac adfer y transistor yn ôl i'w gyflwr gwreiddiol. Felly mae'r celloedd yn cael eu gwneud yn rhaglenadwy a . Gellir rhaglennu ein beit yn y transistor fel 01001010, gydag electronau, gydag electronau yn sownd mewn gatiau arnofio i gynrychioli sero.
Roedd dyluniad Masuoka ychydig yn fwy fforddiadwy ond yn llai hyblyg na PROM y gellir ei ddileu'n drydanol (EEPROM), gan ei fod yn gofyn am grwpiau lluosog o gelloedd y bu'n rhaid eu dileu gyda'i gilydd, ond roedd hyn hefyd yn cyfrif am ei gyflymder.
Ar y pryd, roedd Masuoka yn gweithio i Toshiba. Gadawodd yn y diwedd i weithio ym Mhrifysgol Tohoku oherwydd ei fod yn anhapus na wnaeth y cwmni ei wobrwyo am ei waith. Siwiodd Masuoka Toshiba, gan fynnu iawndal. Yn 2006, talwyd 87 miliwn yuan iddo, sy'n cyfateb i 758 mil o ddoleri yr Unol Daleithiau. Mae hyn yn dal i ymddangos yn ddibwys o ystyried pa mor ddylanwadol y mae cof fflach wedi dod yn y diwydiant.
Er ein bod yn sôn am gof fflach, mae'n werth nodi hefyd beth yw'r gwahaniaeth rhwng cof fflach NOR a NAND. Fel y gwyddom eisoes gan Masuoka, mae fflach yn storio gwybodaeth mewn celloedd cof sy'n cynnwys transistorau giât arnawf. Mae enwau'r technolegau yn uniongyrchol gysylltiedig â sut mae celloedd cof yn cael eu trefnu.
Mewn fflach NOR, mae celloedd cof unigol wedi'u cysylltu yn gyfochrog i ddarparu mynediad ar hap. Mae'r bensaernïaeth hon yn lleihau'r amser darllen sydd ei angen ar gyfer mynediad ar hap i gyfarwyddiadau microbrosesydd. Mae cof fflach NOR yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau dwysedd is sy'n ddarllen-yn-unig yn bennaf. Dyma pam mae'r rhan fwyaf o CPUs yn llwytho eu firmware, fel arfer o gof fflach NEU. Cyflwynodd Masuoka a'i gydweithwyr ddyfais NOR fflach yn 1984 a fflach NAND i mewn .
Gadawodd datblygwyr NAND Flash y nodwedd mynediad ar hap i gyflawni maint cell cof llai. Mae hyn yn arwain at faint sglodion llai a chost is fesul tamaid. Mae pensaernïaeth cof fflach NAND yn cynnwys transistorau cof wyth darn wedi'u cysylltu mewn cyfres. Mae hyn yn cyflawni dwysedd storio uchel, maint celloedd cof llai, ac ysgrifennu a dileu data yn gyflymach oherwydd gall raglennu blociau o ddata ar yr un pryd. Cyflawnir hyn drwy fynnu bod data'n cael ei ailysgrifennu pan nad yw wedi'i ysgrifennu'n ddilyniannol a bod y data eisoes yn bodoli yn .
1991
Symudwn ymlaen i 1991, pan grëwyd prototeip o yriant cyflwr solet (SSD) gan SanDisk, a elwid ar y pryd. . Roedd y dyluniad yn cyfuno arae cof fflach, sglodion cof anweddol, a rheolydd deallus i ganfod a chywiro celloedd diffygiol yn awtomatig. Cynhwysedd y ddisg oedd 20 megabeit gyda ffactor ffurf 2,5 modfedd, ac amcangyfrifwyd mai tua $1000 oedd ei gost. Defnyddiwyd y ddisg hon gan IBM mewn cyfrifiadur .
