Mana-mana pembekal awan menawarkan perkhidmatan storan data. Ini boleh menjadi storan sejuk dan panas, Sejuk ais, dsb. Menyimpan maklumat dalam awan agak mudah. Tetapi bagaimanakah data sebenarnya disimpan 10, 20, 50 tahun yang lalu? Cloud4Y menterjemah artikel menarik yang bercakap tentang perkara ini sahaja.
Satu bait data boleh disimpan dalam pelbagai cara, kerana media storan baharu, lebih maju dan lebih pantas muncul sepanjang masa. Bait ialah unit penyimpanan dan pemprosesan maklumat digital, yang terdiri daripada lapan bit. Satu bit boleh mengandungi sama ada 0 atau 1.
Dalam kes kad tebuk, bit disimpan sebagai kehadiran/ketiadaan lubang dalam kad di lokasi tertentu. Jika kita kembali lebih jauh ke Enjin Analitik Babbage, daftar yang menyimpan nombor ialah gear. Dalam peranti storan magnetik seperti pita dan cakera, sedikit diwakili oleh kekutuban kawasan tertentu filem magnetik. Dalam ingatan capaian rawak dinamik moden (DRAM), bit sering diwakili sebagai cas elektrik dua peringkat yang disimpan dalam peranti yang menyimpan tenaga elektrik dalam medan elektrik. Bekas yang dicas atau dinyahcas menyimpan sedikit data.
Pada bulan Jun 1956 mencipta perkataan itu untuk menandakan sekumpulan bit yang digunakan untuk mengekod satu aksara . Mari kita bercakap sedikit tentang pengekodan aksara. Mari kita mulakan dengan kod standard Amerika untuk pertukaran maklumat, atau ASCII. ASCII adalah berdasarkan abjad Inggeris, jadi setiap huruf, nombor dan simbol (az, AZ, 0-9, +, - , /, ",!, dsb. ) diwakili sebagai integer 7-bit daripada 32 hingga 127. Ini tidak betul-betul "mesra" kepada bahasa lain. Untuk menyokong bahasa lain, Unicode melanjutkan ASCII. Dalam Unicode setiap aksara diwakili sebagai titik kod, atau simbol, contohnya , huruf kecil j ialah U+006A, dengan U bermaksud Unicode dan kemudian nombor perenambelasan.
UTF-8 ialah standard untuk mewakili aksara sebagai lapan bit, membenarkan setiap titik kod dalam julat 0-127 disimpan dalam satu bait. Jika kita mengingati ASCII, ini adalah perkara biasa untuk aksara Inggeris, tetapi aksara bahasa lain selalunya dinyatakan dalam dua atau lebih bait. UTF-16 ialah standard untuk mewakili aksara sebagai 16 bit, dan UTF-32 ialah standard untuk mewakili aksara sebagai 32 bit. Dalam ASCII, setiap aksara ialah bait, tetapi dalam Unicode, yang selalunya tidak sepenuhnya benar, aksara boleh menduduki 1, 2, 3 atau lebih bait. Artikel akan menggunakan pengelompokan saiz bit yang berbeza. Bilangan bit dalam bait berbeza-beza bergantung pada reka bentuk media.
Dalam artikel ini, kami akan kembali ke masa lalu melalui pelbagai media storan untuk menyelidiki sejarah penyimpanan data. Kita tidak akan mula mengkaji secara mendalam setiap medium storan yang pernah dicipta. Ini adalah artikel bermaklumat yang menyeronokkan yang sama sekali tidak mendakwa sebagai kepentingan ensiklopedia.
Mari mulakan. Katakan kita mempunyai bait data untuk disimpan: huruf j, sama ada sebagai bait yang dikodkan 6a, atau sebagai bait binari 01001010. Semasa kita menempuh masa, bait data akan digunakan dalam beberapa teknologi storan yang akan diterangkan.
1951
Kisah kami bermula pada tahun 1951 dengan pemacu pita UNIVAC UNISERVO untuk komputer UNIVAC 1. Ia adalah pemacu pita pertama yang dicipta untuk komputer komersial. Band ini diperbuat daripada jalur nipis gangsa bersalut nikel, 12,65 mm lebar (dipanggil Vicalloy) dan hampir 366 meter panjang. Bait data kami boleh disimpan pada 7 aksara sesaat pada pita yang bergerak pada 200 meter sesaat. Pada ketika ini dalam sejarah, anda boleh mengukur kelajuan algoritma penyimpanan dengan jarak yang dilalui pita.
1952
Maju pantas setahun hingga 21 Mei 1952, apabila IBM mengumumkan pengeluaran unit pita magnetik pertamanya, IBM 726. Bait data kami kini boleh dialihkan daripada pita logam UNISERVO ke pita magnetik IBM. Rumah baharu ini ternyata sangat selesa untuk bait data kami yang sangat kecil, kerana pita itu boleh menyimpan sehingga 2 juta digit. Pita magnetik 7 trek ini bergerak pada 1,9 meter sesaat dengan kadar baud 12 atau 7500 (pada masa itu dipanggil kumpulan salinan) sesaat. Untuk rujukan: purata artikel tentang HabrΓ© mempunyai kira-kira 10 aksara.
