მონაცემთა ბაიტის სიცოცხლე

ნებისმიერი ღრუბლოვანი პროვაიდერი გთავაზობთ მონაცემთა შენახვის სერვისებს. ეს შეიძლება იყოს ცივი და ცხელი სათავსოები, ყინულის ცივი და ა.შ. ღრუბელში ინფორმაციის შენახვა საკმაოდ მოსახერხებელია. მაგრამ როგორ ინახებოდა მონაცემები რეალურად 10, 20, 50 წლის წინ? Cloud4Y-მა თარგმნა საინტერესო სტატია, რომელიც სწორედ ამაზეა საუბარი.

მონაცემთა ბაიტის შენახვა შესაძლებელია სხვადასხვა გზით, რადგან მუდმივად ჩნდება ახალი, უფრო მოწინავე და სწრაფი შენახვის მედია. ბაიტი არის ციფრული ინფორმაციის შენახვისა და დამუშავების ერთეული, რომელიც შედგება რვა ბიტისაგან. ერთი ბიტი შეიძლება შეიცავდეს 0 ან 1-ს.

პუნჩირებული ბარათების შემთხვევაში, ბიტი ინახება ბარათში ხვრელის არსებობა/არარსებობის სახით გარკვეულ ადგილას. თუ ცოტა შორს დავუბრუნდებით Babbage's Analytical Engine-ს, რეგისტრები, რომლებიც ინახავდნენ ნომრებს, იყო გადაცემათა კოლოფი. მაგნიტურ შესანახ მოწყობილობებში, როგორიცაა ფირები და დისკები, ცოტა წარმოდგენილია მაგნიტური ფილმის კონკრეტული უბნის პოლარობით. თანამედროვე დინამიური შემთხვევითი წვდომის მეხსიერებაში (DRAM), ბიტი ხშირად წარმოდგენილია როგორც ორ დონის ელექტრული მუხტი, რომელიც ინახება მოწყობილობაში, რომელიც ინახავს ელექტრო ენერგიას ელექტრულ ველში. დატვირთული ან დატვირთული კონტეინერი ინახავს ცოტა მონაცემებს.

წლის ივნისში ვერნერ ბუხჰოლცი გამოიგონა სიტყვა byte ერთი სიმბოლოს დაშიფვრისთვის გამოყენებული ბიტების ჯგუფის აღსანიშნავად ტექსტი. მოდით ვისაუბროთ ცოტა სიმბოლოების კოდირებაზე. დავიწყოთ ინფორმაციის გაცვლის ამერიკული სტანდარტული კოდით, ან ASCII. ASCII დაფუძნებული იყო ინგლისურ ანბანზე, ამიტომ ყველა ასო, რიცხვი და სიმბოლო (az, AZ, 0-9, +, - , /, ",!, და ა.შ. ) წარმოდგენილი იყო როგორც 7-ბიტიანი მთელი რიცხვი 32-დან 127-მდე. ეს არ იყო ზუსტად "მეგობრული" სხვა ენებისთვის. სხვა ენების მხარდასაჭერად Unicode-მა გააფართოვა ASCII. Unicode-ში თითოეული სიმბოლო წარმოდგენილია როგორც კოდის წერტილი ან სიმბოლო, მაგალითად. j არის U+006A, სადაც U ნიშნავს უნიკოდს და შემდეგ თექვსმეტობით რიცხვს.

UTF-8 არის სიმბოლოების რვა ბიტის სახით წარმოდგენის სტანდარტი, რაც საშუალებას აძლევს თითოეული კოდის წერტილის 0-127 დიაპაზონში შეინახოს ერთ ბაიტში. თუ გავიხსენებთ ASCII-ს, ეს საკმაოდ ნორმალურია ინგლისური სიმბოლოებისთვის, მაგრამ სხვა ენის სიმბოლოები ხშირად გამოიხატება ორ ან მეტ ბაიტში. UTF-16 არის სტანდარტი სიმბოლოების 16 ბიტი სახით წარმოდგენისთვის, ხოლო UTF-32 არის სტანდარტი სიმბოლოების 32 ბიტი სახით წარმოდგენისთვის. ASCII-ში თითოეული სიმბოლო არის ბაიტი, მაგრამ უნიკოდში, რომელიც ხშირად მთლად სიმართლეს არ შეესაბამება, სიმბოლოს შეუძლია დაიკავოს 1, 2, 3 ან მეტი ბაიტი. სტატიაში გამოყენებული იქნება ბიტების სხვადასხვა ზომის დაჯგუფებები. ბიტების რაოდენობა ბაიტში იცვლება მედიის დიზაინის მიხედვით.

ამ სტატიაში ჩვენ ვიმოგზაურებთ დროში სხვადასხვა საცავის საშუალებით, რათა ჩავუღრმავდეთ მონაცემთა შენახვის ისტორიას. არავითარ შემთხვევაში არ დავიწყებთ ყოველი შემნახველი საშუალების ღრმა შესწავლას, რომელიც ოდესმე გამოიგონეს. ეს არის სახალისო საინფორმაციო სტატია, რომელიც არანაირად არ აცხადებს ენციკლოპედიურ მნიშვნელობას.

Დავიწყოთ. ვთქვათ, გვაქვს მონაცემთა ბაიტი შესანახად: ასო j, როგორც კოდირებული ბაიტი 6a, ან როგორც ორობითი 01001010. დროში მოგზაურობისას მონაცემთა ბაიტი გამოყენებული იქნება შენახვის რამდენიმე ტექნოლოგიაში, რომლებიც აღწერილი იქნება.

1951

ჩვენი ისტორია იწყება 1951 წელს UNIVAC UNISERVO ფირის დისკით UNIVAC 1 კომპიუტერისთვის. ეს იყო პირველი ფირის დრაივერი, რომელიც შეიქმნა კომერციული კომპიუტერისთვის. ზოლი გაკეთდა ნიკელ-მოოქროვილი ბრინჯაოს თხელი ზოლისგან, 12,65 მმ სიგანისა (ე.წ. Vicalloy) და თითქმის 366 მეტრი სიგრძის. ჩვენი მონაცემთა ბაიტები შეიძლება ინახებოდეს 7 სიმბოლო წამში ფირზე, რომელიც მოძრაობს 200 მეტრი წამში. ისტორიის ამ ეტაპზე, თქვენ შეგიძლიათ გაზომოთ შენახვის ალგორითმის სიჩქარე ფირზე გავლილი მანძილით.

1952

ერთი წლის წინ, 21 წლის 1952 მაისამდე, როდესაც IBM-მა გამოაცხადა თავისი პირველი მაგნიტური ფირის ერთეულის, IBM 726-ის გამოშვება. ჩვენი მონაცემთა ბაიტი ახლა შეიძლება გადავიდეს UNISERVO ლითონის ლენტიდან IBM მაგნიტურ ფირზე. ეს ახალი სახლი ძალიან მყუდრო აღმოჩნდა ჩვენი ძალიან მცირე ბაიტი მონაცემებისთვის, ვინაიდან ფირზე 2 მილიონამდე ციფრის შენახვაა შესაძლებელი. ეს 7 ბილიკიანი მაგნიტური ლენტი მოძრაობდა 1,9 მეტრი წამში, ბაუდის სიჩქარით 12. ციფრები ან 7500 პერსონაჟები (იმ დროს ეძახდნენ კოპირების ჯგუფებს) წამში. ცნობისთვის: ჰაბრეზე საშუალო სტატიას აქვს დაახლოებით 10 სიმბოლო.