1994
Un o fy hoff gyfryngau storio personol ers plentyndod oedd Zip Disks. Ym 1994, rhyddhaodd Iomega y Zip Disk, cetris 100-megabyte mewn ffactor ffurf 3,5-modfedd, tua ychydig yn fwy trwchus na gyriant 3,5-modfedd safonol. Gallai fersiynau diweddarach o'r gyriannau storio hyd at 2 gigabeit. Hwylustod y disgiau hyn yw eu bod yr un maint â disg hyblyg, ond roedd ganddynt y gallu i storio mwy o ddata. Gellid ysgrifennu ein beit data i ddisg Zip ar 1,4 megabeit yr eiliad. Er mwyn cymharu, bryd hynny, ysgrifennwyd 1,44 megabeit o ddisg hyblyg 3,5-modfedd ar gyflymder o tua 16 kilobytes yr eiliad. Ar ddisg Zip, mae'r pennau'n darllen / ysgrifennu data heb gysylltiad, fel pe bai'n hedfan uwchben yr wyneb, sy'n debyg i weithrediad gyriant caled, ond sy'n wahanol i egwyddor gweithredu disgiau hyblyg eraill. Daeth disgiau Zip yn ddarfodedig yn fuan oherwydd problemau dibynadwyedd ac argaeledd.
1994
Yr un flwyddyn, cyflwynodd SanDisk CompactFlash, a ddefnyddiwyd yn eang mewn camerâu fideo digidol. Yn yr un modd â CDs, mae cyflymderau CompactFlash yn seiliedig ar raddfeydd "x" fel 8x, 20x, 133x, ac ati. Cyfrifir y gyfradd trosglwyddo data uchaf ar sail cyfradd didau'r CD sain gwreiddiol, sef 150 kilobytes yr eiliad. Mae'r gyfradd drosglwyddo yn edrych fel R = Kx150 kB/s, lle R yw'r gyfradd drosglwyddo a K yw'r cyflymder nominal. Felly ar gyfer CompactFlash 133x, bydd ein beit data yn cael ei ysgrifennu ar 133x150 kB/s neu tua 19 kB/s neu 950 MB/s. Sefydlwyd Cymdeithas CompactFlash ym 19,95 gyda'r nod o greu safon diwydiant ar gyfer cardiau cof fflach.
1997
Ychydig flynyddoedd yn ddiweddarach, ym 1997, rhyddhawyd y Compact Disc Rewritable (CD-RW). Defnyddiwyd y ddisg optegol hon ar gyfer storio data ac ar gyfer copïo a throsglwyddo ffeiliau i wahanol ddyfeisiau. Gellir ailysgrifennu cryno ddisgiau tua 1000 o weithiau, nad oedd yn ffactor cyfyngol ar y pryd gan mai anaml y byddai defnyddwyr yn trosysgrifo data.
Mae CD-RWs yn seiliedig ar dechnoleg sy'n newid adlewyrchedd arwyneb. Yn achos CD-RW, mae sifftiau cam mewn cotio arbennig sy'n cynnwys arian, tellurium ac indium yn achosi'r gallu i adlewyrchu neu beidio ag adlewyrchu'r trawst darllen, sy'n golygu 0 neu 1. Pan fo'r cyfansoddyn yn y cyflwr crisialog, mae'n tryleu, sy'n golygu 1. Pan fydd y cyfansoddyn yn toddi i gyflwr amorffaidd, mae'n dod yn afloyw ac anadlewyrchol, sy'n 0. Felly gallem ysgrifennu ein beit data fel 01001010.
Yn y pen draw, cymerodd DVDs y rhan fwyaf o gyfran y farchnad oddi wrth CD-RWs.
1999
Symudwn ymlaen i 1999, pan gyflwynodd IBM yriannau caled lleiaf y byd ar y pryd: yr IBM 170MB a 340MB microdrives. Gyriannau caled bach 2,54 cm oedd y rhain a gynlluniwyd i ffitio i slotiau CompactFlash Math II. Y bwriad oedd creu dyfais a fyddai'n cael ei defnyddio fel CompactFlash, ond gyda chapasiti cof mwy. Fodd bynnag, yn fuan fe'u disodlwyd gan yriannau fflach USB ac yna gan gardiau CompactFlash mwy wrth iddynt ddod ar gael. Fel gyriannau caled eraill, roedd microdrives yn fecanyddol ac yn cynnwys disgiau nyddu bach.
