{"id":76347,"date":"2020-04-02T01:42:40","date_gmt":"2020-04-01T23:42:40","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/zhizn-bajta-dannyh"},"modified":"2020-04-02T01:42:40","modified_gmt":"2020-04-01T23:42:40","slug":"zhizn-bajta-dannyh","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/zhizn-bajta-dannyh","title":{"rendered":"Das Leben eines Datenbytes","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Das
\n
\nJeder Cloud-Anbieter bietet Speicherl\u00f6sungen an. Dazu geh\u00f6ren kalte und warme Speicher, Ice-cold und so weiter. Es ist ziemlich praktisch, Informationen in der Cloud zu speichern. Aber wie wurden Daten vor 10, 20 oder sogar 50 Jahren gespeichert? Cloud4Y hat einen interessanten Artikel \u00fcbersetzt, der genau dar\u00fcber berichtet.<\/i><\/a><\/noindex><\/p>\n

Ein Byte kann auf ganz verschiedene Arten gespeichert werden, da st\u00e4ndig neue, leistungsf\u00e4higere und schnellere Speichermedien auftauchen. Ein Byte ist eine Einheit zur Speicherung und Verarbeitung digitaler Informationen, die aus acht Bits besteht. In einem Bit kann entweder 0 oder 1 gespeichert werden.<\/p>\n

Bei Lochkarten wird ein Bit als Vorhandensein oder Abwesenheit eines Lochs an einer bestimmten Stelle in der Karte gespeichert. Wenn man etwas weiter in die Vergangenheit blickt, hin zur \"Analytischen Maschine von Babbage\", waren die Register, die Zahlen speicherten, gezahnte R\u00e4der. Bei magnetischen Speichermedien wie B\u00e4ndern und Platten wird ein Bit durch die Polarit\u00e4t eines bestimmten Bereichs der Magnetfolie dargestellt. In modernem dynamischen RAM (DRAM) wird ein Bit oft als zweistufige elektrische Ladung repr\u00e4sentiert, die in einem Ger\u00e4t gespeichert wird, das elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert. Ein aufgeladenes oder entladenes Kondensator speichert das Datum.<\/p>\n

Im Juni 1956 Werner Buchholz<\/a><\/noindex> pr\u00e4gte das Wort Byte<\/a><\/noindex> um eine Gruppe von Bits zu kennzeichnen, die zur Kodierung eines einzelnen Zeichens Textes verwendet werden.<\/a><\/noindex>. Lassen Sie uns ein wenig \u00fcber die Zeichencodierung sprechen. Beginnen wir mit dem American Standard Code for Information Interchange oder ASCII. ASCII basiert auf dem englischen Alphabet, weshalb jeder Buchstabe, jede Zahl und jedes Symbol (a-z, A-Z, 0-9, +, -, \/, \", ! usw.) durch eine 7-Bit-Ganzzahl von 32 bis 127 dargestellt wurde. Dies war nicht gerade \u201efreundlich\u201c gegen\u00fcber anderen Sprachen. Um andere Sprachen zu unterst\u00fctzen, erweiterte Unicode ASCII. In Unicode wird jedes Zeichen durch einen Codepunkt oder ein Zeichen dargestellt, zum Beispiel ist das Kleinbuchstaben j \u2013 U+006A, wobei U f\u00fcr Unicode steht, gefolgt von einer hexadezimalen Zahl.<\/p>\n

UTF-8 ist der Standard zur Darstellung von Zeichen in Form von acht Bit, wodurch jede Code-Point im Bereich von 0-127 in einem Byte gespeichert werden kann. Wenn wir uns ASCII ansehen, ist dies f\u00fcr englische Zeichen durchaus normal, aber Zeichen anderer Sprachen werden oft in zwei oder mehr Bytes ausgedr\u00fcckt. UTF-16 ist der Standard zur Darstellung von Zeichen in Form von 16 Bit, w\u00e4hrend UTF-32 der Standard zur Darstellung von Zeichen in Form von 32 Bit ist. In ASCII entspricht jedes Zeichen einem Byte, w\u00e4hrend im Unicode, was oft nicht ganz zutrifft, ein Zeichen 1, 2, 3 oder mehr Bytes belegen kann. In dem Artikel werden verschiedene bitweise Gruppierungen verwendet. Die Anzahl der Bits in einem Byte variiert je nach Konstruktion des Tr\u00e4gers.<\/p>\n

In diesem Artikel unternehmen wir eine Zeitreise durch verschiedene Speichermedien, um in die Geschichte der Datenspeicherung einzutauchen. Wir werden keineswegs jeden einzelnen Speichertyp, der jemals erfunden wurde, eingehend untersuchen. Vor Ihnen steht ein unterhaltsamer Informationsartikel, der in keiner Weise Anspruch auf enzyklop\u00e4dische Bedeutung erhebt.<\/p>\n

Lassen Sie uns beginnen. Angenommen, wir haben ein Byte an Daten zum Speichern: den Buchstaben j, oder als kodiertes Byte 6a, oder in bin\u00e4r 01001010. Auf unserem zeitlichen Reise wird dieses Byte in verschiedenen Speichertechnologien verwendet, die beschrieben werden.<\/p>\n

1951<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nUnsere Geschichte beginnt im Jahr 1951 mit dem Bandlaufwerk UNIVAC UNISERVO f\u00fcr den Computer UNIVAC 1. Es war das erste Bandlaufwerk, das f\u00fcr einen kommerziellen Computer entwickelt wurde. Das Band bestand aus einem d\u00fcnnen Streifen aus vernickeltem Bronze mit einer Breite von 12,65 mm (genannt Vicalloy) und einer L\u00e4nge von fast 366 Metern. Unsere Datenbytes konnten mit einer Geschwindigkeit von 7.200 Zeichen pro Sekunde auf dem Band gespeichert werden, das sich mit 2,54 Metern pro Sekunde bewegte. Zu diesem Zeitpunkt der Geschichte konnten Sie die Geschwindigkeit des Speicheralgorithmus anhand der zur\u00fcckgelegten Strecke des Bandes messen.<\/p>\n

1952<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nWir springen ein Jahr in die Zukunft, zum 21. Mai 1952, als IBM die Einf\u00fchrung seines ersten Magnetbandblocks, IBM 726, ank\u00fcndigte. Jetzt kann unser Datenbyte von der UNISERVO-Metallb\u00e4nder auf das IBM-Magnetband \u00fcbertragen werden. Dieses neue Zuhause war sehr gem\u00fctlich f\u00fcr unser kleines Datenbyte, da auf dem Band bis zu 2 Millionen Ziffern gespeichert werden k\u00f6nnen. Dieses 7-Spur-Magnetband bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 1,9 Metern pro Sekunde und einer \u00dcbertragungsrate von 12.500 Ziffern<\/a><\/noindex> oder 7500 Zeichen<\/a><\/noindex> (damals als Kopiergruppen bezeichnet) pro Sekunde. Zum Vergleich: Ein durchschnittlicher Artikel auf Habr\u00e9 hat etwa 10.000 Zeichen.<\/p>\n