Pita IBM 726 mempunyai tujuh trek, enam daripadanya digunakan untuk menyimpan maklumat, dan satu untuk kawalan pariti. Satu kekili boleh memuatkan sehingga 400 meter pita dengan lebar 1,25 cm. Kelajuan pemindahan data secara teorinya mencapai 12,5 ribu aksara sesaat; ketumpatan rakaman ialah 40 bit per sentimeter. Sistem ini menggunakan kaedah "saluran vakum" di mana gelung pita beredar di antara dua titik. Ini membolehkan pita itu bermula dan berhenti dalam sepersekian saat. Ini dicapai dengan meletakkan lajur vakum yang panjang di antara gelendong pita dan kepala baca/tulis untuk menyerap peningkatan ketegangan secara mendadak dalam pita, tanpa pita itu lazimnya pecah. Cincin plastik boleh tanggal di belakang gulungan pita memberikan perlindungan tulis. Satu gulungan pita boleh menyimpan kira-kira 1,1 .
Ingat pita VHS. Apa yang anda perlu lakukan untuk menonton filem itu semula? Gulung semula pita itu! Berapa kali anda telah memutarkan kaset untuk pemain anda pada pensel, supaya tidak membazir bateri dan mendapat pita yang koyak atau tersekat? Perkara yang sama boleh dikatakan mengenai pita yang digunakan untuk komputer. Program tidak boleh hanya melompat di sekitar pita atau mengakses data secara rawak, mereka boleh membaca dan menulis data dengan ketat secara berurutan.
1956
Maju pantas beberapa tahun hingga 1956, dan era penyimpanan cakera magnetik bermula dengan penyiapan IBM sistem komputer RAMAC 305, yang Zellerbach Paper bekalkan kepada . Komputer ini adalah yang pertama menggunakan cakera keras dengan kepala bergerak. Pemacu cakera RAMAC terdiri daripada lima puluh piring logam bermagnet dengan diameter 60,96 cm, mampu menyimpan kira-kira lima juta aksara data, 7 bit setiap aksara, dan berputar pada 1200 pusingan seminit. Kapasiti storan adalah kira-kira 3,75 megabait.
RAMAC membenarkan akses masa nyata kepada sejumlah besar data, tidak seperti pita magnetik atau kad tebuk. IBM mengiklankan RAMAC sebagai mampu menyimpan setara dengan 64 . Sebelum ini, RAMRAC memperkenalkan konsep memproses urus niaga secara berterusan apabila ia berlaku, supaya data dapat diperoleh dengan segera semasa ia masih segar. Data kami dalam RAMAC kini boleh diakses pada kelajuan 100 . Sebelum ini, apabila menggunakan pita, kami perlu menulis dan membaca data berurutan, dan kami tidak boleh secara tidak sengaja melompat ke bahagian pita yang berlainan. Akses rawak masa nyata kepada data adalah benar-benar revolusioner pada masa itu.
1963
Mari cepat ke 1963 apabila DECtape diperkenalkan. Nama itu berasal dari Perbadanan Peralatan Digital, yang dikenali sebagai DEC. DECtape adalah murah dan boleh dipercayai, jadi ia digunakan dalam banyak generasi komputer DEC. Ia adalah pita 19mm, berlamina dan diapit di antara dua lapisan Mylar pada kekili empat inci (10,16 cm).
Tidak seperti pendahulunya yang berat dan besar, DECtape boleh dibawa dengan tangan. Ini menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk komputer peribadi. Tidak seperti rakan sejawat 7 trek, DECtape mempunyai 6 runut data, 2 runut kiu dan 2 untuk jam. Data direkodkan pada 350 bit per inci (138 bit per cm). Bait data kami, iaitu 8 bit tetapi boleh dikembangkan kepada 12, boleh dipindahkan ke DECtape pada 8325 perkataan 12-bit sesaat pada kelajuan pita 93 (Β±12) inci setiap . Ini adalah 8% lebih digit sesaat daripada pita logam UNISERVO pada tahun 1952.
1967
Empat tahun kemudian, pada tahun 1967, sebuah pasukan kecil IBM mula bekerja pada pemacu liut IBM, dengan nama kod . Kemudian pasukan itu ditugaskan untuk membangunkan cara yang boleh dipercayai dan murah untuk memuatkan kod mikro Sistem IBM/370. Projek itu kemudiannya digunakan semula dan digunakan semula untuk memuatkan kod mikro ke dalam pengawal untuk Kemudahan Penyimpanan Akses Langsung IBM 3330, yang diberi nama kod Merlin.
Bait kami kini boleh disimpan pada cakera liut Mylar bersalut magnet baca sahaja 8 inci, yang dikenali hari ini sebagai cakera liut. Pada masa dikeluarkan, produk itu dipanggil Sistem Pemacu Cakera Liut IBM 23FD. Cakera boleh memuatkan 80 kilobait data. Tidak seperti cakera keras, pengguna boleh dengan mudah memindahkan cakera liut dalam cangkerang pelindung dari satu pemacu ke pemacu yang lain. Kemudian, pada tahun 1973, IBM mengeluarkan cakera liut baca/tulis, yang kemudiannya menjadi .
1969
Pada tahun 1969, Apollo Guidance Computer (AGC) dengan memori tali telah dilancarkan di atas kapal angkasa Apollo 11, yang membawa angkasawan Amerika ke Bulan dan belakang. Memori tali ini dibuat dengan tangan dan boleh memuatkan 72 kilobait data. Penghasilan ingatan tali adalah intensif buruh, perlahan, dan memerlukan kemahiran yang serupa dengan anyaman; ia boleh mengambil . Tetapi ia adalah alat yang tepat untuk masa-masa yang penting untuk memuatkan maksimum ke dalam ruang yang sangat terhad. Apabila wayar melepasi salah satu untaian bulat, ia mewakili 1. Wayar yang melintas di sekeliling untaian mewakili 0. Bait data kami memerlukan seseorang menganyam beberapa minit ke dalam tali.