2000
Flwyddyn yn ddiweddarach, yn 2000, cyflwynwyd gyriannau fflach USB. Roedd y gyriannau'n cynnwys cof fflach wedi'i amgáu mewn ffactor ffurf fach gyda rhyngwyneb USB. Yn dibynnu ar y fersiwn o'r rhyngwyneb USB a ddefnyddir, gall y cyflymder amrywio. Mae USB 1.1 wedi'i gyfyngu i 1,5 megabit yr eiliad, tra gall USB 2.0 drin 35 megabit yr eiliad , ac mae USB 3.0 yn 625 megabits yr eiliad. Cyhoeddwyd y gyriannau USB 3.1 Math C cyntaf ym mis Mawrth 2015 ac roedd ganddynt gyflymder darllen/ysgrifennu o 530 megabit yr eiliad. Yn wahanol i ddisgiau hyblyg a gyriannau optegol, mae dyfeisiau USB yn anoddach i'w crafu, ond mae ganddynt yr un galluoedd o hyd ar gyfer storio data, yn ogystal â throsglwyddo a gwneud copïau wrth gefn o ffeiliau. Disodlwyd gyriannau hyblyg a CD yn gyflym gan borthladdoedd USB.
2005
Yn 2005, dechreuodd gweithgynhyrchwyr gyriant disg caled (HDD) anfon cynhyrchion gan ddefnyddio recordiad magnetig perpendicwlar, neu PMR. Yn ddiddorol ddigon, digwyddodd hyn ar yr un pryd ag y cyhoeddodd yr iPod Nano y defnydd o gof fflach yn lle gyriannau caled 1-modfedd yn yr iPod Mini.
Mae gyriant caled nodweddiadol yn cynnwys un neu fwy o yriannau caled wedi'u gorchuddio â ffilm magnetig sensitif sy'n cynnwys grawn magnetig bach. Cofnodir data pan fydd y pen recordio magnetig yn hedfan ychydig uwchben y ddisg nyddu. Mae hyn yn debyg iawn i chwaraewr recordiau gramoffon traddodiadol, a'r unig wahaniaeth yw bod y stylus mewn cysylltiad corfforol â'r record mewn gramoffon. Wrth i'r disgiau gylchdroi, mae'r aer sydd mewn cysylltiad â nhw yn creu awel ysgafn. Yn union fel y mae aer ar adain awyren yn cynhyrchu lifft, mae aer yn cynhyrchu lifft ar ben y ffoil aer . Mae'r pen yn newid magnetization un rhanbarth magnetig o'r grawn yn gyflym fel bod ei bolyn magnetig yn pwyntio i fyny neu i lawr, gan nodi 1 neu 0.
Y rhagflaenydd i PMR oedd recordiad magnetig hydredol, neu LMR. Gall dwysedd cofnodi PMR fod yn fwy na theirgwaith yn fwy na LMR. Y prif wahaniaeth rhwng PMR a LMR yw bod strwythur grawn a chyfeiriadedd magnetig y data sydd wedi'i storio o gyfryngau PMR yn golofnog yn hytrach nag yn hydredol. Mae gan PMR well sefydlogrwydd thermol a gwell cymhareb signal-i-sŵn (SNR) oherwydd gwell gwahaniad grawn ac unffurfiaeth. Mae hefyd yn cynnwys gwell recordadwyedd diolch i feysydd pen cryfach a gwell aliniad cyfryngau magnetig. Fel LMR, mae cyfyngiadau sylfaenol PMR yn seiliedig ar sefydlogrwydd thermol y darnau data sy'n cael eu hysgrifennu gan y magnet a'r angen i gael SNR digonol i ddarllen y wybodaeth ysgrifenedig.
2007
Yn 2007, cyhoeddwyd y gyriant caled 1 TB cyntaf gan Hitachi Global Storage Technologies. Defnyddiodd y Hitachi Deskstar 7K1000 bum platiau 3,5-modfedd 200GB a nyddu ar rpm Mae hyn yn welliant sylweddol ar yriant caled cyntaf y byd, yr IBM RAMAC 350, a oedd â chynhwysedd o tua 3,75 megabeit. O, pa mor bell rydyn ni wedi dod mewn 51 mlynedd! Ond arhoswch, mae rhywbeth mwy.