Das IBM 726 Band hatte sieben Spuren, von denen sechs zur Speicherung von Informationen dienten und eine zur Parit\u00e4tskontrolle. Auf einer Spule fanden bis zu 400 Meter Band mit einer Breite von 1,25 cm Platz. Die Daten\u00fcbertragungsrate erreichte theoretisch 12.500 Zeichen pro Sekunde; die Aufzeichnungsdichte betrug 40 Bit pro Zentimeter. In diesem System wurde die Methode des \"Vakuumkanals\" verwendet, bei der die Schlaufe des Bands zwischen zwei Punkten zirkulierte. Dies erm\u00f6glichte es dem Band, in Bruchteilen von Sekunden zu starten und zu stoppen. Dies wurde durch die Anordnung langer Vakuumkolonnen zwischen den Bandspulen und den Lese-\/Schreibk\u00f6pfen erreicht, um pl\u00f6tzliche Spannungsspitzen im Band aufzufangen, ohne die das Band in der Regel gerissen w\u00e4re. Ein abnehmbarer Plastikring auf der R\u00fcckseite der Bandspule sorgte f\u00fcr Schreibschutz. Auf einer Bandspule k\u00f6nnen etwa 1,1 Megabyte<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Erinnern Sie sich an VHS-Kassetten? Was mussten Sie tun, um einen Film erneut anzusehen? Das Band zur\u00fcckspulen! Wie oft haben Sie die Kassette mit einem Bleistift gedreht, um die Batterien zu schonen und ein Rei\u00dfen oder Verknicken des Bandes zu vermeiden? \u00c4hnliches gilt auch f\u00fcr die B\u00e4nder, die in Computern verwendet werden. Programme konnten nicht einfach \u00fcber einen Abschnitt des Bandes springen oder zuf\u00e4llig auf Daten zugreifen; sie mussten Daten strikt sequenziell lesen und schreiben.<\/p>\n

1956<\/h2>\n

\n\"Das
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\nWenn wir einige Jahre in die Zukunft springen, ins Jahr 1956, begann das Zeitalter der Magnetdatenspeicherung mit dem Abschluss der Entwicklung des Computer-Systems RAMAC 305 durch IBM, das von Zellerbach Paper bereitgestellt wurde, San Francisco<\/a><\/noindex>. In diesem Computer wurde erstmals eine Festplatte mit beweglichem Kopf verwendet. Der RAMAC-Datentr\u00e4ger bestand aus f\u00fcnfzig magnetisierten Metallplatten mit einem Durchmesser von 60,96 cm, die etwa f\u00fcnf Millionen Zeichen Daten speichern konnten, 7 Bit pro Zeichen, und mit einer Geschwindigkeit von 1200 Umdrehungen pro Minute rotierten. Die Speicherkapazit\u00e4t betrug etwa 3,75 Megabyte.<\/p>\n

RAMAC erm\u00f6glichte den Echtzeitzugriff auf gro\u00dfe Datenmengen, im Gegensatz zu Magnetb\u00e4ndern oder Lochkarten. IBM bewarb RAMAC als ein Ger\u00e4t, das das \u00c4quivalent von 64.000 speichern konnte. Stanzkarten<\/a><\/noindex>Zuvor wurde im RAMAC das Konzept der kontinuierlichen Transaktionsverarbeitung eingef\u00fchrt, sodass Daten sofort abgerufen werden konnten, solange sie noch frisch waren. Jetzt konnte auf unsere Daten im RAMAC mit einer Geschwindigkeit von 100.000 Bit pro Sekunde<\/a><\/noindex>. Fr\u00fcher mussten wir beim Einsatz von B\u00e4ndern sequentielle Daten schreiben und lesen, und wir konnten nicht zuf\u00e4llig verschiedene Stellen des Bands \u00fcberspringen. Der zuf\u00e4llige Zugriff auf Daten in Echtzeit war zu dieser Zeit wahrhaft revolution\u00e4r.<\/p>\n

1963<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nLassen Sie uns in das Jahr 1963 zur\u00fcckreisen, als DECtape vorgestellt wurde. Der Name stammt von der Digital Equipment Corporation, bekannt als DEC. DECtape war kosteng\u00fcnstig und zuverl\u00e4ssig, weshalb es in vielen Generationen von DEC-Computern verwendet wurde. Es handelte sich um ein 19-mm-Band, laminiert und zwischen zwei Schichten Mylar auf einer vier Zoll (10,16 cm) Spule eingelegt.<\/p>\n

Im Gegensatz zu ihren schweren, gro\u00dfen Vorg\u00e4ngern konnte das DECtape-Band manuell transportiert werden. Dadurch war es eine ausgezeichnete Wahl f\u00fcr Personal Computer. Im Vergleich zu 7-Spur-Alternativen hatte das DECtape 6 Datenspuren, 2 Markierungsspuren und 2 f\u00fcr Taktsignale. Die Daten wurden mit einer Geschwindigkeit von 350 Bit pro Zoll (138 Bit pro cm) aufgezeichnet. Unser Datenbyte, das 8 Bit umfasst, aber auf 12 Bit erweitert werden kann, konnte mit einer Geschwindigkeit von 8325 12-Bit-Worten pro Sekunde auf das DECtape \u00fcbertragen werden, bei einer Bandgeschwindigkeit von 93 (\u00b112) Zoll in der Sekunde<\/a><\/noindex>. Das sind 8 % mehr Ziffern pro Sekunde als auf dem Metallband UNISERVO im Jahr 1952.
\n\u00a0<\/p>\n

1967<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nVier Jahre sp\u00e4ter, im Jahr 1967, begann ein kleines Team von IBM mit der Arbeit an einem Laufwerk von IBM mit dem Code-Namen Minnow<\/a><\/noindex>. Zu diesem Zeitpunkt hatte das Team die Aufgabe, eine zuverl\u00e4ssige und kosteng\u00fcnstige M\u00f6glichkeit zur Einf\u00fchrung von Mikrocodes in die IBM System\/370 Mainframes<\/a><\/noindex> . Das Projekt wurde sp\u00e4ter umgewidmet und umgestaltet, um Mikrocodes in den Controller der IBM 3330 Direct Access Storage Facility mit dem Codenamen Merlin zu laden.<\/p>\n

Jetzt kann unser Byte auf den nur f\u00fcr Lesebetrieb verf\u00fcgbaren 8-Zoll Mylar-Disketten mit magnetischer Beschichtung gespeichert werden, die heute als Disketten bekannt sind. Bei der Markteinf\u00fchrung erhielt das Produkt den Namen IBM 23FD Floppy Disk Drive System. Die Disketten konnten 80 Kilobyte Daten speichern. Im Gegensatz zu Festplatten konnte der Benutzer die Diskette in einer sch\u00fctzenden H\u00fclle von einem Laufwerk zum anderen einfach transportieren. Sp\u00e4ter, im Jahr 1973, brachte IBM eine beschreibbare Diskette heraus, die dann zum Industriestandard wurde. Standard.<\/a><\/noindex>.
\n\u00a0<\/p>\n