IBM 726 ფირს ჰქონდა შვიდი ბილიკი, რომელთაგან ექვსი გამოიყენებოდა ინფორმაციის შესანახად, ხოლო ერთი პარიტეტის კონტროლისთვის. ერთი რგოლი იტევდა 400 მეტრამდე ლენტს 1,25 სმ სიგანით.მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე თეორიულად აღწევდა 12,5 ათას სიმბოლოს წამში; ჩაწერის სიმკვრივეა 40 ბიტი სანტიმეტრზე. ეს სისტემა იყენებდა „ვაკუუმ არხის“ მეთოდს, რომლის დროსაც ფირის მარყუჟი ორ წერტილს შორის ბრუნავდა. ამან საშუალება მისცა ფირზე დაწყებულიყო და გაჩერებულიყო წამის ნაწილში. ეს მიიღწევა ლენტის კოჭებსა და წაკითხვის/ჩაწერის თავებს შორის გრძელი ვაკუუმის სვეტების განთავსებით, რათა აღიქვას ფირზე დაძაბულობის უეცარი მატება, რომლის გარეშეც ლენტი ჩვეულებრივ იშლება. მოსახსნელი პლასტმასის რგოლი ფირის ბორბლის უკანა მხარეს უზრუნველყოფს ჩაწერის დაცვას. ლენტის ერთ რგოლს შეუძლია შეინახოს დაახლოებით 1,1 მეგაბაიტი.

გახსოვდეთ VHS ფირები. რა უნდა გაგეკეთებინა ფილმის ხელახლა სანახავად? გადაახვიეთ ლენტი! რამდენჯერ დაგიტრიალეთ ფანქარზე თქვენი პლეერისთვის კასეტა, რომ არ დახარჯოთ ბატარეები და არ მიიღოთ დახეული ან გაჭედილი ლენტი? იგივე შეიძლება ითქვას კომპიუტერებისთვის გამოყენებულ ფირებზე. პროგრამებს არ შეეძლოთ მხოლოდ ფირზე გადახტომა ან მონაცემების შემთხვევითი წვდომა, მათ შეეძლოთ მონაცემების მკაცრად თანმიმდევრული წაკითხვა და ჩაწერა.

1956

1956 წლამდე რამდენიმე წლით ადრე, და მაგნიტური დისკის შენახვის ერა დაიწყო IBM-ის მიერ RAMAC 305 კომპიუტერული სისტემის დასრულებით, რომელიც ზელერბახის ქაღალდმა მიაწოდა. FRISCO. ეს კომპიუტერი იყო პირველი, რომელმაც გამოიყენა მყარი დისკი მოძრავი თავით. RAMAC დისკის დისკი შედგებოდა ორმოცდაათი მაგნიტიზებული ლითონის ფირფიტისგან 60,96 სმ დიამეტრით, რომელსაც შეუძლია შეინახოს დაახლოებით ხუთი მილიონი სიმბოლო მონაცემი, 7 ბიტი თითო სიმბოლოზე და ტრიალებს 1200 ბრუნი წუთში. შენახვის მოცულობა იყო დაახლოებით 3,75 მეგაბაიტი.

RAMAC საშუალებას აძლევდა რეალურ დროში წვდომას დიდი მოცულობის მონაცემებზე, მაგნიტური ლენტის ან პუნჩირებული ბარათებისგან განსხვავებით. IBM-მა გამოაცხადა RAMAC, როგორც 64-ის ექვივალენტის შესანახად დარტყმული ბარათები. ადრე, RAMRAC-მა შემოიტანა ტრანზაქციების მუდმივი დამუშავების კონცეფცია, როგორც ისინი ხდებიან, რათა მონაცემების დაუყოვნებლივ მიღება შესაძლებელი იყო, სანამ ის ჯერ კიდევ ახალი იყო. RAMAC-ში ჩვენს მონაცემებზე წვდომა უკვე შესაძლებელია 100 სიჩქარით ბიტი წამში. ადრე ფირის გამოყენებისას თანმიმდევრული მონაცემების ჩაწერა და წაკითხვა გვიწევდა და შემთხვევით არ შეგვეძლო ფირის სხვადასხვა ნაწილზე გადახტომა. რეალურ დროში შემთხვევითი წვდომა მონაცემებზე მართლაც რევოლუციური იყო იმ დროს.

1963

მოდით სწრაფად გადავიდეთ 1963 წლამდე, როდესაც DECtape დაინერგა. სახელი მომდინარეობს Digital Equipment Corporation-დან, რომელიც ცნობილია როგორც DEC. DECtape იყო იაფი და საიმედო, ამიტომ გამოიყენებოდა DEC კომპიუტერების მრავალ თაობაში. ეს იყო 19 მმ ლენტი, ლამინირებული და მოთავსებული მაილარის ორ ფენას შორის ოთხ დიუმიან (10,16 სმ) რგოლზე.

მისი მძიმე, მოცულობითი წინამორბედებისგან განსხვავებით, DECtape-ის ტარება შესაძლებელია ხელით. ამან ის შესანიშნავი ვარიანტი გახადა პერსონალური კომპიუტერებისთვის. 7-ტრეკიანი ანალოგებისგან განსხვავებით, DECtape-ს ჰქონდა 6 ​​მონაცემთა ბილიკი, 2 საჩვენებელი ბილიკი და 2 საათის იმპულსებისთვის. მონაცემები ჩაწერილი იყო 350 ბიტი ინჩზე (138 ბიტი სმზე). ჩვენი მონაცემთა ბაიტი, რომელიც არის 8 ბიტი, მაგრამ შეიძლება გაფართოვდეს 12-მდე, შეიძლება გადავიდეს DECtape-ზე 8325 12-ბიტიანი სიტყვით წამში, ფირის სიჩქარით 93 (±12) ინჩით ერთი წამი მომეცი. ეს არის 8%-ით მეტი ციფრი წამში, ვიდრე UNISERVO ლითონის ფირზე 1952 წელს.
 

1967

ოთხი წლის შემდეგ, 1967 წელს, IBM-ის პატარა გუნდმა დაიწყო მუშაობა IBM ფლოპი დისკზე, კოდური სახელით. მინინო. შემდეგ გუნდს დაევალა მიკროკოდების ჩასატვირთად საიმედო და იაფი ხერხის შემუშავება მეინფრეიმები IBM System/370. პროექტი შემდგომში გადაკეთდა და დანიშნულ იქნა მიკროკოდის ჩასატვირთად IBM 3330 პირდაპირი წვდომის შენახვის ობიექტის კონტროლერში, კოდური სახელწოდებით Merlin.

ჩვენი ბაიტი ახლა შეიძლება ინახებოდეს მხოლოდ წასაკითხად 8-დიუმიან Mylar დისკებზე, რომლებიც ცნობილია როგორც ფლოპი დისკები. გამოშვების დროს პროდუქტს ერქვა IBM 23FD Floppy Disk Drive System. დისკებს შეეძლოთ 80 კილობაიტი მონაცემების შენახვა. მყარი დისკებისგან განსხვავებით, მომხმარებელს შეუძლია ადვილად გადაიტანოს ფლოპი დისკი დამცავ გარსში ერთი დისკიდან მეორეზე. მოგვიანებით, 1973 წელს, IBM-მ გამოუშვა წაკითხვის/ჩაწერის ფლოპი დისკი, რომელიც შემდეგ გახდა ინდუსტრიული. სტანდარტული.
 