2009
Yn 2009, dechreuodd gwaith technegol ar greu cof cyflym anweddol, neu . Mae cof anweddol (NVM) yn fath o gof sy'n gallu storio data yn barhaol, yn hytrach na chof anweddol, sy'n gofyn am bŵer cyson i storio data. Mae NVMe yn mynd i'r afael â'r angen am ryngwyneb rheolwr gwesteiwr graddadwy ar gyfer cydrannau ymylol lled-ddargludyddion wedi'u galluogi gan PCIe, a dyna pam yr enw NVMe. Cafodd mwy na 90 o gwmnïau eu cynnwys yn y gweithgor i ddatblygu'r prosiect. Roedd hyn i gyd yn seiliedig ar waith i ddiffinio Manyleb Rhyngwyneb Rheolwr Lletywr Cof Anweddol (NVMHCIS). Gall gyriannau NVMe gorau heddiw drin tua 3500 megabeit yr eiliad o ddarllen a 3300 megabeit yr eiliad o ysgrifennu. Mae ysgrifennu'r beit data j y dechreuon ni ag ef yn gyflym iawn o'i gymharu â chwpl o funudau o gof rhaff gwehyddu â llaw ar gyfer Cyfrifiadur Canllawiau Apollo.
Y presennol a'r dyfodol
Cof Dosbarth Storio
Nawr ein bod ni wedi teithio yn ôl mewn amser (ha!), gadewch i ni edrych ar gyflwr presennol Cof Dosbarth Storio. Mae SCM, fel NVM, yn gadarn, ond mae SCM hefyd yn darparu perfformiad sy'n well neu'n debyg i'r prif gof, a . Nod SCM yw datrys rhai o broblemau cache heddiw, megis dwyseddau cof mynediad statig isel (SRAM). Gyda Chof Mynediad Ar Hap Dynamig (DRAM), gallwn gyflawni gwell dwysedd, ond daw hyn ar gost mynediad arafach. Mae DRAM hefyd yn dioddef o'r angen am bŵer cyson i adnewyddu'r cof. Gadewch i ni ddeall hyn ychydig. Mae angen pŵer oherwydd bod y gwefr drydanol ar y cynwysyddion yn gollwng ychydig ar y tro, sy'n golygu, heb ymyrraeth, y bydd y data ar y sglodyn yn cael ei golli cyn bo hir. Er mwyn atal gollyngiadau o'r fath, mae DRAM yn gofyn am gylched adnewyddu cof allanol sy'n ailysgrifennu'r data yn y cynwysyddion o bryd i'w gilydd, gan eu hadfer i'w gwefr wreiddiol.
Cof newid cam (PCM)
Yn flaenorol, buom yn edrych ar sut mae'r cyfnod yn newid ar gyfer CD-RW. Mae PCM yn debyg. Y deunydd newid cyfnod fel arfer yw Ge-Sb-Te, a elwir hefyd yn GST, a all fodoli mewn dau gyflwr gwahanol: amorffaidd a grisialaidd. Mae gan y cyflwr amorffaidd wrthwynebiad uwch, gan ddynodi 0, na'r cyflwr crisialog, gan ddynodi 1. Trwy aseinio gwerthoedd data i wrthiannau canolraddol, gellir defnyddio PCM i storio gwladwriaethau lluosog fel .
Cof mynediad hap trorym troelli-trosglwyddo (STT-RAM)
Mae STT-RAM yn cynnwys dwy haen magnetig ferromagnetig, parhaol wedi'u gwahanu gan ddielectrig, ynysydd sy'n gallu trosglwyddo grym trydanol heb ddargludiad. Mae'n storio darnau o ddata yn seiliedig ar wahaniaethau mewn cyfeiriadau magnetig. Mae gan un haen magnetig, a elwir yn haen gyfeirio, gyfeiriad magnetig sefydlog, tra bod gan yr haen magnetig arall, a elwir yn haen rhad ac am ddim, gyfeiriad magnetig sy'n cael ei reoli gan y presennol a basiwyd. Ar gyfer 1, mae cyfeiriad magnetization y ddwy haen wedi'i alinio. Ar gyfer 0, mae gan y ddwy haen gyfeiriadau magnetig cyferbyniol.