1969<\/h2>\n

\n\"Das
\n\u00a0Im Jahr 1969 wurde an Bord des Raumfahrzeugs \u201eApollo 11\u201c, das amerikanische Astronauten zum Mond und zur\u00fcck brachte, der AGC (Apollo Guidance Computer) mit \u201eSeilged\u00e4chtnis\u201c (rope memory) gestartet. Dieses Seilged\u00e4chtnis wurde von Hand gefertigt und konnte 72 Kilobyte Daten speichern. Die Herstellung von Seilged\u00e4chtnis war zeitaufwendig, langsam und erforderte F\u00e4higkeiten, die mit dem Weben vergleichbar waren; das Einweben eines Programms in das Seilged\u00e4chtnis konnte Monate dauern. Monate.<\/a><\/noindex>. Aber es war das richtige Werkzeug f\u00fcr die Zeit, als es entscheidend war, so viel wie m\u00f6glich in einen stark begrenzten Raum zu packen. Wenn draht durch einen der runden Str\u00e4nge ging, stellte es 1 dar. Der Draht, der um den Strang gewickelt war, stellte 0 dar. Unser Datenbyte erforderte von einem Menschen einige Minuten, um es in das Seil zu flechten.<\/p>\n

1977<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\n1977 wurde der Commodore PET ver\u00f6ffentlicht \u2013 der erste (erfolgreiche) Personal Computer. Im PET wurde das Commodore 1530 Datasette verwendet, was Daten plus Kassette bedeutet. PET wandelte die Daten in analoge Audiosignale um, die dann auf Kassetten<\/a><\/noindex>. Das erm\u00f6glichte eine kosteng\u00fcnstige und zuverl\u00e4ssige L\u00f6sung zur Datenspeicherung, wenn auch sehr langsam. Unser kleines Datenbyte konnte mit einer Geschwindigkeit von etwa 60-70 Bytes \u00fcbermittelt werden der Sekunde<\/a><\/noindex>. Kassetten konnten etwa 100 Kilobyte pro 30-min\u00fctiger Seite speichern, mit zwei Seiten pro Band. Zum Beispiel konnte man auf einer Seite einer Kassette etwa zwei 55 KB Bilder unterbringen. Datasette wurden auch im Commodore VIC-20 und Commodore 64 verwendet.<\/p>\n

1978<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nEin Jahr sp\u00e4ter, 1978, f\u00fchrten MCA und Philips LaserDisc unter dem Namen \u201eDiscovision\u201c ein. Der Film \u201eDer wei\u00dfe Hai\u201c war der erste Film, der in den USA auf LaserDisc verkauft wurde. Die Audio- und Videoqualit\u00e4t war weitaus besser als bei den Mitbewerbern, doch die LaserDisc war f\u00fcr die meisten Verbraucher zu teuer. Im Gegensatz zu VHS-Kassetten konnte man auf LaserDiscs nichts aufzeichnen, auf denen die Leute Fernsehsendungen aufnahmen. LaserDiscs arbeiteten mit Analogvideo, analogem FM-Stereo-Sound und Puls-Code-Modulation, oder PCM, digitalem Audio. Die Discs hatten einen Durchmesser von 12 Zoll (30,47 cm) und bestanden aus zwei beidseitigen Aluminiumscheiben, die mit Kunststoff beschichtet waren. Heute erinnert man sich an LaserDisc als Grundlage f\u00fcr CD und DVD. Modulation<\/a><\/noindex>, oder PCM, digitalem Audio.<\/p>\n

1979<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nEin Jahr sp\u00e4ter, 1979, gr\u00fcndeten Alan Shugart und Finis Connor das Unternehmen Seagate Technology mit der Idee, die Festplatte auf die Gr\u00f6\u00dfe einer 5\u00bc-Zoll-Diskette zu skalieren, die zu der Zeit Standard war. Ihr erstes Produkt im Jahr 1980 war die Seagate ST506 - die erste Festplatte f\u00fcr kompakte Computer. Die Festplatte konnte f\u00fcnf Megabyte Daten speichern, was damals f\u00fcnfmal mehr war als die Standarddiskette. Die Gr\u00fcnder schafften es, ihr Ziel zu erreichen - die Gr\u00f6\u00dfe der Festplatte auf die einer 5\u00bc-Zoll-Diskette zu reduzieren. Das neue Speichermedium war eine feste Metallplatte, die auf beiden Seiten mit einer d\u00fcnnen Schicht magnetischem Material f\u00fcr die Datenspeicherung beschichtet war. Unsere Bytes konnten mit einer Geschwindigkeit von 625 Kilobyte auf die Festplatte \u00fcbertragen werden. der Sekunde<\/a><\/noindex>. Das entspricht ungef\u00e4hr so einem GIF<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

1981<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nLassen Sie uns ein paar Jahre voranschreiten, zu 1981, als Sony die ersten 3,5-Zoll-Disketten vorstellte. Hewlett-Packard war 1982 der erste Nachfolger dieser Technologie mit seinem HP-150. Dies machte die 3,5-Zoll-Disketten ber\u00fchmt und f\u00fchrte zu ihrer weit verbreiteten Nutzung in der Industrie<\/a><\/noindex>. Disketten waren einseitig mit einer formatierten Kapazit\u00e4t von 161,2 Kilobyte und einer unformatierten Kapazit\u00e4t von 218,8 Kilobyte. Im Jahr 1982 wurde eine doppelseitige Version eingef\u00fchrt, und das Konsortium Microfloppy Industry Committee (MIC), bestehend aus 23 Medienunternehmen, stellte die Spezifikation f\u00fcr die 3,5-Zoll-Diskette auf dem urspr\u00fcnglichen Design von Sony auf, wodurch das Format in der Geschichte verankert wurde, wie wir es kennen<\/a><\/noindex>. Nun k\u00f6nnen unsere Datenbytes auf einer der am weitesten verbreiteten Speicherformen gespeichert werden: der 3,5-Zoll-Diskette. Sp\u00e4ter wurde ein Paar 3,5-Zoll-Disketten mit der Oregon Trail<\/a><\/noindex> der wichtigste Teil meiner Kindheit.<\/p>\n

1984<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nKurz darauf, im Jahr 1984, wurde die Ver\u00f6ffentlichung einer nur lesbaren Datentr\u00e4ger-CD (engl. Compact Disc Read-Only Memory, CD-ROM) bekannt gegeben. Dies waren CD-ROMs mit einer Kapazit\u00e4t von 550 Megabyte von den Unternehmen Sony und Philips. Das Format entstand aus den digitalen Audio-CDs oder CD-DA, die zur Verbreitung von Musik verwendet wurden. Die CD-DA wurde 1982 von Sony und Philips entwickelt und hatte eine Kapazit\u00e4t von 74 Minuten. Der Legende nach bestand einer der vier Verhandler bei Sony und Philips darauf, dass sie Platz f\u00fcr<\/a><\/noindex> die gesamte \u201eNeunte Symphonie\u201c. Das erste Produkt, das auf einer CD ver\u00f6ffentlicht wurde, war die \u201eElektronische Enzyklop\u00e4die Grolier\u201c, die 1985 erschien. Die Enzyklop\u00e4die enthielt neun Millionen W\u00f6rter, die nur 12 % des verf\u00fcgbaren Speicherplatzes beanspruchten, also 553 Mebibyte<\/a><\/noindex>. Wir h\u00e4tten mehr als genug Platz f\u00fcr die Enzyklop\u00e4die und ein Byte Daten. Kurz darauf, 1985, arbeiteten Computerunternehmen zusammen an der Entwicklung eines Standards f\u00fcr Discs, damit jeder Computer Informationen von ihnen lesen konnte.<\/p>\n