1969

 1969 წელს Apollo Guidance Computer (AGC) საბაგირო მეხსიერებით გაუშვეს Apollo 11 კოსმოსურ ხომალდზე, რომელმაც ამერიკელი ასტრონავტები მთვარეზე და უკან გადაიყვანა. ეს საბაგირო მეხსიერება დამზადებულია ხელით და იტევდა 72 კილობაიტ მონაცემს. თოკის მეხსიერების წარმოება იყო შრომატევადი, ნელი და საჭიროებდა ქსოვის მსგავს უნარებს; შეიძლება დასჭირდეს თვეები. მაგრამ ეს იყო სწორი ინსტრუმენტი იმ დროისთვის, როდესაც მნიშვნელოვანი იყო მაქსიმუმის მორგება მკაცრად შეზღუდულ სივრცეში. როდესაც მავთულმა გაიარა ერთ-ერთ წრიულ ძაფზე, იგი წარმოადგენდა 1-ს. მავთული, რომელიც გადიოდა ძაფზე, წარმოადგენს 0-ს. ჩვენი მონაცემთა ბაიტი სთხოვდა ადამიანს რამდენიმე წუთის ჩაქსოვას თოკში.

1977

1977 წელს გამოვიდა Commodore PET, პირველი (წარმატებული) პერსონალური კომპიუტერი. PET-მა გამოიყენა Commodore 1530 Datasette, რაც ნიშნავს მონაცემებს პლუს კასეტას. PET-მა გადააქცია მონაცემები ანალოგურ აუდიო სიგნალებად, რომლებიც შემდეგ ინახებოდა კასეტები. ამან მოგვცა საშუალება შეგვექმნა ეკონომიური და საიმედო შენახვის გადაწყვეტა, თუმცა ძალიან ნელი. ჩვენი მცირე ბაიტი მონაცემები შეიძლება გადაიცეს დაახლოებით 60-70 ბაიტი თითო სიჩქარით ერთი წამი მომეცი. კასეტებს შეეძლოთ დაახლოებით 100 კილობაიტი 30 წუთის მანძილზე, თითო ფირზე ორი გვერდით. მაგალითად, კასეტის ერთ მხარეს იტევს დაახლოებით ორი 55 KB სურათი. მონაცემთა ნაკრები ასევე გამოიყენებოდა Commodore VIC-20 და Commodore 64-ში.

1978

ერთი წლის შემდეგ, 1978 წელს MCA-მ და Philips-მა წარადგინეს LaserDisc სახელწოდებით "Discovision". Jaws იყო პირველი ფილმი, რომელიც გაიყიდა LaserDisc-ზე შეერთებულ შტატებში. მისი აუდიო და ვიდეო ხარისხი ბევრად უკეთესი იყო, ვიდრე მისი კონკურენტები, მაგრამ ლაზერული დისკი ძალიან ძვირი იყო მომხმარებლების უმეტესობისთვის. ლაზერული დისკის ჩაწერა ვერ მოხერხდა, განსხვავებით VHS ფირებისგან, რომლებზეც ადამიანები იწერდნენ სატელევიზიო პროგრამებს. ლაზერდისკები მუშაობდნენ ანალოგური ვიდეოთი, ანალოგური FM სტერეო აუდიო და პულსის კოდით მოდულაცია, ან PCM, ციფრული აუდიო. დისკებს ჰქონდათ დიამეტრი 12 ინჩი (30,47 სმ) და შედგებოდა ორი ცალმხრივი ალუმინის დისკისგან, დაფარული პლასტმასით. დღეს LaserDisc ახსოვს, როგორც CD და DVD-ის საფუძველი.

1979

ერთი წლის შემდეგ, 1979 წელს, ალან შუგარტმა და ფინის კონერმა დააარსეს Seagate Technology იმ იდეით, რომ მყარი დისკი 5 ¼ დიუმიანი ფლოპი დისკის ზომამდე გაეზარდათ, რაც იმ დროს სტანდარტული იყო. მათი პირველი პროდუქტი 1980 წელს იყო Seagate ST506 მყარი დისკი, პირველი მყარი დისკი კომპაქტური კომპიუტერებისთვის. დისკზე იტევდა ხუთი მეგაბაიტი მონაცემი, რომელიც იმ დროს ხუთჯერ აღემატებოდა სტანდარტულ ფლოპი დისკს. დამფუძნებლებმა შეძლეს მიაღწიონ თავიანთ მიზანს, შეემცირებინათ დისკის ზომა 5¼ დიუმიანი ფლოპი დისკის ზომამდე. მონაცემთა შესანახი ახალი მოწყობილობა იყო ხისტი ლითონის ფირფიტა, რომელიც დაფარული იყო ორივე მხრიდან მაგნიტური მონაცემთა შესანახი მასალის თხელი ფენით. ჩვენი მონაცემთა ბაიტი შეიძლება გადაიტანოს დისკზე 625 კილობაიტი სიჩქარით ერთი წამი მომეცი. ეს არის დაახლოებით ასეთი GIF.

1981

რამდენიმე წლის წინ 1981 წლამდე, როდესაც Sony-მ წარმოადგინა პირველი 3,5 დიუმიანი ფლოპი დისკები. Hewlett-Packard გახდა ამ ტექნოლოგიის პირველი მიმწოდებელი 1982 წელს თავისი HP-150-ით. ამან გახადა 3,5 დიუმიანი ფლოპი დისკები ცნობილი და მისცა მათ ფართო გამოყენება მთელ მსოფლიოში. ინდუსტრია. ფლოპი დისკები იყო ცალმხრივი, ფორმატირებული ტევადობით 161.2 კილობაიტი და არაფორმატირებული ტევადობით 218.8 კილობაიტი. 1982 წელს გამოვიდა ორმხრივი ვერსია და Microfloppy Industry Committee (MIC) 23 მედია კომპანიის კონსორციუმმა დააფუძნა 3,5 დიუმიანი ფლოპის სპეციფიკაცია Sony-ს ორიგინალურ დიზაინზე, რითაც შეიტანა ფორმატი ისტორიაში, როგორც ჩვენ დღეს ვიცით. ჩვენ ვიცით. ახლა ჩვენი მონაცემთა ბაიტები შეიძლება ინახებოდეს ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული საცავის მედიის ადრეულ ვერსიაზე: 3,5 დიუმიანი ფლოპი დისკი. მოგვიანებით, წყვილი 3,5 დიუმიანი ფლოპი ორეგონის ბილიკი ჩემი ბავშვობის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი გახდა.

1984

ამის შემდეგ მალევე, 1984 წელს გამოცხადდა კომპაქტური დისკის მხოლოდ წაკითხული მეხსიერების (CD-ROM) გამოშვება. ეს იყო 550 მეგაბაიტიანი CD-ROM-ები Sony-სა და Philips-ისგან. ფორმატი წარმოიშვა ციფრული აუდიოს ან CD-DA დისკებისგან, რომლებიც გამოიყენებოდა მუსიკის გასავრცელებლად. CD-DA შეიქმნა Sony და Philips-ის მიერ 1982 წელს და ჰქონდა 74 წუთი ტევადობა. ლეგენდის თანახმად, როდესაც Sony და Philips მოლაპარაკებებს აწარმოებდნენ CD-DA სტანდარტზე, ოთხი ადამიანიდან ერთმა დაჟინებით მოითხოვა, რომ მას შეეძლო. შეიცავს მთელი მეცხრე სიმფონია. CD-ზე გამოშვებული პირველი პროდუქტი იყო გროლიერის ელექტრონული ენციკლოპედია, რომელიც გამოქვეყნდა 1985 წელს. ენციკლოპედია შეიცავდა ცხრა მილიონ სიტყვას, რომელიც იკავებს დისკზე არსებული სივრცის მხოლოდ 12%-ს, რაც არის 553. მბიბიტი. ჩვენ გვექნებოდა საკმარისზე მეტი ადგილი ენციკლოპედიისთვის და მონაცემთა ბაიტისთვის. მალევე, 1985 წელს, კომპიუტერული კომპანიები ერთად მუშაობდნენ დისკის დისკების სტანდარტის შესაქმნელად, რათა ნებისმიერ კომპიუტერს შეეძლო მათი წაკითხვა.