1977
Pada tahun 1977, Commodore PET, komputer peribadi pertama (berjaya), telah dikeluarkan. PET menggunakan Commodore 1530 Dataset, yang bermaksud data tambah kaset. PET menukar data kepada isyarat audio analog, yang kemudiannya disimpan . Ini membolehkan kami mencipta penyelesaian storan yang kos efektif dan boleh dipercayai, walaupun sangat perlahan. Bait kecil data kami boleh dipindahkan pada kelajuan kira-kira 60-70 bait setiap . Kaset boleh memuatkan kira-kira 100 kilobait setiap sisi 30 minit, dengan dua sisi setiap pita. Sebagai contoh, satu sisi kaset boleh memuatkan kira-kira dua imej 55 KB. Set data juga digunakan dalam Commodore VIC-20 dan Commodore 64.
1978
Setahun kemudian, pada tahun 1978, MCA dan Philips memperkenalkan LaserDisc di bawah nama "Discovision". Jaws ialah filem pertama yang dijual di LaserDisc di Amerika Syarikat. Kualiti audio dan videonya jauh lebih baik daripada pesaingnya, tetapi cakera laser terlalu mahal untuk kebanyakan pengguna. LaserDisc tidak dapat dirakam, tidak seperti pita VHS yang orang ramai merakam program televisyen. Cakera laser berfungsi dengan video analog, audio stereo FM analog dan kod nadi , atau PCM, audio digital. Cakera itu mempunyai diameter 12 inci (30,47 cm) dan terdiri daripada dua cakera aluminium satu sisi yang disalut dengan plastik. Hari ini LaserDisc diingati sebagai asas kepada CD dan DVD.
1979
Setahun kemudian, pada tahun 1979, Alan Shugart dan Finis Conner mengasaskan Teknologi Seagate dengan idea untuk menskala cakera keras kepada saiz cakera liut 5 ΒΌ inci, yang merupakan standard pada masa itu. Produk pertama mereka pada tahun 1980 ialah pemacu keras Seagate ST506, pemacu keras pertama untuk komputer kompak. Cakera itu menyimpan lima megabait data, yang pada masa itu lima kali lebih besar daripada cakera liut standard. Pengasas dapat mencapai matlamat mereka untuk mengurangkan saiz cakera kepada saiz cakera liut 5ΒΌ inci. Peranti storan data baharu ialah plat logam tegar yang disalut pada kedua-dua belah dengan lapisan nipis bahan storan data magnetik. Bait data kami boleh dipindahkan ke cakera pada kelajuan 625 kilobait setiap . Ia adalah lebih kurang .
1981
Maju pantas beberapa tahun hingga 1981, apabila Sony memperkenalkan cakera liut 3,5 inci yang pertama. Hewlett-Packard menjadi pengguna pertama teknologi ini pada tahun 1982 dengan HP-150nya. Ini menjadikan cakera liut 3,5-inci terkenal dan memberikannya penggunaan yang meluas di seluruh dunia. . Cakera liut adalah satu sisi dengan kapasiti terformat sebanyak 161.2 kilobait dan kapasiti tidak diformat sebanyak 218.8 kilobait. Pada tahun 1982, versi dua muka telah dikeluarkan, dan konsortium Jawatankuasa Industri Mikrofloppy (MIC) daripada 23 syarikat media mengasaskan spesifikasi liut 3,5 inci pada reka bentuk asal Sony, mengukuhkan format itu ke dalam sejarah seperti yang kita ketahui hari ini. . Kini bait data kami boleh disimpan pada versi awal salah satu media storan yang paling biasa: cakera liut 3,5 inci. Kemudian, sepasang cakera liut 3,5 inci dengan menjadi bahagian terpenting dalam zaman kanak-kanak saya.
1984
Tidak lama selepas itu, pada tahun 1984, keluaran Compact Disc Read-Only Memory (CD-ROM) telah diumumkan. Ini ialah CD-ROM 550 megabait daripada Sony dan Philips. Format ini berkembang daripada CD dengan audio digital, atau CD-DA, yang digunakan untuk mengedarkan muzik. CD-DA telah dibangunkan oleh Sony dan Philips pada tahun 1982 dan mempunyai kapasiti 74 minit. Menurut legenda, apabila Sony dan Philips sedang merundingkan standard CD-DA, salah seorang daripada empat orang menegaskan bahawa ia boleh keseluruhan Simfoni Kesembilan. Produk pertama yang dikeluarkan dalam CD ialah Ensiklopedia Elektronik Grolier, diterbitkan pada tahun 1985. Ensiklopedia itu mengandungi sembilan juta perkataan, yang mengambil hanya 12% daripada ruang cakera yang ada, iaitu 553 . Kami akan mempunyai lebih daripada cukup ruang untuk ensiklopedia dan satu bait data. Tidak lama selepas itu, pada tahun 1985, syarikat komputer bekerjasama untuk mencipta standard untuk pemacu cakera supaya mana-mana komputer boleh membacanya.