1984<\/h2>\n

\nEbenfalls im Jahr 1984 entwickelte Fujio Masuoka einen neuen Typ von Speicher mit einem Floating-Gate, der als Flash-Speicher bekannt ist und mehrfach gel\u00f6scht und neu beschrieben werden kann.<\/p>\n

Lassen Sie uns einen Moment \u00fcber Flash-Speicher sprechen, der einen Transistor mit einem Floating-Gate verwendet. Transistoren sind elektrische Tore, die einzeln ein- und ausgeschaltet werden k\u00f6nnen. Da jeder Transistor in zwei verschiedenen Zust\u00e4nden (ein und aus) sein kann, kann er zwei unterschiedliche Zahlen speichern: 0 und 1. Das Floating-Gate bezieht sich auf das zweite Gate, das zum mittleren Transistor hinzugef\u00fcgt wird. Dieses zweite Gate ist durch eine d\u00fcnne Oxidschicht isoliert. Diese Transistoren verwenden eine geringe Spannung, die am Gate des Transistors angelegt wird, um anzuzeigen, ob er ein- oder ausgeschaltet ist, was wiederum in 0 oder 1 \u00fcbersetzt wird.
\n\u00a0
\nBei schwimmenden Transistoren, wenn eine entsprechende Spannung durch die Oxidschicht angelegt wird, gelangen Elektronen durch diese und bleiben an den Transistoren haften. Daher bleiben die Elektronen auch bei abgeschaltetem Strom auf ihnen. Wenn keine Elektronen an den schwimmenden Transistoren sind, repr\u00e4sentieren sie 1, und wenn Elektronen haften, repr\u00e4sentieren sie 0. Der umgekehrte Prozess und die Anlegung einer geeigneten Spannung durch die Oxidschicht in umgekehrter Richtung lassen die Elektronen durch die schwimmenden Transistoren flie\u00dfen und stellen den Transistor in seinen urspr\u00fcnglichen Zustand zur\u00fcck. Aus diesem Grund sind die Zellen programmierbar und nichtfl\u00fcchtig<\/a><\/noindex>. Unser Byte kann im Transistor als 01001010 programmiert werden, wobei Elektronen, die in den schwimmenden Transistoren festgehalten werden, Nullen repr\u00e4sentieren.<\/p>\n

Das Masuoka-Design war etwas zug\u00e4nglicher, aber weniger flexibel als elektrisch l\u00f6schbare PROMs (EEPROM), da es mehrere Zellgruppen erforderte, die gemeinsam gel\u00f6scht werden mussten, was auch durch seine Geschwindigkeit erkl\u00e4rt wurde.<\/p>\n

Zu diesem Zeitpunkt arbeitete Masuoka bei Toshiba. Schlie\u00dflich verlie\u00df er das Unternehmen, um an der Tohoku-Universit\u00e4t zu arbeiten, da er unzufrieden war, dass das Unternehmen ihn f\u00fcr seine Arbeit nicht belohnt hatte. Masuoka klagte gegen Toshiba auf Schadensersatz. Im Jahr 2006 erhielt er 87 Millionen Yuan, was etwa 758.000 US-Dollar entspricht. Angesichts des Einflusses, den Flash-Speicher in der Branche hatte, erscheint das immer noch unbedeutend.<\/p>\n

Da wir \u00fcber Flash-Speicher sprechen, sollte auch der Unterschied zwischen NOR- und NAND-Flash-Speicher erw\u00e4hnt werden. Wie wir von Masuoka wissen, speichert Flash Informationen in Speicherzellen, die aus Transistoren mit Floating-Gate bestehen. Die Namen der Technologien sind direkt damit verbunden, wie die Speicherzellen organisiert sind.<\/p>\n

In NOR-Flash-Speicher sind die einzelnen Speicherzellen parallel verbunden, was zuf\u00e4lligen Zugriff erm\u00f6glicht. Diese Architektur verringert die Lesezeit, die f\u00fcr den zuf\u00e4lligen Zugriff auf die Mikroprozessoranweisungen erforderlich ist. NOR-Flash-Speicher eignet sich hervorragend f\u00fcr Anwendungen mit niedrigerer Dichte, die haupts\u00e4chlich nur f\u00fcr das Lesen gedacht sind. Aus diesem Grund laden die meisten CPUs ihre Firmware normalerweise aus dem NOR-Flash-Speicher. Masuoka und seine Kollegen pr\u00e4sentierten 1984 die Erfindung des NOR-Flash und des NAND-Flash. 1987<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Die Entwickler von NAND-Flash haben auf die M\u00f6glichkeit des zuf\u00e4lligen Zugriffs verzichtet, um die Gr\u00f6\u00dfe der Speicherzelle zu verringern. Dies f\u00fchrt zu einer kleineren Chipgr\u00f6\u00dfe und niedrigeren Kosten pro Bit. Die Architektur des NAND-Flash-Speichers besteht aus in Reihe geschalteten Speichertransistoren, die aus acht Teilen bestehen. Dadurch wird eine hohe Speicherdichte erreicht, die Gr\u00f6\u00dfe der Speicherzelle verringert und das gleichzeitige Programmieren von Datenbl\u00f6cken gew\u00e4hrleistet, was schnellere Schreib- und L\u00f6schvorg\u00e4nge erm\u00f6glicht. Dies wird durch die Notwendigkeit, Daten neu zu schreiben, wenn sie nicht sequenziell geschrieben werden und die Daten bereits in einem Block<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

1991<\/h2>\n

\nWir gehen zur\u00fcck ins Jahr 1991, als SanDisk einen Prototyp der Solid State Drive (SSD) entwickelte, damals bekannt unter dem Namen SunDisk<\/a><\/noindex>. Die Konstruktion kombinierte ein Flash-Speicher-Array, energieunabh\u00e4ngige Chips und einen intelligenten Controller zur automatischen Erkennung und Korrektur defekter Zellen. Die Speicherkapazit\u00e4t betrug 20 Megabyte im 2,5-Zoll-Formfaktor, und die Kosten wurden auf etwa 1000 US-Dollar gesch\u00e4tzt. Diese Festplatte wurde von IBM in einem Computer verwendet. ThinkPad<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