1984

ასევე 1984 წელს, ფუჯიო მასუოკამ შეიმუშავა ახალი ტიპის მცურავი კარიბჭის მეხსიერება, რომელსაც ეწოდება ფლეშ მეხსიერება, რომლის წაშლა და გადაწერა მრავალჯერ იყო შესაძლებელი.

მოდით გადავხედოთ ფლეშ მეხსიერებას მცურავი კარიბჭის ტრანზისტორის გამოყენებით. ტრანზისტორი არის ელექტრული კარიბჭე, რომელიც შეიძლება ჩართოთ და გამორთოთ ინდივიდუალურად. ვინაიდან თითოეული ტრანზისტორი შეიძლება იყოს ორ განსხვავებულ მდგომარეობაში (ჩართული და გამორთული), მას შეუძლია შეინახოს ორი განსხვავებული რიცხვი: 0 და 1. მცურავი კარიბჭე აღნიშნავს შუა ტრანზისტორს დამატებულ მეორე კარიბჭეს. ეს მეორე კარიბჭე იზოლირებულია თხელი ოქსიდის ფენით. ეს ტრანზისტორები იყენებენ მცირე ძაბვას, რომელიც გამოიყენება ტრანზისტორის კარიბჭეზე, რათა მიუთითოს ის ჩართულია თუ გამორთული, რაც თავის მხრივ ითარგმნება როგორც 0 ან 1.
 
მცურავი კარიბჭით, როდესაც ოქსიდის შრის მეშვეობით შესაბამისი ძაბვა ვრცელდება, მასში ელექტრონები მიედინება და ჭიშკარზე იჭედება. ამიტომ, მაშინაც კი, როდესაც ელექტროენერგია გამორთულია, ელექტრონები რჩება მათზე. როდესაც მცურავი კარიბჭეებზე ელექტრონები არ არის, ისინი წარმოადგენენ 1-ს, ხოლო როდესაც ელექტრონები ჩარჩენილია, ისინი წარმოადგენენ 0-ს. ამ პროცესის შებრუნება და ოქსიდის ფენის შესაბამისი ძაბვის საპირისპირო მიმართულებით გამოყენება იწვევს ელექტრონების გადინებას მცურავ კარიბჭეში. და აღადგინეთ ტრანზისტორი პირვანდელ მდგომარეობაში. ამიტომ უჯრედები პროგრამირებადი ხდება და არასტაბილური. ჩვენი ბაიტი შეიძლება დაპროგრამდეს ტრანზისტორში, როგორც 01001010, ელექტრონებით, ელექტრონებით ჩარჩენილი მცურავი კარიბჭეში ნულების წარმოსადგენად.

Masuoka-ს დიზაინი ოდნავ უფრო ხელმისაწვდომი, მაგრამ ნაკლებად მოქნილი იყო, ვიდრე ელექტროგადაშლილი PROM (EEPROM), რადგან საჭირო იყო უჯრედების რამდენიმე ჯგუფი, რომლებიც ერთად უნდა წაშლილიყო, მაგრამ ეს ასევე განაპირობებს მის სიჩქარეს.

იმ დროს მასუოკა Toshiba-ში მუშაობდა. საბოლოოდ ის წავიდა ტოჰოკუს უნივერსიტეტში სამუშაოდ, რადგან უკმაყოფილო იყო, რომ კომპანიამ არ დააჯილდოვა იგი სამუშაოსთვის. მასუოკამ Toshiba-ს უჩივლა და კომპენსაცია მოითხოვა. 2006 წელს მას გადაუხადეს 87 მილიონი იუანი, რაც 758 ათასი აშშ დოლარის ექვივალენტი იყო. ეს ჯერ კიდევ უმნიშვნელოა იმის გათვალისწინებით, თუ რამდენად გავლენიანი გახდა ფლეშ მეხსიერება ინდუსტრიაში.

სანამ ჩვენ ვსაუბრობთ ფლეშ მეხსიერებაზე, ასევე აღსანიშნავია, რა განსხვავებაა NOR და NAND ფლეშ მეხსიერებას შორის. როგორც უკვე ვიცით Masuoka-დან, ფლეშ ინახავს ინფორმაციას მეხსიერების უჯრედებში, რომლებიც შედგება მცურავი კარიბჭის ტრანზისტორებისგან. ტექნოლოგიების სახელები პირდაპირ კავშირშია მეხსიერების უჯრედების ორგანიზებასთან.

NOR ფლეშში მეხსიერების ცალკეული უჯრედები დაკავშირებულია პარალელურად, რათა უზრუნველყონ შემთხვევითი წვდომა. ეს არქიტექტურა ამცირებს მიკროპროცესორის ინსტრუქციებზე შემთხვევითი წვდომისთვის საჭირო წაკითხვის დროს. NOR ფლეშ მეხსიერება იდეალურია დაბალი სიმკვრივის აპლიკაციებისთვის, რომლებიც ძირითადად მხოლოდ წაკითხვადია. სწორედ ამიტომ CPU-ების უმეტესობა იტვირთება მათი firmware, ჩვეულებრივ NOR ფლეშ მეხსიერებიდან. მასუოკამ და მისმა კოლეგებმა გააცნეს NOR flash-ის გამოგონება 1984 წელს და NAND flash in 1987.

NAND Flash-ის დეველოპერებმა მიატოვეს შემთხვევითი წვდომის ფუნქცია მეხსიერების უჯრედის უფრო მცირე ზომის მისაღწევად. ეს იწვევს ჩიპის უფრო მცირე ზომას და თითო ბიტის დაბალ ღირებულებას. NAND ფლეშ მეხსიერების არქიტექტურა შედგება რვა ცალი მეხსიერების ტრანზისტორებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში. ეს აღწევს შენახვის მაღალ სიმკვრივეს, მეხსიერების უჯრედის უფრო მცირე ზომას და მონაცემთა უფრო სწრაფად ჩაწერას და წაშლას, რადგან მას შეუძლია მონაცემთა ბლოკების ერთდროულად დაპროგრამება. ეს მიიღწევა მონაცემთა გადაწერის მოთხოვნით, როდესაც ისინი თანმიმდევრულად არ იწერება და მონაცემები უკვე არსებობს ბლოკი.

1991

მოდით გადავიდეთ 1991 წელზე, როდესაც პროტოტიპი მყარი მდგომარეობის დისკი (SSD) შეიქმნა SanDisk-ის მიერ, მაშინ ცნობილი როგორც. SunDisk. დიზაინი აერთიანებს ფლეშ მეხსიერების მასივს, არასტაბილურ მეხსიერების ჩიპებს და ინტელექტუალურ კონტროლერს, რათა ავტომატურად აღმოაჩინოს და გამოასწოროს დეფექტური უჯრედები. დისკის მოცულობა იყო 20 მეგაბაიტი 2,5 დიუმიანი ფორმის ფაქტორით და მისი ღირებულება დაახლოებით $1000 იყო. ამ დისკს იყენებდა IBM კომპიუტერში ThinkPad.