1984
Juga pada tahun 1984, Fujio Masuoka membangunkan jenis ingatan pintu terapung baharu yang dipanggil memori kilat, yang mampu dipadamkan dan ditulis semula berkali-kali.
Mari kita luangkan sedikit masa untuk melihat memori kilat menggunakan transistor get terapung. Transistor ialah pintu elektrik yang boleh dihidupkan dan dimatikan secara individu. Memandangkan setiap transistor boleh berada dalam dua keadaan berbeza (hidup dan mati), ia boleh menyimpan dua nombor berbeza: 0 dan 1. Gerbang terapung merujuk kepada get kedua yang ditambahkan pada transistor tengah. Pintu kedua ini terlindung dengan lapisan oksida nipis. Transistor ini menggunakan voltan kecil yang dikenakan pada gerbang transistor untuk menunjukkan sama ada ia dihidupkan atau dimatikan, yang seterusnya diterjemahkan kepada 0 atau 1.
Dengan pintu terapung, apabila voltan yang sesuai digunakan melalui lapisan oksida, elektron mengalir melaluinya dan tersangkut pada pintu. Oleh itu, walaupun kuasa dimatikan, elektron kekal padanya. Apabila tiada elektron pada pintu terapung, ia mewakili 1, dan apabila elektron tersekat, ia mewakili 0. Membalikkan proses ini dan menggunakan voltan yang sesuai melalui lapisan oksida dalam arah yang bertentangan menyebabkan elektron mengalir melalui pintu terapung. dan pulihkan semula transistor kepada keadaan asalnya. Oleh itu sel dibuat boleh diprogramkan dan . Bait kami boleh diprogramkan ke dalam transistor sebagai 01001010, dengan elektron, dengan elektron tersekat dalam gerbang terapung untuk mewakili sifar.
Reka bentuk Masuoka lebih berpatutan sedikit tetapi kurang fleksibel berbanding PROM (EEPROM) yang boleh dipadam secara elektrik, kerana ia memerlukan beberapa kumpulan sel yang perlu dipadamkan bersama, tetapi ini juga menyumbang kepada kelajuannya.
Pada masa itu, Masuoka bekerja untuk Toshiba. Dia akhirnya meninggalkan untuk bekerja di Universiti Tohoku kerana dia tidak berpuas hati bahawa syarikat itu tidak memberi ganjaran kepadanya untuk kerjanya. Masuoka menyaman Toshiba, menuntut pampasan. Pada tahun 2006, dia dibayar 87 juta yuan, bersamaan dengan 758 ribu dolar AS. Ini masih kelihatan tidak penting memandangkan betapa berpengaruhnya memori kilat dalam industri.
Semasa kita bercakap tentang memori denyar, ia juga perlu diperhatikan apakah perbezaan antara memori denyar NOR dan NAND. Seperti yang kita sedia maklum dari Masuoka, flash menyimpan maklumat dalam sel memori yang terdiri daripada transistor get terapung. Nama-nama teknologi berkaitan secara langsung dengan cara sel memori disusun.
Dalam kilat NOR, sel memori individu disambungkan secara selari untuk menyediakan akses rawak. Seni bina ini mengurangkan masa baca yang diperlukan untuk akses rawak kepada arahan mikropemproses. Memori denyar NOR sesuai untuk aplikasi berketumpatan rendah yang terutamanya dibaca sahaja. Inilah sebabnya kebanyakan CPU memuatkan perisian tegar mereka, biasanya daripada memori kilat NOR. Masuoka dan rakan-rakannya memperkenalkan ciptaan NOR flash pada tahun 1984 dan NAND flash pada tahun .
Pembangun NAND Flash meninggalkan ciri akses rawak untuk mencapai saiz sel memori yang lebih kecil. Ini menghasilkan saiz cip yang lebih kecil dan kos per bit yang lebih rendah. Seni bina memori kilat NAND terdiri daripada transistor memori lapan keping yang disambungkan secara bersiri. Ini mencapai ketumpatan storan yang tinggi, saiz sel memori yang lebih kecil dan penulisan dan pemadaman data yang lebih pantas kerana ia boleh memprogramkan blok data secara serentak. Ini dicapai dengan memerlukan data untuk ditulis semula apabila ia tidak ditulis secara berurutan dan data sudah wujud dalam .
1991
Mari kita beralih ke 1991, apabila prototaip pemacu keadaan pepejal (SSD) dicipta oleh SanDisk, kemudian dikenali sebagai . Reka bentuk ini menggabungkan tatasusunan memori kilat, cip memori tidak meruap dan pengawal pintar untuk mengesan dan membetulkan sel yang rosak secara automatik. Kapasiti cakera ialah 20 megabait dengan faktor bentuk 2,5 inci, dan kosnya dianggarkan kira-kira $1000. Cakera ini digunakan oleh IBM dalam komputer .
1994
Salah satu media storan kegemaran peribadi saya sejak zaman kanak-kanak ialah Zip Disks. Pada tahun 1994, Iomega mengeluarkan Zip Disk, kartrij 100 megabait dalam faktor bentuk 3,5 inci, kira-kira lebih tebal sedikit daripada pemacu standard 3,5 inci. Versi pemacu yang lebih baru boleh menyimpan sehingga 2 gigabait. Kemudahan cakera ini ialah saiznya sebesar cakera liut, tetapi mempunyai keupayaan untuk menyimpan jumlah data yang lebih besar. Bait data kami boleh ditulis ke cakera Zip pada 1,4 megabait sesaat. Sebagai perbandingan, pada masa itu, 1,44 megabait cakera liut 3,5 inci ditulis pada kelajuan kira-kira 16 kilobait sesaat. Pada cakera Zip, kepala membaca/menulis data tanpa sentuhan, seolah-olah terbang di atas permukaan, yang serupa dengan operasi cakera keras, tetapi berbeza daripada prinsip operasi cakera liut lain. Cakera zip tidak lama lagi menjadi usang disebabkan masalah kebolehpercayaan dan ketersediaan.