1994<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nEiner meiner Favoriten aus der Kindheit waren die Zip-Disketten. 1994 brachte die Firma Iomega die Zip-Disk heraus, eine 100-Megabyte-Kartusche im 3,5-Zoll-Format, die etwas dicker war als die Standard-3,5-Zoll-Diskette. Neuere Versionen konnten bis zu 2 Gigabyte speichern. Der Vorteil dieser Disketten war, dass sie die Gr\u00f6\u00dfe einer Diskette hatten, aber einen gr\u00f6\u00dferen Datenspeicher erm\u00f6glichten. Wir konnten Daten mit einer Geschwindigkeit von 1,4 Megabyte pro Sekunde auf die Zip-Disk schreiben. Zum Vergleich: Eine 1,44-Megabyte-3,5-Zoll-Diskette wurde zu dieser Zeit mit etwa 16 Kilobyte pro Sekunde beschrieben. Auf der Zip-Disk lesen und schreiben die K\u00f6pfe kontaktlos Daten, indem sie \u00fcber die Oberfl\u00e4che \u201eschweben\u201c, was dem Funktionsprinzip einer Festplatte \u00e4hnelt, jedoch von anderen Diskettentypen abweicht. Bald wurden Zip-Disketten aufgrund von Zuverl\u00e4ssigkeitsproblemen und Verf\u00fcgbarkeit \u00fcberfl\u00fcssig.<\/p>\n

1994<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nIm selben Jahr stellte SanDisk CompactFlash vor, das weit verbreitet in Digitalkameras verwendet wurde. Wie bei CDs basiert die Geschwindigkeit von CompactFlash auf \u201ex\u201c-Ratings wie 8x, 20x, 133x und mehr. Die maximale Daten\u00fcbertragungsrate wird basierend auf der \u00dcbertragungsgeschwindigkeit eines originalen Audio-CDs, 150 Kilobyte pro Sekunde, berechnet. Die \u00dcbertragungsgeschwindigkeit wird als R = K \u00d7 150 kB\/s dargestellt, wobei R die \u00dcbertragungsgeschwindigkeit und K die Nennrate ist. Somit wird bei 133x CompactFlash unser Datenbyte mit 133 \u00d7 150 kB\/s oder etwa 19.950 kB\/s oder 19,95 MB\/s aufgezeichnet. Die CompactFlash Association wurde 1995 gegr\u00fcndet, um einen industriellen Standard f\u00fcr Flashspeicherkarten zu schaffen.<\/p>\n

1997<\/h2>\n

\nEinige Jahre sp\u00e4ter, im Jahr 1997, wurde die wiederbeschreibbare CD (CD-RW) eingef\u00fchrt. Diese optische Disc wurde zur Datenspeicherung sowie zum Kopieren und \u00dcbertragen von Dateien auf verschiedene Ger\u00e4te verwendet. Wiederbeschreibbare CDs k\u00f6nnen etwa 1000 Mal beschrieben werden, was zu dieser Zeit kein limitierender Faktor war, da Benutzer selten Daten \u00fcberschrieben.<\/p>\n

CD-RWs basieren auf der Technologie der \u00c4nderung der Reflexionsf\u00e4higkeit der Oberfl\u00e4che. Bei CD-RWs verursachen Phasenverschiebungen in einer speziellen Beschichtung aus Silber, Tellur und Indium die F\u00e4higkeit, den Lesestrahl zu reflektieren oder nicht zu reflektieren, was 0 oder 1 bedeutet. Wenn die Verbindung im kristallinen Zustand ist, ist sie durchsichtig, was 1 bedeutet. Wenn die Verbindung in einen amorphen Zustand schmilzt, wird sie undurchsichtig und nicht reflektierend, was bedeutet<\/a><\/noindex> 0 bedeutet. Somit k\u00f6nnten wir unser Datenbyte als 01001010 aufzeichnen.<\/p>\n

DVDs haben letztendlich den Gro\u00dfteil des Marktes von CD-RWs eingenommen.<\/p>\n

1999<\/h2>\n

\nLassen Sie uns ins Jahr 1999 zur\u00fcckblicken, als IBM die kleinsten Festplatten der Welt vorstellte: die IBM-Mikrodisketten mit 170 und 340 MB. Diese kompakten Festplatten ma\u00dfen lediglich 2,54 cm und waren f\u00fcr die Installation in CompactFlash Type II-Slots vorgesehen. Es war geplant, ein Ger\u00e4t zu entwickeln, das wie CompactFlash, jedoch mit h\u00f6herer Speicherkapazit\u00e4t, verwendet wird. Bald wurden sie jedoch durch USB-Sticks und sp\u00e4ter durch gr\u00f6\u00dfere CompactFlash-Karten ersetzt, die nach und nach verf\u00fcgbar wurden. Wie andere Festplatten waren die Mikrodisketten mechanisch und enthielten kleine rotierende Scheiben.<\/p>\n

2000<\/h2>\n

\nEin Jahr sp\u00e4ter, im Jahr 2000, wurden USB-Sticks vorgestellt. Diese Speichermedien bestanden aus Flash-Speicher und waren in einem kompakten Formfaktor mit USB-Schnittstelle untergebracht. Je nach der verwendeten USB-Version konnte die Geschwindigkeit variieren. USB 1.1 ist auf 1,5 Megabit pro Sekunde begrenzt, w\u00e4hrend USB 2.0 35 Megabit pro Sekunde verarbeiten kann. der Sekunde<\/a><\/noindex>, und USB 3.0 bietet eine \u00dcbertragungsrate von 625 Megabit pro Sekunde. Die ersten USB 3.1 Typ C Speicherger\u00e4te wurden im M\u00e4rz 2015 angek\u00fcndigt und hatten eine Lese-\/Schreibgeschwindigkeit von 530 Megabit pro Sekunde. Im Gegensatz zu Disketten und optischen Datentr\u00e4gern sind USB-Ger\u00e4te schwieriger zu zerkratzen, bieten jedoch die gleichen M\u00f6glichkeiten zur Datenspeicherung sowie zum \u00dcbertragen und Sichern von Dateien. Disketten- und CD-Laufwerke wurden schnell von USB-Ports verdr\u00e4ngt.<\/p>\n

2005<\/h2>\n

\n\"Das
\n
\nIm Jahr 2005 begannen Festplattenhersteller (HDD) mit der Lieferung von Produkten, die die senkrechte magnetische Aufzeichnung, oder PMR, verwenden. Interessanterweise geschah dies zur gleichen Zeit, als der iPod Nano die Verwendung von Flash-Speicher anstelle der 1-Zoll-Festplatten im iPod Mini bekannt gab.<\/p>\n