1994

ბავშვობიდან ჩემი ერთ-ერთი საყვარელი საცავის მედია იყო Zip Disks. 1994 წელს Iomega-მ გამოუშვა Zip Disk, 100 მეგაბაიტიანი კარტრიჯი 3,5 დიუმიანი ფორმის ფაქტორით, დაახლოებით ოდნავ უფრო სქელი ვიდრე სტანდარტული 3,5 დიუმიანი დისკი. დისკების შემდგომ ვერსიებს შეეძლოთ 2 გიგაბაიტამდე შენახვა. ამ დისკების მოხერხებულობა იმაში მდგომარეობს, რომ ისინი იყვნენ ფლოპი დისკის ზომის, მაგრამ ჰქონდათ უფრო დიდი რაოდენობის მონაცემების შენახვის შესაძლებლობა. ჩვენი მონაცემთა ბაიტი შეიძლება დაიწეროს Zip დისკზე 1,4 მეგაბაიტი წამში. შედარებისთვის, იმ დროს იწერებოდა 1,44 მეგაბაიტი 3,5 დიუმიანი ფლოპი დისკი დაახლოებით 16 კილობაიტი წამში სიჩქარით. Zip დისკზე თავები კითხულობენ/წერენ მონაცემებს კონტაქტის გარეშე, თითქოს ზედაპირზე მაღლა დაფრინავს, რაც მყარი დისკის მუშაობის მსგავსია, მაგრამ განსხვავდება სხვა ფლოპი დისკების მუშაობის პრინციპისგან. Zip დისკები მალევე მოძველდა საიმედოობისა და ხელმისაწვდომობის პრობლემების გამო.

1994

იმავე წელს SanDisk-მა წარმოადგინა CompactFlash, რომელიც ფართოდ გამოიყენებოდა ციფრულ ვიდეოკამერებში. როგორც CD-ების შემთხვევაში, CompactFlash-ის სიჩქარე ეფუძნება "x" რეიტინგებს, როგორიცაა 8x, 20x, 133x და ა.შ. მონაცემთა გადაცემის მაქსიმალური სიჩქარე გამოითვლება ორიგინალური აუდიო CD-ის ბიტის სიჩქარის მიხედვით, 150 კილობაიტი წამში. გადაცემის სიჩქარე ჰგავს R = Kx150 kB/s, სადაც R არის გადაცემის სიჩქარე და K არის ნომინალური სიჩქარე. ასე რომ, 133x კომპაქტ ფლეშისთვის, ჩვენი მონაცემთა ბაიტი დაიწერება 133x150 კბ/წმ ან დაახლოებით 19 კბ/წმ ან 950 მბ/წმ. CompactFlash ასოციაცია დაარსდა 19,95 წელს, რომლის მიზანი იყო შეექმნა ინდუსტრიული სტანდარტი ფლეშ მეხსიერების ბარათებისთვის.

1997

რამდენიმე წლის შემდეგ, 1997 წელს, გამოვიდა კომპაქტური დისკი Rewritable (CD-RW). ეს ოპტიკური დისკი გამოიყენებოდა მონაცემთა შესანახად და ფაილების კოპირებისა და გადასატანად სხვადასხვა მოწყობილობებზე. CD-ების გადაწერა შესაძლებელია დაახლოებით 1000-ჯერ, რაც იმ დროისთვის არ იყო შემზღუდველი ფაქტორი, რადგან მომხმარებლები იშვიათად წერდნენ მონაცემებს.

CD-RW დაფუძნებულია ტექნოლოგიაზე, რომელიც ცვლის ზედაპირის არეკვლას. CD-RW-ის შემთხვევაში, ფაზური ძვრები სპეციალურ საფარში, რომელიც შედგება ვერცხლის, ტელურისა და ინდიუმისგან, იწვევს წაკითხული სხივის არეკვლის ან არამრეკლის უნარს, რაც ნიშნავს 0 ან 1. როდესაც ნაერთი კრისტალურ მდგომარეობაშია, გამჭვირვალე, რაც ნიშნავს 1. როდესაც ნაერთი დნება ამორფულ მდგომარეობაში, ხდება გაუმჭვირვალე და არაამრეკლი, რაც ნიშნავს 0. ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია დავწეროთ ჩვენი მონაცემთა ბაიტი, როგორც 01001010.

DVD-ებმა საბოლოოდ აიღეს CD-RW-ების ბაზრის წილის უმეტესი ნაწილი.

1999

მოდით გადავიდეთ 1999 წელს, როდესაც IBM-მა წარმოადგინა იმ დროისთვის მსოფლიოში ყველაზე პატარა მყარი დისკები: IBM 170MB და 340MB მიკროდრაივები. ეს იყო პატარა 2,54 სმ მყარი დისკები, რომლებიც შექმნილია CompactFlash Type II სლოტებში. იგეგმებოდა ისეთი მოწყობილობის შექმნა, რომელიც გამოიყენებოდა კომპაქტ ფლეშის მსგავსად, მაგრამ მეხსიერების უფრო დიდი ტევადობით. თუმცა, ისინი მალე შეცვალეს USB ფლეშ დრაივებით და შემდეგ უფრო დიდი CompactFlash ბარათებით, როგორც კი ხელმისაწვდომი გახდა. სხვა მყარი დისკების მსგავსად, მიკროდრაივები იყო მექანიკური და შეიცავდა პატარა მბრუნავ დისკებს.

2000

ერთი წლის შემდეგ, 2000 წელს, USB ფლეშ დრაივები დაინერგა. დისკები შედგებოდა ფლეშ მეხსიერებისგან, რომელიც ჩასმული იყო პატარა ფორმაში USB ინტერფეისით. გამოყენებული USB ინტერფეისის ვერსიიდან გამომდინარე, სიჩქარე შეიძლება განსხვავდებოდეს. USB 1.1 შეზღუდულია 1,5 მეგაბიტი წამში, ხოლო USB 2.0 შეუძლია 35 მეგაბიტი წამში. ერთი წამი მომეციდა USB 3.0 არის 625 მეგაბიტი წამში. პირველი USB 3.1 Type C დისკები გამოცხადდა 2015 წლის მარტში და ჰქონდათ წაკითხვის/ჩაწერის სიჩქარე 530 მეგაბიტი წამში. ფლოპი დისკებისა და ოპტიკური დისკებისგან განსხვავებით, USB მოწყობილობები უფრო რთული დასაკაწრულია, მაგრამ მაინც აქვთ იგივე შესაძლებლობები მონაცემთა შესანახად, ასევე ფაილების გადაცემისა და სარეზერვო ასლის შესაქმნელად. ფლოპი და CD დისკები სწრაფად შეიცვალა USB პორტებით.

2005

2005 წელს მყარი დისკის (HDD) მწარმოებლებმა დაიწყეს პროდუქტების მიწოდება პერპენდიკულარული მაგნიტური ჩაწერის ან PMR გამოყენებით. საინტერესოა, რომ ეს მოხდა იმავე დროს, როდესაც iPod Nano-მ გამოაცხადა iPod Mini-ში 1 დიუმიანი მყარი დისკის ნაცვლად ფლეშ მეხსიერების გამოყენება.

ტიპიური მყარი დისკი შეიცავს ერთ ან მეტ მყარ დისკს, დაფარული მაგნიტურად მგრძნობიარე ფირით, რომელიც შედგება პატარა მაგნიტური მარცვლებისგან. მონაცემები ჩაიწერება, როდესაც მაგნიტური ჩამწერი თავი დაფრინავს დაწნული დისკის ზემოთ. ეს ძალიან ჰგავს ტრადიციულ გრამოფონის ჩანაწერს, ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ გრამოფონში სტილუსი ფიზიკურ კონტაქტშია ჩანაწერთან. დისკების ბრუნვისას ჰაერი მათთან კონტაქტში ქმნის რბილ ნიავს. ისევე, როგორც თვითმფრინავის ფრთაზე ჰაერი წარმოქმნის აწევას, ჰაერი წარმოქმნის აწევას აეროზოლის თავზე დისკის თავები. თავი სწრაფად ცვლის მარცვლების ერთი მაგნიტური რეგიონის მაგნიტიზაციას ისე, რომ მისი მაგნიტური პოლუსი მიუთითებს ზემოთ ან ქვემოთ, რაც მიუთითებს 1 ან 0-ზე.
 