1994
Pada tahun yang sama, SanDisk memperkenalkan CompactFlash, yang digunakan secara meluas dalam kamera video digital. Seperti CD, kelajuan CompactFlash adalah berdasarkan penilaian "x" seperti 8x, 20x, 133x, dsb. Kadar pemindahan data maksimum dikira berdasarkan kadar bit CD audio asal, 150 kilobait sesaat. Kadar pemindahan kelihatan seperti R = Kx150 kB/s, di mana R ialah kadar pemindahan dan K ialah kelajuan nominal. Jadi untuk 133x CompactFlash, bait data kami akan ditulis pada 133x150 kB/s atau kira-kira 19 kB/s atau 950 MB/s. Persatuan CompactFlash telah diasaskan pada tahun 19,95 dengan matlamat untuk mencipta standard industri untuk kad memori flash.
1997
Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1997, Compact Disc Rewritable (CD-RW) telah dikeluarkan. Cakera optik ini digunakan untuk menyimpan data dan untuk menyalin dan memindahkan fail ke pelbagai peranti. CD boleh ditulis semula kira-kira 1000 kali, yang bukan merupakan faktor pengehad pada masa itu kerana pengguna jarang menulis ganti data.
CD-RW adalah berdasarkan teknologi yang mengubah pemantulan sesuatu permukaan. Dalam kes CD-RW, peralihan fasa dalam salutan khas yang terdiri daripada perak, telurium dan indium menyebabkan keupayaan untuk memantulkan atau tidak memantulkan sinar yang dibaca, yang bermaksud 0 atau 1. Apabila sebatian berada dalam keadaan kristal, ia adalah lut sinar, yang bermaksud 1. Apabila sebatian cair menjadi keadaan amorf, ia menjadi legap dan tidak memantul, yang 0. Jadi kami boleh menulis bait data kami sebagai 01001010.
DVD akhirnya mengambil alih sebahagian besar bahagian pasaran daripada CD-RW.
1999
Mari kita beralih ke tahun 1999, apabila IBM memperkenalkan pemacu keras terkecil di dunia pada masa itu: pemacu mikro IBM 170MB dan 340MB. Ini adalah pemacu keras 2,54 cm kecil yang direka bentuk untuk dimuatkan ke dalam slot CompactFlash Type II. Ia telah dirancang untuk mencipta peranti yang akan digunakan seperti CompactFlash, tetapi dengan kapasiti memori yang lebih besar. Walau bagaimanapun, ia tidak lama kemudian digantikan dengan pemacu kilat USB dan kemudian dengan kad CompactFlash yang lebih besar apabila ia tersedia. Seperti pemacu keras lain, pemacu mikro adalah mekanikal dan mengandungi cakera berputar kecil.
2000
Setahun kemudian, pada tahun 2000, pemacu kilat USB diperkenalkan. Pemacu terdiri daripada memori denyar yang disertakan dalam faktor bentuk kecil dengan antara muka USB. Bergantung pada versi antara muka USB yang digunakan, kelajuan mungkin berbeza-beza. USB 1.1 dihadkan kepada 1,5 megabit sesaat, manakala USB 2.0 boleh mengendalikan 35 megabit sesaat , dan USB 3.0 ialah 625 megabit sesaat. Pemacu USB 3.1 Jenis C yang pertama diumumkan pada Mac 2015 dan mempunyai kelajuan baca/tulis 530 megabit sesaat. Tidak seperti cakera liut dan pemacu optik, peranti USB lebih sukar untuk dicakar, tetapi masih mempunyai keupayaan yang sama untuk menyimpan data, serta memindahkan dan menyandarkan fail. Pemacu liut dan CD telah digantikan dengan cepat oleh port USB.
2005
Pada tahun 2005, pengeluar pemacu cakera keras (HDD) mula menghantar produk menggunakan rakaman magnet serenjang, atau PMR. Menariknya, ini berlaku pada masa yang sama bahawa iPod Nano mengumumkan penggunaan memori kilat dan bukannya cakera keras 1 inci dalam iPod Mini.
Pemacu keras biasa mengandungi satu atau lebih cakera keras yang disalut dengan filem sensitif magnet yang terdiri daripada butiran magnet yang kecil. Data direkodkan apabila kepala rakaman magnetik terbang tepat di atas cakera berputar. Ini sangat serupa dengan pemain rekod gramofon tradisional, satu-satunya perbezaan ialah dalam gramofon stylus berada dalam sentuhan fizikal dengan rekod. Apabila cakera berputar, udara yang bersentuhan dengannya menghasilkan angin sepoi-sepoi. Sama seperti udara pada sayap kapal terbang menjana daya angkat, udara menjana daya angkat pada kepala airfoil . Kepala dengan cepat menukar kemagnetan satu kawasan magnet butir supaya kutub magnetnya menghala ke atas atau ke bawah, menunjukkan 1 atau 0.