Cof mynediad ar hap gwrthiannol (ReRAM)
Mae cell ReRAM yn cynnwys dau electrod metel wedi'u gwahanu gan haen metel ocsid. Ychydig fel dyluniad cof fflach Masuoka, lle mae electronau'n treiddio i'r haen ocsid ac yn mynd yn sownd yn y giât arnofio, neu i'r gwrthwyneb. Fodd bynnag, gyda ReRAM, pennir cyflwr y gell yn seiliedig ar y crynodiad o ocsigen rhydd yn yr haen metel ocsid.
Er bod y technolegau hyn yn addawol, mae ganddynt anfanteision o hyd. Mae gan PCM a STT-RAM hwyrni ysgrifennu uchel. Mae cuddni PCM ddeg gwaith yn uwch na DRAM, tra bod cuddni STT-RAM ddeg gwaith yn uwch na SRAM. Mae gan PCM a ReRAM gyfyngiad ar ba mor hir y gall ysgrifennu ddigwydd cyn i gamgymeriad difrifol ddigwydd, sy'n golygu bod yr elfen cof yn mynd yn sownd. .
Ym mis Awst 2015, cyhoeddodd Intel ei fod yn rhyddhau Optane, ei gynnyrch yn seiliedig ar 3DXPoint. Mae Optane yn honni 1000 gwaith perfformiad NAND SSDs am bris bedair i bum gwaith yn uwch na chof fflach. Mae Optane yn brawf bod SCM yn fwy na thechnoleg arbrofol yn unig. Bydd yn ddiddorol gwylio datblygiad y technolegau hyn.
Gyriannau caled (HDD)
Heliwm HDD (HHDD)
Mae disg heliwm yn yriant disg caled gallu uchel (HDD) sy'n cael ei lenwi â heliwm a'i selio'n hermetig yn ystod y broses weithgynhyrchu. Fel gyriannau caled eraill, fel y dywedasom yn gynharach, mae'n debyg i fwrdd tro gyda phlat troelli wedi'i orchuddio'n magnetig. Yn syml, mae gan yriannau caled nodweddiadol aer y tu mewn i'r ceudod, ond mae'r aer hwn yn achosi rhywfaint o wrthiant wrth i'r platiau droelli.
Mae balwnau heliwm yn arnofio oherwydd bod heliwm yn ysgafnach nag aer. Mewn gwirionedd, mae heliwm yn 1/7 o ddwysedd yr aer, sy'n lleihau'r grym brecio wrth i'r platiau gylchdroi, gan achosi gostyngiad yn yr egni sydd ei angen i droelli'r disgiau. Fodd bynnag, mae'r nodwedd hon yn eilaidd, prif nodwedd wahaniaethol heliwm oedd ei fod yn caniatáu ichi bacio 7 wafferi yn yr un ffactor ffurf a fyddai fel arfer yn dal dim ond 5. Os ydym yn cofio cyfatebiaeth ein haden awyren, yna mae hwn yn analog perffaith . Oherwydd bod heliwm yn lleihau llusgo, mae cynnwrf yn cael ei ddileu.
Rydyn ni hefyd yn gwybod bod balwnau heliwm yn dechrau suddo ar ôl ychydig ddyddiau oherwydd bod yr heliwm yn dod allan ohonyn nhw. Gellir dweud yr un peth am ddyfeisiau storio. Cymerodd flynyddoedd cyn i weithgynhyrchwyr allu creu cynhwysydd a oedd yn atal heliwm rhag dianc o'r ffactor ffurf trwy gydol oes y gyriant. Cynhaliodd Backblaze arbrofion a chanfod bod gan yriannau caled heliwm gyfradd gwallau blynyddol o 1,03%, o'i gymharu â 1,06% ar gyfer gyriannau safonol. Wrth gwrs, mae'r gwahaniaeth hwn mor fach fel y gall rhywun ddod i gasgliad difrifol ohono .