PMR-ის წინამორბედი იყო გრძივი მაგნიტური ჩაწერა, ან LMR. PMR-ის ჩაწერის სიმკვრივე შეიძლება იყოს სამჯერ მეტი LMR-ზე. PMR-სა და LMR-ს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ მარცვლეულის სტრუქტურა და PMR მედიის შენახული მონაცემების მაგნიტური ორიენტაცია სვეტურია და არა გრძივი. PMR-ს აქვს უკეთესი თერმული სტაბილურობა და გაუმჯობესებული სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობა (SNR) მარცვლის უკეთესი გამოყოფისა და ერთგვაროვნების გამო. მას ასევე აქვს გაუმჯობესებული ჩაწერის უნარი უფრო ძლიერი თავის ველებისა და უკეთესი მაგნიტური მედიის გასწორების წყალობით. LMR-ის მსგავსად, PMR-ის ფუნდამენტური შეზღუდვები ემყარება მაგნიტის მიერ დაწერილი მონაცემების ბიტების თერმულ სტაბილურობას და საჭიროებას საკმარისი SNR წერილობითი ინფორმაციის წასაკითხად.

2007

2007 წელს გამოცხადდა პირველი 1 ტბ მყარი დისკი Hitachi Global Storage Technologies-ისგან. Hitachi Deskstar 7K1000-მა გამოიყენა ხუთი 3,5 დიუმიანი 200 გბ-იანი ფირფიტა და დატრიალდა 7200 rpm ეს არის მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება მსოფლიოში პირველ მყარ დისკზე, IBM RAMAC 350-თან შედარებით, რომლის მოცულობა იყო დაახლოებით 3,75 მეგაბაიტი. ოჰ, რა შორს წავედით 51 წლის განმავლობაში! მაგრამ დაელოდე, კიდევ არის რაღაც.

2009

2009 წელს დაიწყო ტექნიკური სამუშაოები არასტაბილური ექსპრეს მეხსიერების შექმნაზე ან NVMe. არასტაბილური მეხსიერება (NVM) არის მეხსიერების ტიპი, რომელსაც შეუძლია მუდმივად შეინახოს მონაცემები, განსხვავებით არასტაბილური მეხსიერებისგან, რომელიც მოითხოვს მუდმივ ენერგიას მონაცემთა შესანახად. NVMe მიმართავს მასშტაბირებადი ჰოსტის კონტროლერის ინტერფეისის საჭიროებას PCIe-ზე ჩართული ნახევარგამტარებზე დაფუძნებული პერიფერიული კომპონენტებისთვის, აქედან მომდინარეობს სახელწოდება NVMe. პროექტის განსავითარებლად სამუშაო ჯგუფში 90-ზე მეტი კომპანია მოხვდა. ეს ყველაფერი ეფუძნებოდა სამუშაოს არასტაბილური მეხსიერების მასპინძლის კონტროლერის ინტერფეისის სპეციფიკაციის (NVMHCIS) განსაზღვრას. დღევანდელი საუკეთესო NVMe დისკებს შეუძლიათ 3500 მეგაბაიტი წამში წაკითხვა და 3300 მეგაბაიტი წამში ჩაწერა. j მონაცემთა ბაიტის დაწერა, რომლითაც დავიწყეთ, ძალიან სწრაფია Apollo Guidance Computer-ის ხელით ქსოვის თოკის მეხსიერების რამდენიმე წუთთან შედარებით.

აწმყო და მომავალი

შენახვის კლასის მეხსიერება

ახლა, როდესაც ჩვენ ვიმოგზაურეთ დროში (ჰა!), მოდით გადავხედოთ შენახვის კლასის მეხსიერების ამჟამინდელ მდგომარეობას. SCM, ისევე როგორც NVM, ძლიერია, მაგრამ SCM ასევე უზრუნველყოფს ძირითად მეხსიერებას ან შესადარებელ შესრულებას, და ბაიტის მისამართითობა. SCM-ის მიზანია გადაჭრას დღევანდელი ქეშის პრობლემები, როგორიცაა დაბალი სტატიკური შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება (SRAM). დინამიური შემთხვევითი წვდომის მეხსიერებით (DRAM) ჩვენ შეგვიძლია მივაღწიოთ უკეთეს სიმკვრივეს, მაგრამ ეს ხდება ნელი წვდომის ფასად. DRAM ასევე განიცდის მუდმივი დენის საჭიროებას მეხსიერების განახლებისთვის. ცოტა გავიგოთ ეს. ენერგია საჭიროა, რადგან კონდენსატორების ელექტრული მუხტი ნელ-ნელა ჟონავს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჩარევის გარეშე, ჩიპზე არსებული მონაცემები მალე დაიკარგება. ასეთი გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად, DRAM საჭიროებს მეხსიერების განახლების გარე წრეს, რომელიც პერიოდულად გადაწერს მონაცემებს კონდენსატორებში და აღადგენს მათ თავდაპირველ მუხტამდე.

ფაზის შეცვლის მეხსიერება (PCM)

ადრე ჩვენ შევხედეთ, თუ როგორ იცვლება ფაზა CD-RW-სთვის. PCM მსგავსია. ფაზის შეცვლის მასალა ჩვეულებრივ არის Ge-Sb-Te, ასევე ცნობილი როგორც GST, რომელიც შეიძლება არსებობდეს ორ განსხვავებულ მდგომარეობაში: ამორფული და კრისტალური. ამორფულ მდგომარეობას აქვს უფრო მაღალი წინააღმდეგობა, რომელიც აღნიშნავს 0-ს, ვიდრე კრისტალური მდგომარეობა, რომელიც აღნიშნავს 1-ს. მონაცემთა მნიშვნელობების მინიჭებით შუალედურ წინააღმდეგობებზე, PCM შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალი მდგომარეობის შესანახად, როგორც MLC.

ბრუნვის გადაცემის ბრუნვის შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება (STT-RAM)

STT-RAM შედგება ორი ფერომაგნიტური, მუდმივი მაგნიტური ფენისგან, რომლებიც გამოყოფილია დიელექტრიკით, იზოლატორით, რომელსაც შეუძლია ელექტრო ძალის გადაცემა გამტარობის გარეშე. ის ინახავს ბიტ მონაცემებს მაგნიტური მიმართულებების განსხვავებების საფუძველზე. ერთ მაგნიტურ ფენას, რომელსაც საცნობარო ფენას უწოდებენ, აქვს ფიქსირებული მაგნიტური მიმართულება, ხოლო მეორე მაგნიტურ ფენას, რომელსაც თავისუფალ ფენას უწოდებენ, აქვს მაგნიტური მიმართულება, რომელიც კონტროლდება გამავალი დენით. 1-ისთვის, ორი ფენის მაგნიტიზაციის მიმართულება გასწორებულია. 0-სთვის ორივე ფენას აქვს საპირისპირო მაგნიტური მიმართულებები.

რეზისტენტული შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება (ReRAM)
ReRAM უჯრედი შედგება ორი ლითონის ელექტროდისგან, რომლებიც გამოყოფილია ლითონის ოქსიდის ფენით. ცოტათი ჰგავს მასუოკას ფლეშ მეხსიერების დიზაინს, სადაც ელექტრონები შეაღწევენ ოქსიდის ფენას და ჩერდებიან მცურავ კარიბჭეში, ან პირიქით. თუმცა, ReRAM-ით, უჯრედის მდგომარეობა განისაზღვრება ლითონის ოქსიდის ფენაში თავისუფალი ჟანგბადის კონცენტრაციის საფუძველზე.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს ტექნოლოგიები პერსპექტიულია, მათ მაინც აქვთ ნაკლოვანებები. PCM-ს და STT-RAM-ს აქვთ ჩაწერის მაღალი შეყოვნება. PCM შეყოვნება ათჯერ მეტია ვიდრე DRAM, ხოლო STT-RAM შეყოვნება ათჯერ მეტია ვიდრე SRAM. PCM-ს და ReRAM-ს აქვს ლიმიტი იმის შესახებ, თუ რამდენ ხანს შეიძლება მოხდეს ჩაწერა სერიოზული შეცდომის დადგომამდე, რაც იმას ნიშნავს, რომ მეხსიერების ელემენტი ჩერდება. გარკვეული ღირებულება.