Pendahulu kepada PMR ialah rakaman magnet membujur, atau LMR. Ketumpatan rakaman PMR boleh melebihi tiga kali ganda daripada LMR. Perbezaan utama antara PMR dan LMR ialah struktur butiran dan orientasi magnetik data yang disimpan media PMR adalah kolumnar dan bukannya membujur. PMR mempunyai kestabilan terma yang lebih baik dan nisbah isyarat-ke-bunyi (SNR) yang lebih baik disebabkan pemisahan dan keseragaman butiran yang lebih baik. Ia juga menampilkan kebolehrakaman yang lebih baik berkat medan kepala yang lebih kukuh dan penjajaran media magnetik yang lebih baik. Seperti LMR, had asas PMR adalah berdasarkan kestabilan terma bit data yang ditulis oleh magnet dan keperluan untuk mempunyai SNR yang mencukupi untuk membaca maklumat bertulis.
2007
Pada tahun 2007, pemacu keras 1 TB pertama daripada Hitachi Global Storage Technologies telah diumumkan. Hitachi Deskstar 7K1000 menggunakan lima pinggan 3,5 inci 200GB dan berputar pada rpm Ini merupakan peningkatan ketara berbanding cakera keras pertama di dunia, IBM RAMAC 350, yang mempunyai kapasiti kira-kira 3,75 megabait. Oh, sejauh mana kita telah melangkah dalam 51 tahun! Tetapi tunggu, ada sesuatu lagi.
2009
Pada tahun 2009, kerja teknikal bermula untuk mencipta memori ekspres yang tidak menentu, atau . Memori tidak meruap (NVM) ialah sejenis memori yang boleh menyimpan data secara kekal, berbanding memori yang tidak menentu, yang memerlukan kuasa berterusan untuk menyimpan data. NVMe menangani keperluan untuk antara muka pengawal hos berskala untuk komponen persisian berasaskan semikonduktor yang didayakan PCIe, oleh itu dinamakan NVMe. Lebih daripada 90 syarikat telah dimasukkan dalam kumpulan kerja untuk membangunkan projek itu. Ini semua berdasarkan kerja untuk mentakrifkan Spesifikasi Antara Muka Pengawal Hos Memori Tidak Meruap (NVMHCIS). Pemacu NVMe terbaik hari ini boleh mengendalikan kira-kira 3500 megabait sesaat bacaan dan 3300 megabait sesaat untuk menulis. Menulis bait data j yang kami mulakan adalah sangat pantas berbanding dengan beberapa minit memori tali anyaman tangan untuk Komputer Bimbingan Apollo.
Sekarang dan akan datang
Memori Kelas Storan
Memandangkan kita telah kembali ke masa lalu (ha!), mari kita lihat keadaan semasa Memori Kelas Penyimpanan. SCM, seperti NVM, adalah teguh, tetapi SCM juga menyediakan prestasi yang lebih baik daripada atau setanding dengan memori utama, dan . Matlamat SCM adalah untuk menyelesaikan beberapa masalah cache hari ini, seperti ketumpatan memori akses rawak statik (SRAM) rendah. Dengan Memori Akses Rawak Dinamik (DRAM), kami boleh mencapai ketumpatan yang lebih baik, tetapi ini datang dengan kos akses yang lebih perlahan. DRAM juga mengalami keperluan kuasa berterusan untuk menyegarkan ingatan. Mari kita fahami ini sedikit. Kuasa diperlukan kerana cas elektrik pada kapasitor bocor sedikit demi sedikit, bermakna tanpa campur tangan, data pada cip akan hilang tidak lama lagi. Untuk mengelakkan kebocoran sedemikian, DRAM memerlukan litar penyegar semula memori luaran yang secara berkala menulis semula data dalam kapasitor, memulihkannya kepada cas asalnya.
Memori perubahan fasa (PCM)
Sebelum ini, kami melihat bagaimana perubahan fasa untuk CD-RW. PCM adalah serupa. Bahan perubahan fasa biasanya Ge-Sb-Te, juga dikenali sebagai GST, yang boleh wujud dalam dua keadaan berbeza: amorfus dan kristal. Keadaan amorfus mempunyai rintangan yang lebih tinggi, menandakan 0, daripada keadaan kristal, menandakan 1. Dengan memberikan nilai data kepada rintangan perantaraan, PCM boleh digunakan untuk menyimpan berbilang keadaan sebagai .
Memori akses rawak tork pemindahan putaran (STT-RAM)
STT-RAM terdiri daripada dua lapisan magnet kekal feromagnetik yang dipisahkan oleh dielektrik, penebat yang boleh menghantar daya elektrik tanpa pengalir. Ia menyimpan bit data berdasarkan perbezaan arah magnetik. Satu lapisan magnet, dipanggil lapisan rujukan, mempunyai arah magnet tetap, manakala lapisan magnet yang lain, dipanggil lapisan bebas, mempunyai arah magnet yang dikawal oleh arus yang berlalu. Untuk 1, arah kemagnetan dua lapisan adalah sejajar. Untuk 0, kedua-dua lapisan mempunyai arah magnet yang bertentangan.