Gall y ffactor ffurf llawn heliwm gynnwys gyriant caled wedi'i grynhoi gan ddefnyddio PMR, a drafodwyd gennym uchod, neu recordiad magnetig microdon (MAMR) neu recordiad magnetig â chymorth gwres (HAMR). Gellir cyfuno unrhyw dechnoleg storio magnetig â heliwm yn lle aer. Yn 2014, cyfunodd HGST ddwy dechnoleg flaengar yn ei yriant caled heliwm 10TB, a ddefnyddiodd recordiad magnetig siglo a reolir gan westeiwr, neu SMR (recordiad magnetig shingled). Gadewch i ni siarad ychydig am SMR ac yna edrych ar MAMR a HAMR.
Technoleg Recordio Magnetig Teils
Yn flaenorol, buom yn edrych ar recordiad magnetig perpendicwlar (PMR), sef rhagflaenydd SMR. Yn wahanol i PMR, mae SMR yn cofnodi traciau newydd sy'n gorgyffwrdd â rhan o'r trac magnetig a gofnodwyd yn flaenorol. Mae hyn yn ei dro yn gwneud y trac blaenorol yn gulach, gan ganiatáu ar gyfer dwysedd trac uwch. Daw enw'r dechnoleg o'r ffaith bod traciau glin yn debyg iawn i draciau to teils.
Mae SMR yn arwain at broses ysgrifennu llawer mwy cymhleth, gan fod ysgrifennu at un trac yn trosysgrifo'r trac cyfagos. Nid yw hyn yn digwydd pan fo swbstrad y ddisg yn wag ac mae'r data yn ddilyniannol. Ond cyn gynted ag y byddwch yn cofnodi i gyfres o draciau sydd eisoes yn cynnwys data, mae'r data cyfagos presennol yn cael ei ddileu. Os yw trac cyfagos yn cynnwys data, rhaid ei ailysgrifennu. Mae hyn yn eithaf tebyg i'r fflach NAND y buom yn siarad amdano yn gynharach.
Mae dyfeisiau SMR yn cuddio'r cymhlethdod hwn trwy reoli firmware, gan arwain at ryngwyneb tebyg i unrhyw yriant caled arall. Ar y llaw arall, ni fydd dyfeisiau SMR a reolir gan westeiwr, heb addasiadau arbennig i gymwysiadau a systemau gweithredu, yn caniatáu defnyddio'r gyriannau hyn. Rhaid i'r gwesteiwr ysgrifennu at ddyfeisiau yn llym yn olynol. Ar yr un pryd, mae perfformiad y dyfeisiau yn 100% rhagweladwy. Dechreuodd Seagate anfon gyriannau SMR yn 2013, gan hawlio dwysedd 25% yn uwch Dwysedd PMR.
Recordiad magnetig microdon (MAMR)
Mae recordiad magnetig gyda chymorth microdon (MAMR) yn dechnoleg cof magnetig sy'n defnyddio ynni tebyg i HAMR (a drafodir nesaf) Rhan bwysig o MAMR yw'r Spin Torque Oscillator (STO). Mae'r STO ei hun wedi'i leoli'n agos at y pen recordio. Pan roddir cerrynt ar y STO, cynhyrchir maes electromagnetig crwn ag amledd o 20-40 GHz oherwydd polareiddio troelli electronau.
Pan fydd yn agored i faes o'r fath, mae cyseiniant yn digwydd yn y ferromagnet a ddefnyddir ar gyfer MAMR, sy'n arwain at ragflaenu eiliadau magnetig y parthau yn y maes hwn. Yn y bôn, mae'r foment magnetig yn gwyro o'i echelin ac i newid ei gyfeiriad (fflip), mae angen llawer llai o egni ar y pen recordio.
Mae'r defnydd o dechnoleg MAMR yn ei gwneud hi'n bosibl cymryd sylweddau ferromagnetig gyda mwy o rym gorfodol, sy'n golygu y gellir lleihau maint parthau magnetig heb ofni achosi effaith superparamagnetig. Mae'r generadur STO yn helpu i leihau maint y pen recordio, sy'n ei gwneud hi'n bosibl cofnodi gwybodaeth am barthau magnetig llai, ac felly'n cynyddu'r dwysedd cofnodi.
Cyflwynodd Western Digital, a elwir hefyd yn WD, y dechnoleg hon yn 2017. Yn fuan wedyn, yn 2018, cefnogodd Toshiba y dechnoleg hon. Tra bod WD a Toshiba yn dilyn technoleg MAMR, mae Seagate yn betio ar HAMR.
