Çdo ofrues cloud ofron shërbime të ruajtjes së të dhënave. Këto mund të jenë depo të ftohta dhe të nxehta, të ftohta në akull, etj. Ruajtja e informacionit në re është mjaft e përshtatshme. Por si u ruajtën të dhënat 10, 20, 50 vjet më parë? Cloud4Y përktheu një artikull interesant që flet pikërisht për këtë.
Një bajt i të dhënave mund të ruhet në mënyra të ndryshme, pasi media të reja, më të avancuara dhe më të shpejta të ruajtjes shfaqen gjatë gjithë kohës. Një bajt është një njësi e ruajtjes dhe përpunimit të informacionit dixhital, e cila përbëhet nga tetë bit. Një bit mund të përmbajë ose 0 ose 1.
Në rastin e letrave me grushta, biti ruhet si prani/mungesë e një vrime në kartë në një vend të caktuar. Nëse kthehemi pak më tej te motori analitik i Babbage, regjistrat që ruanin numrat ishin ingranazhe. Në pajisjet e ruajtjes magnetike të tilla si kaseta dhe disqe, një pjesë përfaqësohet nga polariteti i një zone specifike të filmit magnetik. Në memorien moderne dinamike të aksesit të rastësishëm (DRAM), një bit shpesh përfaqësohet si një ngarkesë elektrike me dy nivele e ruajtur në një pajisje që ruan energjinë elektrike në një fushë elektrike. Një kontejner i ngarkuar ose i shkarkuar ruan pak të dhëna.
Në qershor 1956 të vitit shpiku fjalën për të treguar një grup bitësh të përdorur për të koduar një karakter të vetëm . Le të flasim pak për kodimin e karaktereve. Le të fillojmë me kodin standard amerikan për shkëmbimin e informacionit, ose ASCII. ASCII bazohej në alfabetin anglez, kështu që çdo shkronjë, numër dhe simbol (az, AZ, 0-9, +, - , /, ",!, etj. ) u paraqitën si një numër i plotë 7-bit nga 32 në 127. Kjo nuk ishte saktësisht "miqësore" për gjuhët e tjera. Për të mbështetur gjuhë të tjera, Unicode zgjeroi ASCII. Në Unicode çdo karakter përfaqësohet si një pikë kodi ose simbol, për shembull , j i vogël është U+006A, ku U qëndron për Unicode dhe më pas një numër heksadecimal.
UTF-8 është një standard për paraqitjen e karaktereve si tetë bit, duke lejuar që çdo pikë kodi në intervalin 0-127 të ruhet në një bajt të vetëm. Nëse kujtojmë ASCII, kjo është mjaft normale për karakteret angleze, por karakteret e gjuhëve të tjera shpesh shprehen në dy ose më shumë bajt. UTF-16 është një standard për paraqitjen e karaktereve si 16 bit, dhe UTF-32 është një standard për paraqitjen e karaktereve si 32 bit. Në ASCII, çdo karakter është një bajt, por në Unicode, që shpesh nuk është plotësisht e vërtetë, një karakter mund të zërë 1, 2, 3 ose më shumë bajt. Artikulli do të përdorë grupime të madhësive të ndryshme të biteve. Numri i biteve në një bajt ndryshon në varësi të dizajnit të medias.
Në këtë artikull, ne do të udhëtojmë pas në kohë përmes mediave të ndryshme të ruajtjes për të gërmuar në historinë e ruajtjes së të dhënave. Në asnjë rast nuk do të fillojmë të studiojmë thellësisht çdo medium ruajtjeje që është shpikur ndonjëherë. Ky është një artikull informues argëtues që në asnjë mënyrë nuk pretendon të ketë rëndësi enciklopedike.
Le të fillojmë. Le të themi se kemi një bajt të dhënash për të ruajtur: shkronjën j, ose si një bajt i koduar 6a, ose si një binar 01001010. Ndërsa udhëtojmë nëpër kohë, bajt i të dhënave do të përdoret në disa teknologji të ruajtjes që do të përshkruhen.