Eine typische Festplatte enth\u00e4lt eine oder mehrere Festplatten, die mit einer magnetempfindlichen Schicht aus winzigen magnetischen K\u00f6rnern beschichtet sind. Daten werden aufgezeichnet, wenn der magnetische Schreibkopf \u00fcber die rotierende Platte hinwegf\u00e4hrt. Dies \u00e4hnelt sehr einem traditionellen Plattenspieler, mit dem Unterschied, dass die Nadel beim Plattenspieler physischen Kontakt mit der Platte hat. W\u00e4hrend sich die Platten drehen, erzeugt die Luft, die mit ihnen in Kontakt kommt, einen leichten Luftzug. \u00c4hnlich wie die Luft am Fl\u00fcgel eines Flugzeugs Auftrieb erzeugt, erzeugt die Luft Auftrieb auf dem Kopf der aerodynamischen Oberfl\u00e4che. der Plattenkopf<\/a><\/noindex>. Der Kopf \u00e4ndert schnell die Magnetisierung eines magnetischen Bereichs der K\u00f6rner, sodass sein magnetischer Pol nach oben oder unten zeigt, was 1 oder 0 bedeutet.
\n\u00a0
\nDer Vorg\u00e4nger der PMR war die longitudinale magnetische Aufzeichnung, oder LMR. Die Schreibdichte der PMR kann die Schreibdichte der LMR um mehr als das Dreifache \u00fcbertreffen. Der Hauptunterschied zwischen PMR und LMR besteht darin, dass die Struktur der K\u00f6rner und die magnetische Ausrichtung der gespeicherten Daten auf PMR-Medien s\u00e4ulenartig und nicht longitudinal sind. PMR bietet eine bessere thermische Stabilit\u00e4t und ein verbessertes Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis (SNR) dank einer besseren K\u00f6rnertrennung und Gleichm\u00e4\u00dfigkeit. Zudem zeichnet sich PMR durch eine verbesserte Schreibf\u00e4higkeit aus, die auf st\u00e4rkere Feldk\u00f6pfe und eine bessere magnetische Ausrichtung des Mediums zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Wie auch die LMR basieren die grundlegenden Einschr\u00e4nkungen der PMR auf der thermischen Stabilit\u00e4t der von Magneten aufgezeichneten Datenbits und der Notwendigkeit, ein ausreichendes SNR f\u00fcr das Lesen der gespeicherten Informationen zu haben.<\/p>\n

2007<\/h2>\n

\nIm Jahr 2007 wurde die Einf\u00fchrung der ersten 1-TB-Festplatte von Hitachi Global Storage Technologies angek\u00fcndigt. Die Hitachi Deskstar 7K1000 verwendete f\u00fcnf 3,5-Zoll-Platten mit jeweils 200 Gigabyte und drehte sich mit einer Geschwindigkeit von 7200<\/a><\/noindex> U\/min. Dies stellt einen erheblichen Vorteil im Vergleich zur weltweit ersten Festplatte, der IBM RAMAC 350, dar, deren Kapazit\u00e4t etwa 3,75 Megabyte betrug. Oh, wie weit wir in 51 Jahren gekommen sind! Aber warten Sie, da ist noch mehr.<\/p>\n

2009<\/h2>\n

\nIm Jahr 2009 begannen die technischen Arbeiten zur Schaffung eines energieunabh\u00e4ngigen Schnellrahmens, oder NVMe<\/a><\/noindex>. Nicht-fl\u00fcchtiger Speicher (NVM) ist eine Art von Speicher, der Daten dauerhaft speichern kann, im Gegensatz zu fl\u00fcchtigem Speicher, der eine kontinuierliche Stromversorgung ben\u00f6tigt, um Daten zu behalten. NVMe erf\u00fcllt das Bed\u00fcrfnis nach einer skalierbaren Host-Controller-Schnittstelle f\u00fcr Peripherieger\u00e4te, die auf Halbleiterspeichermedien basieren und die PCIe-Technologie unterst\u00fctzen, was sich im Namen NVMe widerspiegelt. \u00dcber 90 Unternehmen sind in die Arbeitsgruppe zur Entwicklung des Projekts eingetreten. Dies basierte auf den Ergebnissen der Arbeiten zur Definition der Schnittstellenspezifikation f\u00fcr nicht-fl\u00fcchtigen Speicher-Host-Controller (NVMHCIS). Die besten NVMe-Laufwerke k\u00f6nnen derzeit etwa 3500 Megabyte pro Sekunde beim Lesen und 3300 Megabyte pro Sekunde beim Schreiben verarbeiten. Ein Byte Daten j, mit dem wir begonnen haben, kann sehr schnell aufgezeichnet werden im Vergleich zu ein paar Minuten manuellem Flechten von Seilspeicher f\u00fcr den Apollo Guidance Computer.<\/p>\n

Gegenwart und Zukunft<\/h2>\n

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Storage Class Memory<\/h3>\n

\nJetzt, da wir eine Zeitreise gemacht haben (haha!), werfen wir einen Blick auf den aktuellen Stand des Speicher-Systems Storage Class Memory. SCM ist wie NVM best\u00e4ndig, bietet jedoch eine Leistung, die mit der Hauptspeicherleistung gleichwertig oder \u00fcberlegen ist, und dar\u00fcber hinaus Byteadressierbarkeit<\/a><\/noindex>. Das Ziel von SCM besteht darin, einige der heutigen Cache-Probleme zu l\u00f6sen, wie die geringe Dichte von statischem Random-Access-Speicher (SRAM). Mit dynamischem RAM (DRAM) k\u00f6nnen wir eine bessere Dichte erreichen, aber das geschieht auf Kosten eines langsameren Zugriffs. DRAM leidet auch unter dem Bedarf an konstantem Strom, um den Speicher zu aktualisieren. Lassen Sie uns das etwas n\u00e4her betrachten. Strom ist erforderlich, da die elektrische Ladung in den Kondensatoren allm\u00e4hlich entweicht; ohne Eingreifen gehen die Daten auf dem Chip bald verloren. Um ein solches Entweichen zu verhindern, ben\u00f6tigt DRAM eine externe Speicheraktualisierungsschaltung, die periodisch die Daten in den Kondensatoren neu schreibt, um sie auf die urspr\u00fcngliche Ladung zur\u00fcckzusetzen.<\/p>\n

Phasenwechsel-Speicher (Phase-change memory, PCM)<\/h3>\n

\nFr\u00fcher haben wir betrachtet, wie sich die Phase f\u00fcr CD-RW \u00e4ndert. PCM ist \u00e4hnlich. Das Material f\u00fcr die Phasen\u00e4nderung ist in der Regel Ge-Sb-Te, auch bekannt als GST, das in zwei verschiedenen Zust\u00e4nden existieren kann: amorph und kristallin. Der amorphe Zustand hat einen h\u00f6heren Widerstand, der 0 anzeigt, w\u00e4hrend der kristalline Zustand 1 anzeigt. Indem man den Daten Werte zuweist, die den Zwischenspr\u00fcngen zwischen den Widerst\u00e4nden entsprechen, kann PCM verwendet werden, um mehrere Zust\u00e4nde in Form von zu speichern. MLC<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Spin-Transfer Torque Random Access Memory (STT-RAM)<\/h3>\n