Memori capaian rawak rintangan (ReRAM)
Sel ReRAM terdiri daripada dua elektrod logam yang dipisahkan oleh lapisan oksida logam. Sedikit seperti reka bentuk memori kilat Masuoka, di mana elektron menembusi lapisan oksida dan tersangkut di pintu terapung, atau sebaliknya. Walau bagaimanapun, dengan ReRAM, keadaan sel ditentukan berdasarkan kepekatan oksigen bebas dalam lapisan oksida logam.
Walaupun teknologi ini menjanjikan, mereka masih mempunyai kelemahan. PCM dan STT-RAM mempunyai kependaman tulis yang tinggi. Latensi PCM sepuluh kali lebih tinggi daripada DRAM, manakala latensi STT-RAM sepuluh kali lebih tinggi daripada SRAM. PCM dan ReRAM mempunyai had pada berapa lama penulisan boleh berlaku sebelum ralat serius berlaku, bermakna elemen memori tersekat pada .
Pada Ogos 2015, Intel mengumumkan keluaran Optane, produk berasaskan 3DXPointnya. Optane mendakwa 1000 kali prestasi SSD NAND pada harga empat hingga lima kali lebih tinggi daripada memori kilat. Optane adalah bukti bahawa SCM bukan sekadar teknologi percubaan. Menarik untuk melihat perkembangan teknologi ini.
Pemacu keras (HDD)
Helium HDD (HHDD)
Cakera helium ialah pemacu cakera keras (HDD) berkapasiti tinggi yang diisi dengan helium dan dimeterai secara hermetik semasa proses pembuatan. Seperti pemacu keras lain, seperti yang kami katakan sebelum ini, ia serupa dengan meja putar dengan pinggan berputar bersalut magnet. Pemacu keras biasa hanya mempunyai udara di dalam rongga, tetapi udara ini menyebabkan sedikit rintangan apabila pinggan berputar.
Belon helium terapung kerana helium lebih ringan daripada udara. Sebenarnya, helium ialah 1/7 ketumpatan udara, yang mengurangkan daya brek semasa plat berputar, menyebabkan pengurangan jumlah tenaga yang diperlukan untuk memutar cakera. Walau bagaimanapun, ciri ini adalah sekunder, ciri membezakan utama helium ialah ia membolehkan anda membungkus 7 wafer dalam faktor bentuk yang sama yang biasanya hanya memegang 5. Jika kita mengingati analogi sayap kapal terbang kita, maka ini adalah analog yang sempurna . Kerana helium mengurangkan seretan, pergolakan dihapuskan.
Kita juga tahu bahawa belon helium mula tenggelam selepas beberapa hari kerana helium keluar daripadanya. Perkara yang sama boleh dikatakan mengenai peranti storan. Ia mengambil masa bertahun-tahun sebelum pengeluar dapat mencipta bekas yang menghalang helium daripada terlepas daripada faktor bentuk sepanjang hayat pemacu. Backblaze menjalankan eksperimen dan mendapati bahawa pemacu keras helium mempunyai kadar ralat tahunan sebanyak 1,03%, berbanding 1,06% untuk pemacu standard. Sudah tentu, perbezaan ini sangat kecil sehingga seseorang boleh membuat kesimpulan yang serius daripadanya .
Faktor bentuk yang dipenuhi helium boleh mengandungi cakera keras yang dikapsulkan menggunakan PMR, yang kami bincangkan di atas, atau rakaman magnetik gelombang mikro (MAMR) atau rakaman magnet bantuan haba (HAMR). Mana-mana teknologi storan magnet boleh digabungkan dengan helium dan bukannya udara. Pada tahun 2014, HGST menggabungkan dua teknologi canggih dalam pemacu keras helium 10TBnya, yang menggunakan rakaman magnet kayap terkawal hos, atau SMR (Rakaman magnetik kayap). Mari kita bercakap sedikit tentang SMR dan kemudian melihat kepada MAMR dan HAMR.
Teknologi Rakaman Magnet Jubin
Sebelum ini, kami melihat rakaman magnet serenjang (PMR), yang merupakan pendahulu kepada SMR. Tidak seperti PMR, SMR merekodkan trek baharu yang bertindih sebahagian daripada trek magnet yang direkodkan sebelum ini. Ini seterusnya menjadikan trek sebelumnya lebih sempit, membolehkan kepadatan trek yang lebih tinggi. Nama teknologi berasal dari fakta bahawa trek pusingan sangat serupa dengan trek bumbung berjubin.
SMR menghasilkan proses penulisan yang lebih kompleks, kerana menulis pada satu trek menimpa trek bersebelahan. Ini tidak berlaku apabila substrat cakera kosong dan data adalah berurutan. Tetapi sebaik sahaja anda merakam ke satu siri trek yang sudah mengandungi data, data bersebelahan sedia ada dipadamkan. Jika trek bersebelahan mengandungi data, ia mesti ditulis semula. Ini agak serupa dengan denyar NAND yang kita bincangkan sebelum ini.
Peranti SMR menyembunyikan kerumitan ini dengan menguruskan perisian tegar, menghasilkan antara muka yang serupa dengan mana-mana cakera keras lain. Sebaliknya, peranti SMR yang diuruskan oleh hos, tanpa penyesuaian khas aplikasi dan sistem pengendalian, tidak akan membenarkan penggunaan pemacu ini. Hos mesti menulis ke peranti dengan ketat mengikut urutan. Pada masa yang sama, prestasi peranti 100% boleh diramal. Seagate mula menghantar pemacu SMR pada tahun 2013, menuntut kepadatan 25% lebih tinggi Ketumpatan PMR.