1951
Historia jonë fillon në vitin 1951 me kasetë UNIVAC UNISERVO për kompjuterin UNIVAC 1. Ishte disku i parë i shiritit i krijuar për një kompjuter komercial. Shiriti ishte bërë nga një rrip i hollë bronzi i nikeluar, 12,65 mm i gjerë (i quajtur Vicalloy) dhe pothuajse 366 metra i gjatë. Bajtet tona të të dhënave mund të ruhen me 7 karaktere për sekondë në një kasetë që lëviz me shpejtësi 200 metra për sekondë. Në këtë pikë të historisë, ju mund të matni shpejtësinë e një algoritmi ruajtjeje me distancën që ka kaluar kaseta.
1952
Një vit përpara 21 maj 1952, kur IBM njoftoi lëshimin e njësisë së saj të parë të shiritit magnetik, IBM 726. Bajtit tanë të të dhënave tani mund të zhvendosen nga shiriti metalik UNISERVO në shiritin magnetik IBM. Kjo shtëpi e re doli të ishte shumë komode për bajtin tonë shumë të vogël të të dhënave, pasi kaseta mund të ruajë deri në 2 milionë shifra. Ky kasetë magnetike me 7 pista lëvizte me 1,9 metra në sekondë me një shpejtësi zhurme prej 12 ose 7500 (në atë kohë quheshin grupe kopjimi) për sekondë. Për referencë: artikulli mesatar në Habré ka afërsisht 10 karaktere.
Shiriti IBM 726 kishte shtatë gjurmë, gjashtë prej të cilave u përdorën për ruajtjen e informacionit dhe një për kontrollin e barazisë. Një mbështjell mund të akomodojë deri në 400 metra kasetë me gjerësi 1,25 cm Shpejtësia e transferimit të të dhënave teorikisht arriti në 12,5 mijë karaktere në sekondë; Dendësia e regjistrimit është 40 bit për centimetër. Ky sistem përdorte një metodë "kanali vakum" në të cilën një lak kasetë qarkullonte midis dy pikave. Kjo lejoi që shiriti të fillonte dhe të ndalonte në një pjesë të sekondës. Kjo u arrit duke vendosur kolona të gjata vakumi midis bobinave të shiritit dhe kokave të leximit/shkrimit për të thithur rritjen e papritur të tensionit në shirit, pa të cilin shiriti zakonisht do të thyhej. Një unazë plastike e lëvizshme në pjesën e pasme të mbështjelljes së shiritit siguronte mbrojtje nga shkrimi. Një mbështjell kasetë mund të ruajë rreth 1,1 .
Mbani mend kasetat VHS. Çfarë duhej të bënit për ta parë sërish filmin? Kthejeni kasetën prapa! Sa herë keni rrotulluar një kasetë për luajtësin tuaj në një laps, në mënyrë që të mos humbni bateritë dhe të mos keni një shirit të grisur ose të bllokuar? E njëjta gjë mund të thuhet për shiritat që përdoren për kompjuterë. Programet nuk mund të hidheshin rreth shiritit ose të aksesonin rastësisht të dhënat, ata mund të lexonin dhe shkruanin të dhënat në mënyrë strikte në mënyrë strikte.
1956
Shpejt përpara disa vitesh në 1956, dhe epoka e ruajtjes së diskut magnetik filloi me përfundimin nga IBM të sistemit kompjuterik RAMAC 305, të cilin Zellerbach Paper ia furnizoi . Ky kompjuter ishte i pari që përdori një hard disk me kokë lëvizëse. Disku RAMAC përbëhej nga pesëdhjetë pjata metalike të magnetizuara me një diametër prej 60,96 cm, të aftë për të ruajtur afërsisht pesë milionë karaktere të dhënash, 7 bit për karakter dhe të rrotulloheshin me 1200 rrotullime në minutë. Kapaciteti i ruajtjes ishte rreth 3,75 megabajt.
RAMAC lejoi qasje në kohë reale në sasi të mëdha të dhënash, ndryshe nga shiriti magnetik ose kartat me grushta. IBM reklamoi RAMAC si të aftë për të ruajtur ekuivalentin e 64 . Më parë, RAMRAC prezantoi konceptin e përpunimit të vazhdueshëm të transaksioneve ashtu siç ndodhin, në mënyrë që të dhënat të mund të riktheheshin menjëherë ndërsa ishin ende të freskëta. Të dhënat tona në RAMAC tani mund të arrihen me shpejtësi prej 100 . Më parë, kur përdornim kaseta, duhej të shkruanim dhe lexonim të dhëna të njëpasnjëshme dhe nuk mund të hidhnim rastësisht në pjesë të ndryshme të kasetës. Qasja e rastësishme në kohë reale në të dhëna ishte vërtet revolucionare në atë kohë.