2015 წლის აგვისტოში Intel-მა გამოაცხადა Optane-ის გამოშვება, მისი 3DXPoint-ზე დაფუძნებული პროდუქტი. Optane აცხადებს, რომ 1000-ჯერ აღემატება NAND SSD-ების შესრულებას, ფასით ოთხიდან ხუთჯერ აღემატება ფლეშ მეხსიერებას. Optane არის მტკიცებულება იმისა, რომ SCM უფრო მეტია, ვიდრე უბრალოდ ექსპერიმენტული ტექნოლოგია. საინტერესო იქნება ამ ტექნოლოგიების განვითარების ყურება.

მყარი დისკები (HDD)

ჰელიუმის HDD (HHDD)

ჰელიუმის დისკი არის მაღალი ტევადობის მყარი დისკი (HDD), რომელიც ივსება ჰელიუმით და ჰერმეტულად დალუქულია წარმოების პროცესში. სხვა მყარი დისკების მსგავსად, როგორც ადრე ვთქვით, ის მსგავსია გრუნტიანი მაგნიტით დაფარული მბრუნავი ფირფიტით. ტიპიურ მყარ დისკებს უბრალოდ ჰაერი აქვთ ღრუში, მაგრამ ეს ჰაერი იწვევს გარკვეულ წინააღმდეგობას, როდესაც ფირფიტები ტრიალებს.

ჰელიუმის ბუშტები ცურავს, რადგან ჰელიუმი ჰაერზე მსუბუქია. სინამდვილეში, ჰელიუმი არის ჰაერის სიმკვრივის 1/7, რაც ამცირებს დამუხრუჭების ძალას ფირფიტების ბრუნვისას, რაც იწვევს დისკების დასატრიალებლად საჭირო ენერგიის რაოდენობის შემცირებას. თუმცა, ეს თვისება მეორეხარისხოვანია, ჰელიუმის მთავარი განმასხვავებელი მახასიათებელი იყო ის, რომ ის საშუალებას გაძლევთ შეფუთოთ 7 ვაფლი იმავე ფორმის ფაქტორში, რომელიც ჩვეულებრივ მხოლოდ 5-ს იტევს. თუ გავიხსენებთ ჩვენი თვითმფრინავის ფრთის ანალოგიას, მაშინ ეს შესანიშნავი ანალოგია. . იმის გამო, რომ ჰელიუმი ამცირებს წევას, ტურბულენტობა აღმოფხვრილია.

ჩვენ ასევე ვიცით, რომ ჰელიუმის ბუშტები იწყებენ ჩაძირვას რამდენიმე დღის შემდეგ, რადგან მათგან ჰელიუმი გამოდის. იგივე შეიძლება ითქვას შენახვის მოწყობილობებზე. წლები დასჭირდა, სანამ მწარმოებლებმა შეძლეს შეექმნათ კონტეინერი, რომელიც ხელს უშლიდა ჰელიუმის გაქცევას ფორმის ფაქტორიდან მთელი დისკის სიცოცხლის განმავლობაში. Backblaze-მა ჩაატარა ექსპერიმენტები და აღმოაჩინა, რომ ჰელიუმის მყარ დისკებს ჰქონდათ წლიური ცდომილების მაჩვენებელი 1,03%, სტანდარტული დისკების 1,06%-თან შედარებით. რა თქმა უნდა, ეს განსხვავება იმდენად მცირეა, რომ მისგან სერიოზული დასკვნის გამოტანა შეიძლება საკმაოდ რთული.

ჰელიუმით სავსე ფორმის ფაქტორი შეიძლება შეიცავდეს მყარ დისკს, რომელიც ჩასმულია PMR-ის გამოყენებით, რომელიც ზემოთ განვიხილეთ, ან მიკროტალღური მაგნიტური ჩანაწერი (MAMR) ან სითბოს დახმარებით მაგნიტური ჩაწერა (HAMR). ნებისმიერი მაგნიტური შენახვის ტექნოლოგია შეიძლება ჰაერის ნაცვლად ჰელიუმთან იყოს შერწყმული. 2014 წელს, HGST-მ გააერთიანა ორი უახლესი ტექნოლოგია თავის 10 ტბ ჰელიუმის მყარ დისკზე, რომელიც იყენებდა მასპინძლის მიერ კონტროლირებად შინგლულ მაგნიტურ ჩაწერას, ან SMR-ს (Shingled magnetic recording). მოდით ვისაუბროთ ცოტა SMR-ზე და შემდეგ გადავხედოთ MAMR-ს და HAMR-ს.

ფილების მაგნიტური ჩაწერის ტექნოლოგია

ადრე ჩვენ ვუყურებდით პერპენდიკულარულ მაგნიტურ ჩანაწერს (PMR), რომელიც იყო SMR-ის წინამორბედი. PMR-ისგან განსხვავებით, SMR ჩაწერს ახალ ტრეკებს, რომლებიც ემთხვევა ადრე ჩაწერილი მაგნიტური ბილიკის ნაწილს. ეს თავის მხრივ ხდის წინა ტრასს ვიწრო, რაც საშუალებას იძლევა უფრო მაღალი სიმკვრივე იყოს. ტექნოლოგიის სახელწოდება გამომდინარეობს იქიდან, რომ ლაპ ტრასები ძალიან ჰგავს კრამიტის სახურავის ტრასებს.

SMR იწვევს ბევრად უფრო რთულ ჩაწერის პროცესს, რადგან ერთ ტრეკზე ჩაწერა გადაწერს მიმდებარე ტრეკს. ეს არ ხდება მაშინ, როდესაც დისკის სუბსტრატი ცარიელია და მონაცემები თანმიმდევრულია. მაგრამ როგორც კი ჩაწერთ ტრეკების სერიას, რომელიც უკვე შეიცავს მონაცემებს, არსებული მიმდებარე მონაცემები წაიშლება. თუ მიმდებარე ბილიკი შეიცავს მონაცემებს, ის ხელახლა უნდა დაიწეროს. ეს საკმაოდ ჰგავს NAND ფლეშს, რომელზეც ადრე ვისაუბრეთ.

SMR მოწყობილობები მალავენ ამ სირთულეს პროგრამული უზრუნველყოფის მართვით, რის შედეგადაც ხდება ნებისმიერი სხვა მყარი დისკის მსგავსი ინტერფეისი. მეორეს მხრივ, ჰოსტის მიერ მართული SMR მოწყობილობები, აპლიკაციებისა და ოპერაციული სისტემების სპეციალური ადაპტაციის გარეშე, არ დაუშვებს ამ დისკების გამოყენებას. მასპინძელმა უნდა ჩაწეროს მოწყობილობებზე მკაცრად თანმიმდევრულად. ამავდროულად, მოწყობილობების მუშაობა 100% პროგნოზირებადია. Seagate-მა დაიწყო SMR დისკების მიწოდება 2013 წელს, 25%-ით უფრო მაღალი სიმკვრივის მტკიცებით. აჭარბებს PMR სიმკვრივე.

მიკროტალღური მაგნიტური ჩაწერა (MAMR)

მიკროტალღური დამხმარე მაგნიტური ჩაწერა (MAMR) არის მაგნიტური მეხსიერების ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს HAMR-ის მსგავს ენერგიას (განხილულია შემდეგში). MAMR-ის მნიშვნელოვანი ნაწილია ბრუნვის ბრუნვის ოსცილატორი (STO). თავად STO მდებარეობს ჩამწერის სათავესთან ახლოს. STO-ზე დენის გამოყენებისას, ელექტრონის სპინების პოლარიზაციის გამო წარმოიქმნება წრიული ელექტრომაგნიტური ველი 20-40 გჰც სიხშირით.