Rakaman magnet gelombang mikro (MAMR)
Rakaman magnetik berbantukan gelombang mikro (MAMR) ialah teknologi memori magnetik yang menggunakan tenaga yang serupa dengan HAMR (dibincangkan seterusnya). Bahagian penting MAMR ialah Spin Torque Oscillator (STO). STO itu sendiri terletak berdekatan dengan kepala rakaman. Apabila arus digunakan pada STO, medan elektromagnet bulat dengan frekuensi 20-40 GHz dijana disebabkan oleh polarisasi putaran elektron.
Apabila terdedah kepada medan sedemikian, resonans berlaku dalam ferromagnet yang digunakan untuk MAMR, yang membawa kepada precession momen magnet domain dalam medan ini. Pada asasnya, momen magnet menyimpang dari paksinya dan untuk menukar arahnya (terbalik), kepala rakaman memerlukan tenaga yang jauh lebih sedikit.
Penggunaan teknologi MAMR memungkinkan untuk mengambil bahan feromagnetik dengan daya paksaan yang lebih besar, yang bermaksud bahawa saiz domain magnetik boleh dikurangkan tanpa rasa takut menyebabkan kesan superparamagnet. Penjana STO membantu mengurangkan saiz kepala rakaman, yang memungkinkan untuk merekodkan maklumat pada domain magnet yang lebih kecil, dan oleh itu meningkatkan ketumpatan rakaman.
Western Digital, juga dikenali sebagai WD, memperkenalkan teknologi ini pada 2017. Tidak lama selepas itu, pada 2018, Toshiba menyokong teknologi ini. Semasa WD dan Toshiba mengejar teknologi MAMR, Seagate mempertaruhkan HAMR.
Rakaman Termomagnet (HAMR)
Rakaman magnet berbantukan haba (HAMR) ialah teknologi penyimpanan data magnetik yang cekap tenaga yang boleh meningkatkan jumlah data yang boleh disimpan pada peranti magnetik, seperti cakera keras dengan ketara, dengan menggunakan haba yang dibekalkan oleh laser untuk membantu menulis. data ke substrat cakera keras permukaan. Pemanasan menyebabkan bit data diletakkan lebih rapat pada substrat cakera, membolehkan ketumpatan dan kapasiti data meningkat.
Teknologi ini agak sukar untuk dilaksanakan. 200 mW laser pantas kawasan kecil sehingga 400 Β°C sebelum merakam, tanpa mengganggu atau merosakkan seluruh data pada cakera. Proses pemanasan, rakaman data dan penyejukan mesti diselesaikan dalam masa kurang daripada nanosaat. Menangani cabaran ini memerlukan pembangunan plasmon permukaan berskala nano, yang juga dikenali sebagai laser berpandukan permukaan, bukannya pemanasan laser langsung, serta jenis plat kaca dan salutan pengurusan haba baharu untuk menahan pemanasan titik pantas tanpa merosakkan kepala rakaman atau mana-mana yang berdekatan. data, dan pelbagai lagi cabaran teknikal yang perlu diatasi.
Walaupun terdapat banyak kenyataan yang ragu-ragu, Seagate pertama kali menunjukkan teknologi ini pada tahun 2013. Cakera pertama mula dihantar pada 2018.
Tamat filem, pergi ke permulaan!
Kami bermula pada tahun 1951 dan mengakhiri artikel dengan melihat masa depan teknologi storan. Penyimpanan data telah banyak berubah dari semasa ke semasa, daripada pita kertas kepada logam dan magnet, memori tali, cakera berputar, cakera optik, memori kilat dan lain-lain. Kemajuan telah menghasilkan peranti storan yang lebih pantas, lebih kecil dan berkuasa.
Jika anda membandingkan NVMe dengan pita logam UNISERVO dari 1951, NVMe boleh membaca 486% lebih digit sesaat. Apabila membandingkan NVMe dengan kegemaran zaman kanak-kanak saya, pemacu Zip, NVMe boleh membaca 111% lebih digit sesaat.
Satu-satunya perkara yang kekal benar ialah penggunaan 0 dan 1. Cara kami melakukan ini sangat berbeza. Saya berharap pada kali seterusnya anda membakar CD-RW lagu untuk rakan atau menyimpan video rumah ke Arkib Cakera Optik, anda memikirkan cara permukaan bukan reflektif diterjemahkan kepada 0 dan permukaan pemantulan diterjemahkan kepada 1. Atau jika anda merakam pita campuran pada kaset, ingat bahawa ia sangat berkait rapat dengan Set Data yang digunakan dalam PET Commodore. Akhir sekali, jangan lupa untuk menjadi baik dan undur.
Terima kasih ΠΈ untuk berita gembira (saya tidak dapat menahannya) sepanjang artikel!
Apa lagi yang anda boleh baca di blog?
β
β
β
β
β
Langgan kami -saluran supaya anda tidak terlepas artikel seterusnya! Kami menulis tidak lebih daripada dua kali seminggu dan hanya mengenai perniagaan. Kami juga mengingatkan anda bahawa Cloud4Y boleh menyediakan akses jauh yang selamat dan boleh dipercayai kepada aplikasi dan maklumat perniagaan yang diperlukan untuk memastikan kesinambungan perniagaan. Kerja jauh adalah penghalang tambahan kepada penyebaran coronavirus. Untuk butiran, hubungi pengurus kami di .
Sumber: www.habr.com