1963
Le të kalojmë në vitin 1963 kur u prezantua DECtape. Emri vjen nga Digital Equipment Corporation, i njohur si DEC. DECtape ishte i lirë dhe i besueshëm, kështu që u përdor në shumë gjenerata të kompjuterëve DEC. Ishte shirit 19 mm, i laminuar dhe i vendosur midis dy shtresave të Mylar-it në një mbështjellës katër inç (10,16 cm).
Ndryshe nga paraardhësit e tij të rëndë dhe të rëndë, DECtape mund të bartej me dorë. Kjo e bëri atë një opsion të shkëlqyeshëm për kompjuterët personalë. Ndryshe nga homologët e tij me 7 këngë, DECtape kishte 6 gjurmë të dhënash, 2 gjurmë të dhënash dhe 2 për orë. Të dhënat u regjistruan në 350 bit për inç (138 bit për cm). Bajti ynë i të dhënave, i cili është 8 bit, por mund të zgjerohet në 12, mund të transferohet në DECtape me 8325 fjalë 12-bit në sekondë me një shpejtësi kasetë prej 93 (±12) inç për . Kjo është 8% më shumë shifra në sekondë se shiriti metalik UNISERVO në 1952.
1967
Katër vjet më vonë, në vitin 1967, një ekip i vogël i IBM filloi të punonte në diskun IBM, të koduar . Pastaj ekipi u ngarkua me zhvillimin e një mënyre të besueshme dhe të lirë për të ngarkuar mikrokodet IBM System/370. Projekti më pas u ripërdor dhe u ripërdor për të ngarkuar mikrokodin në një kontrollues për IBM 3330 Direct Access Storage Facility, i koduar Merlin.
Bajt-i ynë tani mund të ruhet në disqe Mylar të veshura me magnet 8 inç vetëm për lexim, të njohura sot si disketë. Në kohën e lëshimit, produkti quhej IBM 23FD Floppy Disk Drive System. Disqet mund të mbanin 80 kilobajt të dhëna. Ndryshe nga disqet e ngurtë, një përdorues mund të lëvizë lehtësisht një disketë në një guaskë mbrojtëse nga një disk në tjetrin. Më vonë, në vitin 1973, IBM lëshoi disketën e leximit/shkrimit, e cila më pas u bë një industriale .
1969
Në vitin 1969, Kompjuteri udhëzues Apollo (AGC) me memorie litari u lëshua në bordin e anijes kozmike Apollo 11, e cila çoi astronautët amerikanë në Hënë dhe mbrapa. Kjo memorie me litar ishte bërë me dorë dhe mund të mbante 72 kilobajt të dhëna. Prodhimi i memories së litarit ishte intensiv i punës, i ngadalshëm dhe kërkonte aftësi të ngjashme me thurjen; mund të marrë . Por ishte mjeti i duhur për ato kohë kur ishte e rëndësishme të përshtatej maksimumi në një hapësirë rreptësisht të kufizuar. Kur teli kalonte përmes njërës prej fijeve rrethore, ai përfaqësonte një 1. Teli që kalonte rreth fijes përfaqësonte një 0. Bajtit tanë të të dhënave kërkonin që një person të endte disa minuta në litar.
1977
Në vitin 1977, u lëshua Commodore PET, kompjuteri i parë personal (i suksesshëm). PET përdori një Dataset Commodore 1530, që do të thotë të dhëna plus kasetë. PET i konvertoi të dhënat në sinjale audio analoge, të cilat më pas u ruajtën . Kjo na lejoi të krijonim një zgjidhje ruajtjeje me kosto efektive dhe të besueshme, ndonëse shumë e ngadaltë. Bajtët tanë të vegjël të të dhënave mund të transferohen me një shpejtësi prej rreth 60-70 bajt për . Kasetat mund të mbajnë rreth 100 kilobajt për anë 30 minuta, me dy anë për kasetë. Për shembull, njëra anë e një kasete mund të mbajë rreth dy imazhe 55 KB. Paketat e të dhënave u përdorën gjithashtu në Commodore VIC-20 dhe Commodore 64.