\nSTT-RAM besteht aus zwei ferromagnetischen, permanenten Magnetschichten, die durch ein Dielektrikum getrennt sind, das hei\u00dft, einem Isolator, der elektrische Energie \u00fcbertragen kann, ohne zu leiten. Es speichert Bits von Daten, die auf der Differenz der magnetischen Ausrichtungen basieren. Eine der magnetischen Schichten, die als feste Schicht bezeichnet wird, hat eine feste magnetische Ausrichtung, w\u00e4hrend die andere Schicht, die als freie Schicht bezeichnet wird, eine magnetische Ausrichtung hat, die durch den flie\u00dfenden Strom gesteuert wird. F\u00fcr die 1 richten sich die Magnetisierungsrichtungen der beiden Schichten aus. F\u00fcr die 0 haben beide Schichten entgegengesetzte magnetische Richtungen.<\/p>\n

Resistive Random Access Memory (ReRAM)
\nEine ReRAM-Zelle besteht aus zwei metallischen Elektroden, die durch eine Oxidschicht voneinander getrennt sind. \u00c4hnlich wie beim Design des Masuoka-Flashspeichers dringen die Elektronen durch die Oxidschicht ein und bleiben in den schwebenden Toren stecken oder umgekehrt. Bei der Verwendung von ReRAM wird der Zustand der Zelle jedoch auf der Grundlage der Konzentration von freiem Sauerstoff in der Oxidschicht des Metalls bestimmt.<\/p>\n

Trotz der vielversprechenden Technologien gibt es dennoch Nachteile. PCM und STT-RAM weisen eine hohe Schreibverz\u00f6gerung auf. Die Verz\u00f6gerungen bei PCM sind zehnmal h\u00f6her als bei DRAM, w\u00e4hrend sie bei STT-RAM zehnmal h\u00f6her als bei SRAM sind. PCM und ReRAM haben eine Begrenzung f\u00fcr die Dauer des Schreibens, bevor schwerwiegende Fehler auftreten, was bedeutet, dass das Speicherelement bei einem bestimmten Wert h\u00e4ngen bleibt.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Im August 2015 k\u00fcndigte Intel die Einf\u00fchrung von Optane an, einem Produkt, das auf 3DXPoint basiert. Optane behauptet, eine Leistung zu bieten, die 1000-mal h\u00f6her ist als die von NAND-Flash-Laufwerken, w\u00e4hrend der Preis vier- bis f\u00fcnfmal h\u00f6her ist als der von Flash-Speicher. Optane ist der Beweis daf\u00fcr, dass SCM nicht nur eine experimentelle Technologie ist. Es wird interessant sein, die Entwicklung dieser Technologien zu beobachten.<\/p>\n

Festplatten (HDD)<\/h2>\n

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Helium-Festplatte (HHDD)<\/h3>\n

\nEine Helium-Festplatte ist eine gro\u00dfe Festplatte (HDD), die mit Helium gef\u00fcllt und w\u00e4hrend der Produktion hermetisch verschlossen wird. Wie andere Festplatten auch, ist sie, wie bereits erw\u00e4hnt, \u00e4hnlich einem Plattenspieler mit rotierender Magnetplatte. Typische Festplatten enthalten einfach Luft in ihrem Innenraum, jedoch verursacht diese Luft einen gewissen Widerstand beim Drehen der Platten.<\/p>\n

Heliumballons fliegen, weil Helium leichter als Luft ist. Tats\u00e4chlich hat Helium nur 1\/7 der Dichte von Luft, was die Bremskraft beim Rotieren der Platten verringert und somit den Energiebedarf f\u00fcr das Drehen der Scheiben reduziert. Diese Eigenschaft ist jedoch sekund\u00e4r; das Hauptmerkmal von Helium besteht darin, dass es die M\u00f6glichkeit bietet, 7 Platten im gleichen Formfaktor zu verpacken, der normalerweise nur 5 aufnehmen konnte. Wenn wir an die Analogie mit dem Fl\u00fcgel unseres Flugzeugs denken, ist dies der ideale Vergleich. Da Helium den Widerstand verringert, wird Turbulenz ausgeschlossen.<\/p>\n

Es ist auch bekannt, dass Heliumballons nach einigen Tagen absinken, da das Helium entweicht. Dasselbe gilt f\u00fcr Speicherlaufwerke. Es hat Jahre gedauert, bis die Hersteller einen Beh\u00e4lter entwickeln konnten, der den Heliumaustritt aus dem Formfaktor w\u00e4hrend der gesamten Lebensdauer des Laufwerks verhindert. Das Unternehmen Backblaze hat Experimente durchgef\u00fchrt und herausgefunden, dass die j\u00e4hrliche Fehlerrate von Heliumfestplatten 1,03 % betrug, w\u00e4hrend sie bei Standardlaufwerken 1,06 % betrug. Nat\u00fcrlich ist dieser Unterschied so gering, dass man daraus keine ernsthafte Schlussfolgerung ziehen kann. recht schwierig<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Ein mit Helium gef\u00fcllter Formfaktor kann eine Festplatte enthalten, die entweder mit der oben genannten PMR-Technologie oder mit microwave-assisted magnetic recording (MAMR) oder heat-assisted magnetic recording (HAMR) verkapselt ist. Jede magnetische Datenspeichertechnologie kann mit Helium anstelle von Luft kombiniert werden. Im Jahr 2014 kombinierte HGST zwei fortschrittliche Technologien in ihrer 10 TB Heliumfestplatte, die eine host-gesteuerte schindelartige magnetische Aufzeichnung oder Shingled Magnetic Recording (SMR) verwendete. Lassen Sie uns kurz auf SMR eingehen und dann MAMR und HAMR betrachten.<\/p>\n

Technologie der schuppigen magnetischen Aufzeichnung<\/h3>\n

\nZuvor haben wir die senkrechte magnetische Aufzeichnung (PMR) betrachtet, die dem SMR vorausging. Im Gegensatz zu PMR schreibt SMR neue Spuren, die einen Teil der zuvor aufgezeichneten magnetischen Spur \u00fcberdecken. Dadurch wird die vorherige Spur schmaler, was eine h\u00f6here Spurendichte erm\u00f6glicht. Der Name der Technologie stammt daher, dass die \u00fcberlappenden Spuren sehr \u00e4hnlich wie Dachziegelreihen aussehen.<\/p>\n

SMR f\u00fchrt zu einem viel komplizierteren Schreibprozess, da beim Schreiben auf eine Spur die benachbarte Spur \u00fcberschrieben wird. Dies tritt nicht auf, wenn die Unterlage der Festplatte leer ist und die Daten sequenziell sind. Doch sobald Sie auf eine Reihe von Spuren schreiben, die bereits Daten enthalten, werden die bestehenden benachbarten Daten gel\u00f6scht. Wenn eine angrenzende Spur Daten enth\u00e4lt, muss sie neu geschrieben werden. Das ist ziemlich \u00e4hnlich wie bei NAND-Flash, \u00fcber das wir zuvor gesprochen haben.<\/p>\n