როდესაც ასეთ ველს ექვემდებარება, რეზონანსი წარმოიქმნება ფერომაგნიტში, რომელიც გამოიყენება MAMR-სთვის, რაც იწვევს ამ ველში დომენების მაგნიტური მომენტების პრეცესიას. არსებითად, მაგნიტური მომენტი გადახრის თავის ღერძს და მისი მიმართულების შესაცვლელად (ჩამობრუნება), ჩამწერ თავს საგრძნობლად ნაკლები ენერგია სჭირდება.

MAMR ტექნოლოგიის გამოყენება შესაძლებელს ხდის ფერომაგნიტური ნივთიერებების მიღებას უფრო დიდი იძულებითი ძალით, რაც ნიშნავს, რომ მაგნიტური დომენების ზომა შეიძლება შემცირდეს სუპერპარამაგნიტური ეფექტის გამოწვევის შიშის გარეშე. STO გენერატორი ხელს უწყობს ჩამწერი თავის ზომის შემცირებას, რაც შესაძლებელს ხდის ინფორმაციის ჩაწერას მცირე მაგნიტურ დომენებზე და, შესაბამისად, ზრდის ჩაწერის სიმკვრივეს.

Western Digital-მა, ასევე ცნობილი როგორც WD, ეს ტექნოლოგია 2017 წელს შემოიტანა. მალევე, 2018 წელს, Toshiba-მ მხარი დაუჭირა ამ ტექნოლოგიას. სანამ WD და Toshiba მიჰყვებიან MAMR ტექნოლოგიას, Seagate ფსონს დებს HAMR-ზე.

თერმომაგნიტური ჩაწერა (HAMR)

სითბოს დახმარებით მაგნიტური ჩაწერა (HAMR) არის ენერგოეფექტური მაგნიტური მონაცემთა შენახვის ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს მონაცემების რაოდენობა, რომელიც შეიძლება შეინახოს მაგნიტურ მოწყობილობაზე, როგორიცაა მყარ დისკზე, ლაზერის მიერ მიწოდებული სითბოს გამოყენებით ჩაწერისთვის. მონაცემები მყარი დისკის ზედაპირის სუბსტრატებზე. გათბობა იწვევს მონაცემთა ბიტების მოთავსებას ერთმანეთთან უფრო ახლოს დისკის სუბსტრატზე, რაც საშუალებას იძლევა გაზარდოს მონაცემთა სიმკვრივე და მოცულობა.

ამ ტექნოლოგიის განხორციელება საკმაოდ რთულია. 200 მვტ ლაზერული სწრაფი ათბობს მცირე ფართობი 400 °C-მდე ჩაწერამდე, დისკზე დანარჩენი მონაცემების ჩარევის ან დაზიანების გარეშე. გათბობა, მონაცემთა ჩაწერა და გაგრილების პროცესი უნდა დასრულდეს ნანოწამზე ნაკლებ დროში. ამ გამოწვევების გადასაჭრელად მოითხოვდა ნანომასშტაბიანი ზედაპირის პლაზმონის შექმნას, რომელიც ასევე ცნობილია, როგორც ზედაპირული მართვადი ლაზერები, პირდაპირი ლაზერული გათბობის ნაცვლად, ისევე როგორც ახალი ტიპის შუშის ფირფიტები და თერმული მართვის საფარები, რათა გაუძლოს სწრაფ გაცხელებას ჩამწერი თავის ან მის მახლობლად დაზიანების გარეშე. მონაცემები და სხვა ტექნიკური გამოწვევები, რომელთა გადალახვაც საჭიროა.

მიუხედავად მრავალი სკეპტიკური განცხადებისა, Seagate-მა პირველად აჩვენა ეს ტექნოლოგია 2013 წელს. პირველი დისკების მიწოდება 2018 წელს დაიწყო.

ფილმის დასასრული, გადადით დასაწყისში!

ჩვენ დავიწყეთ 1951 წელს და დავასრულეთ სტატია შენახვის ტექნოლოგიის მომავლის შესახებ. მონაცემთა შენახვა დროთა განმავლობაში მნიშვნელოვნად შეიცვალა, ქაღალდის ლენტიდან მეტალამდე და მაგნიტურამდე, საბაგირო მეხსიერება, დაწნული დისკები, ოპტიკური დისკები, ფლეშ მეხსიერება და სხვა. პროგრესმა გამოიწვია უფრო სწრაფი, პატარა და უფრო ძლიერი შენახვის მოწყობილობები.

თუ NVMe-ს 1951 წლის UNISERVO-ს მეტალის ფირს შევადარებთ, NVMe-ს შეუძლია წამში 486%-ით მეტი ციფრის წაკითხვა. NVMe-ს ჩემს ბავშვობის ფავორიტთან, Zip დისკებთან შედარებისას NVMe-ს შეუძლია წამში 111%-ით მეტი ციფრის წაკითხვა.

ერთადერთი, რაც რჩება ჭეშმარიტი, არის 0 და 1-ის გამოყენება. გზები, რომლითაც ჩვენ ამას ვაკეთებთ, ძალიან განსხვავდება. იმედი მაქვს, რომ შემდეგ ჯერზე, როცა მეგობრისთვის ჩაწერთ სიმღერების CD-RW-ს ან შეინახავთ სახლის ვიდეოს ოპტიკური დისკის არქივში, დაფიქრდებით იმაზე, თუ როგორ ითარგმნება არაამრეკლე ზედაპირი 0-ზე, ხოლო ამრეკლავი ზედაპირი ითარგმნება 1-ად. ან თუ მიქსტეიპს ჩაწერთ კასეტაზე, გახსოვდეთ, რომ ის ძალიან მჭიდრო კავშირშია Commodore PET-ში გამოყენებულ Datasette-თან. და ბოლოს, არ დაგავიწყდეთ იყოთ კეთილგანწყობილი და გადახედოთ.

მადლობა რობერტ მუსტაკი и რიკ ალტერა წვრილმანებისთვის (ვერ დამეხმარები) მთელი სტატიის განმავლობაში!

კიდევ რისი წაკითხვა შეგიძლიათ ბლოგზე? Cloud4Y

→ სააღდგომო კვერცხები შვეიცარიის ტოპოგრაფიულ რუქებზე
→ 90-იანი წლების კომპიუტერული ბრენდები, ნაწილი 1
→ როგორ შევიდა ციხეში ჰაკერის დედა და ბოსის კომპიუტერი დააინფიცირა
→ ქსელური კავშირების დიაგნოსტიკა EDGE ვირტუალურ როუტერზე
→ როგორ ჩავარდა ბანკი?

გამოიწერეთ ჩვენი დეპეშა-არხი, რომ არ გამოტოვოთ შემდეგი სტატია! ჩვენ ვწერთ არა უმეტეს კვირაში ორჯერ და მხოლოდ საქმიანი. ასევე შეგახსენებთ, რომ Cloud4Y-ს შეუძლია უზრუნველყოს უსაფრთხო და საიმედო დისტანციური წვდომა ბიზნეს აპლიკაციებზე და ინფორმაციაზე, რომელიც აუცილებელია ბიზნესის უწყვეტობის უზრუნველსაყოფად. დისტანციური მუშაობა დამატებითი ბარიერია კორონავირუსის გავრცელებისთვის. დეტალებისთვის დაუკავშირდით ჩვენს მენეჯერებს ნომერზე ონლაინი.

წყარო: www.habr.com