Recordiad thermomagnetig (HAMR)
Mae recordiad magnetig â chymorth gwres (HAMR) yn dechnoleg storio data magnetig ynni-effeithlon a all gynyddu'n sylweddol faint o ddata y gellir ei storio ar ddyfais magnetig, megis gyriant caled, trwy ddefnyddio gwres a gyflenwir gan laser i helpu i ysgrifennu y data i'r wyneb swbstradau gyriant caled. Mae gwresogi yn achosi i ddarnau data gael eu gosod yn llawer agosach at ei gilydd ar y swbstrad disg, gan ganiatáu ar gyfer mwy o ddwysedd a chynhwysedd data.
Mae'r dechnoleg hon yn eithaf anodd i'w gweithredu. 200 mW laser cyflym ardal fach iawn o hyd at 400 ° C cyn recordio, heb amharu ar neu niweidio gweddill y data ar y ddisg. Rhaid cwblhau'r broses wresogi, cofnodi data ac oeri mewn llai na nanosecond. Er mwyn mynd i'r afael â'r heriau hyn roedd angen datblygu plasmonau wyneb nanoraddfa, a elwir hefyd yn laserau wedi'u harwain gan yr wyneb, yn lle gwresogi laser uniongyrchol, yn ogystal â mathau newydd o blatiau gwydr a haenau rheoli thermol i wrthsefyll gwresogi sbot cyflym heb niweidio'r pen recordio nac unrhyw rai cyfagos. data, a heriau technegol amrywiol eraill yr oedd angen eu goresgyn.
Er gwaethaf nifer o ddatganiadau amheus, dangosodd Seagate y dechnoleg hon gyntaf yn 2013. Dechreuodd y disgiau cyntaf anfon yn 2018.
Diwedd y ffilm, ewch i'r dechrau!
Dechreuon ni yn 1951 a gorffen yr erthygl gyda golwg ar ddyfodol technoleg storio. Mae storio data wedi newid yn fawr dros amser, o dâp papur i fetel a magnetig, cof rhaff, disgiau nyddu, disgiau optegol, cof fflach ac eraill. Mae cynnydd wedi arwain at ddyfeisiau storio cyflymach, llai a mwy pwerus.
Os cymharwch NVMe â thâp metel UNISERVO o 1951, gall NVMe ddarllen 486% yn fwy o ddigidau yr eiliad. Wrth gymharu NVMe â fy ffefryn plentyndod, gyriannau Zip, gall NVMe ddarllen 111% yn fwy o ddigidau yr eiliad.
Yr unig beth sy'n parhau i fod yn wir yw'r defnydd o 0 ac 1. Mae'r ffyrdd yr ydym yn gwneud hyn yn amrywio'n fawr. Gobeithio y tro nesaf y byddwch chi'n llosgi CD-RW o ganeuon i ffrind neu'n arbed fideo cartref i'r Archif Disgiau Optegol, rydych chi'n meddwl sut mae arwyneb anadlewyrchol yn trosi i 0 ac arwyneb adlewyrchol yn trosi i 1. Neu os ydych chi'n recordio tâp cymysg ar gasét, cofiwch ei fod yn perthyn yn agos iawn i'r Set Ddata a ddefnyddir yn y Commodore PET. Yn olaf, peidiwch ag anghofio bod yn garedig ac ailddirwyn.
Diolch и am y tidbits (ni allaf ei helpu) trwy gydol yr erthygl!
Beth arall allwch chi ei ddarllen ar y blog?
→
→
→
→
→
Tanysgrifiwch i'n -sianel fel nad ydych chi'n colli'r erthygl nesaf! Nid ydym yn ysgrifennu mwy na dwywaith yr wythnos a dim ond ar fusnes. Rydym hefyd yn eich atgoffa y gall Cloud4Y ddarparu mynediad diogel a dibynadwy o bell i gymwysiadau busnes a gwybodaeth angenrheidiol i sicrhau parhad busnes. Mae gwaith o bell yn rhwystr ychwanegol i ledaeniad coronafeirws. Am fanylion, cysylltwch â'n rheolwyr yn .
Ffynhonnell: hab.com