SMR-Ger\u00e4te erm\u00f6glichen es, diese Komplexit\u00e4t durch die Steuerung der Firmware zu verbergen, wodurch eine Benutzeroberfl\u00e4che entsteht, die jeder anderen Festplatte \u00e4hnelt. Auf der anderen Seite erlauben SMR-Ger\u00e4te, die vom Host gesteuert werden, ohne spezielle Anpassungen der Anwendungen und Betriebssysteme keine Nutzung dieser Festplatten. Der Host muss die Daten strikt sequenziell auf die Ger\u00e4te schreiben. Dabei ist die Leistung der Ger\u00e4te zu 100 % vorhersehbar. Seagate begann 2013 mit der Lieferung von SMR-Festplatten und behauptete, dass deren Dichte um 25 % \u00fcbersteigt<\/a><\/noindex> dichter als PMR ist.<\/p>\n

Mikrowellenunterst\u00fctzte magnetische Aufnahme (MAMR)<\/h3>\n

\nMicrowave-assisted magnetic recording (MAMR) ist eine Magnetse speichertechnologie, die Energie nutzt, die \u00e4hnlich wie bei HAMR (das wir sp\u00e4ter betrachten werden) ist. Ein wichtiger Bestandteil von MAMR ist der Spin Torque Oscillator (STO) oder \"Spin-Drehgenerator\". Der STO befindet sich in unmittelbarer N\u00e4he zum Schreibkopf. Bei Anlegen eines Stroms im STO entsteht ein kreisf\u00f6rmiges elektromagnetisches Feld mit einer Frequenz von 20-40 GHz durch die Polarisation der Elektronenspin.<\/p>\n

Bei der Einwirkung eines solchen Feldes in einem Ferromagneten, der f\u00fcr MAMR verwendet wird, kommt es zu Resonanzen, die die Pr\u00e4zession der magnetischen Momente der Dom\u00e4nen in diesem Feld verursachen. Im Grunde wird das magnetische Moment von seiner Achse abgelenkt, und um seine Richtung (Umkehrung) zu \u00e4ndern, ben\u00f6tigt der Lesekopf erheblich weniger Energie.<\/p>\n

Der Einsatz der MAMR-Technologie erm\u00f6glicht es, ferromagnetische Materialien mit h\u00f6herer Koerzitivkraft zu verwenden. Dies bedeutet, dass die Gr\u00f6\u00dfe der magnetischen Dom\u00e4nen verringert werden kann, ohne den superparamagnetischen Effekt zu riskieren. Der STO-Generator hilft dabei, die Gr\u00f6\u00dfe des Lesekopfes zu reduzieren, was es erm\u00f6glicht, Informationen auf kleiner dimensionierte magnetische Dom\u00e4nen zu speichern und somit die Datendichte zu erh\u00f6hen.<\/p>\n

Das Unternehmen Western Digital, auch bekannt als WD, stellte diese Technologie im Jahr 2017 vor. Bald darauf, im Jahr 2018, unterst\u00fctzte das Unternehmen Toshiba diese Technologie. W\u00e4hrend WD und Toshiba mit der Entwicklung der MAMR-Technologie besch\u00e4ftigt sind, setzt Seagate auf HAMR.<\/p>\n

Thermomagnetische Aufnahme (HAMR)<\/h3>\n

\nDie w\u00e4rmeassistierte magnetische Aufzeichnung (HAMR) ist eine energieeffiziente magnetische Datenspeichertechnologie, die es erm\u00f6glicht, die Datenmenge, die auf einem magnetischen Medium, wie beispielsweise einer Festplatte, gespeichert werden kann, erheblich zu erh\u00f6hen. Dies geschieht durch den Einsatz von W\u00e4rme, die durch einen Laser zugef\u00fchrt wird, um die Daten auf die Oberfl\u00e4che des Festplattensubstrats zu schreiben. Durch die Erw\u00e4rmung k\u00f6nnen die Datenbits viel enger auf dem Datentr\u00e4ger platziert werden, was die Dichte und Kapazit\u00e4t der Daten erh\u00f6ht.<\/p>\n

Die Implementierung dieser Technologie ist recht komplex. Ein 200 mW Laser erhitzt schnell die<\/a><\/noindex> Ein winziger Bereich von bis zu 400 \u00b0C vor dem Schreiben, ohne die anderen Daten auf der Festplatte zu st\u00f6ren oder zu besch\u00e4digen. Der Heiz-, Schreib- und K\u00fchlprozess muss in weniger als einer Nanosekunde abgeschlossen sein. Um diese Herausforderungen zu bew\u00e4ltigen, war die Entwicklung von nanoskaligen Oberfl\u00e4chenplasmons erforderlich, auch bekannt als Oberfl\u00e4chenlaser, anstelle einer direkten Laserheizung, sowie neuer Glasplatten und temperaturregulierender Beschichtungen, die schnelles punktuelles Heizen ohne Besch\u00e4digung des Schreibkopfs oder benachbarter Daten erm\u00f6glichen, sowie verschiedene andere technische Probleme, die \u00fcberwunden werden mussten.<\/p>\n

Trotz zahlreicher skeptischer \u00c4u\u00dferungen demonstrierte Seagate diese Technologie erstmals im Jahr 2013. Die ersten Festplatten wurden 2018 ausgeliefert.<\/p>\n

Filmende, spule zum Anfang!<\/h2>\n

\nWir begannen im Jahr 1951 und schlie\u00dfen den Artikel mit einem Blick in die Zukunft der Datenspeichertechnologie ab. Datenspeicher haben sich im Laufe der Zeit stark ver\u00e4ndert: von Papierband \u00fcber metallische und magnetische Speicher, Seil-Speicher, rotierende Platten, optische Disks, Flash-Speicher und andere. Im Zuge des Fortschritts entstanden schnellere, kompaktere und leistungsf\u00e4higere Speichermedien.<\/p>\n

Wenn man NVMe mit dem metallischen Band UNISERVO aus dem Jahr 1951 vergleicht, kann NVMe 486.111 % mehr Daten pro Sekunde lesen. Im Vergleich zu meinen Kindheitserinnerungen, den Zip-Disks, kann NVMe 213.623 % mehr Daten pro Sekunde lesen.<\/p>\n

Das Einzige, was konstant bleibt, ist die Verwendung von 0 und 1. Die Methoden, mit denen wir dies tun, variieren erheblich. Ich hoffe, dass Sie das n\u00e4chste Mal, wenn Sie eine CD-RW mit Songs f\u00fcr einen Freund brennen oder ein Heimvideo im Optical Disc Archive speichern, daran denken, wie die reflektierende Oberfl\u00e4che den Wert in 0 \u00fcbersetzt, w\u00e4hrend eine nicht reflektierende Oberfl\u00e4che ihn in 1 verwandelt. Oder wenn Sie ein Mixtape auf eine Kassette aufnehmen, denken Sie daran, dass dies eng mit dem Datasette zusammenh\u00e4ngt, das im Commodore PET verwendet wurde. Vergessen Sie schlie\u00dflich nicht, freundlich zu sein und zur\u00fcckzuspulen.<\/p>\n

Danke Robert Mustakki<\/a><\/noindex> und Rick Alterra<\/a><\/noindex> f\u00fcr die Leckereien (ich kann einfach nicht anders) w\u00e4hrend des gesamten Artikels!<\/p>\n

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