1978
Një vit më vonë, në 1978, MCA dhe Philips prezantuan LaserDisc me emrin "Discovision". Jaws ishte filmi i parë i shitur në LaserDisc në Shtetet e Bashkuara. Cilësia e tij audio dhe video ishte shumë më e mirë se konkurrentët, por disku lazer ishte shumë i shtrenjtë për shumicën e konsumatorëve. LaserDisc nuk mund të regjistrohej, ndryshe nga kasetat VHS në të cilat njerëzit regjistronin programe televizive. Laserdisqet punuan me video analoge, audio stereo analoge FM dhe kod pulsi , ose PCM, audio dixhitale. Disqet kishin një diametër prej 12 inç (30,47 cm) dhe përbëheshin nga dy disqe alumini të njëanshme të veshura me plastikë. Sot LaserDisc mbahet mend si baza e CD-ve dhe DVD-ve.
1979
Një vit më vonë, në 1979, Alan Shugart dhe Finis Conner themeluan Seagate Technology me idenë për të shkallëzuar hard diskun në madhësinë e një diskete 5 ¼ inç, e cila ishte standarde në atë kohë. Produkti i tyre i parë në 1980 ishte hard disku Seagate ST506, hard disku i parë për kompjuterë kompakt. Disku mbante pesë megabajt të dhëna, të cilat në atë kohë ishin pesë herë më të mëdha se një disketë standarde. Themeluesit ishin në gjendje të arrinin qëllimin e tyre për të zvogëluar madhësinë e diskut në madhësinë e një diskete 5¼ inç. Pajisja e re e ruajtjes së të dhënave ishte një pllakë metalike e ngurtë e veshur në të dyja anët me një shtresë të hollë të materialit të ruajtjes së të dhënave magnetike. Bajtet tona të të dhënave mund të transferohen në disk me një shpejtësi prej 625 kilobytes për . Është përafërsisht .
1981
Shpejt përpara disa vjet deri në 1981, kur Sony prezantoi disketat e para 3,5 inç. Hewlett-Packard u bë adoptuesi i parë i kësaj teknologjie në 1982 me HP-150. Kjo i bëri të famshëm disketat 3,5 inç dhe u dha atyre përdorim të gjerë në të gjithë botën. . Disketat ishin të njëanshme me një kapacitet të formatuar prej 161.2 kilobajt dhe një kapacitet të paformatuar prej 218.8 kilobajt. Në vitin 1982, u lëshua një version i dyanshëm dhe konsorciumi i Komitetit të Industrisë Microfloppy (MIC) prej 23 kompanish mediatike bazoi specifikimin e disketës 3,5 inç në dizajnin origjinal të Sony, duke e çimentuar formatin në histori siç e njohim sot. . Tani bajtët tanë të të dhënave mund të ruhen në një version të hershëm të një prej mediave më të zakonshme të ruajtjes: disketa 3,5 inç. Më vonë, një palë disketë 3,5 inç me u bë pjesa më e rëndësishme e fëmijërisë sime.
1984
Menjëherë pas kësaj, në vitin 1984, u njoftua lëshimi i Memorjes Vetëm për Lexim të Diskut (CD-ROM). Këto ishin CD-ROM 550 megabajt nga Sony dhe Philips. Formati u rrit nga CD me audio dixhitale, ose CD-DA, të cilat përdoreshin për të shpërndarë muzikë. CD-DA u zhvillua nga Sony dhe Philips në 1982 dhe kishte një kapacitet prej 74 minutash. Sipas legjendës, kur Sony dhe Philips po negocionin standardin CD-DA, një nga katër personat këmbënguli se mund të gjithë Simfoninë e Nëntë. Produkti i parë i lëshuar në CD ishte Enciklopedia Elektronike e Grolier, e botuar në 1985. Enciklopedia përmbante nëntë milionë fjalë, të cilat zinin vetëm 12% të hapësirës së disponueshme të diskut, që është 553 . Do të kishim më shumë se hapësirë të mjaftueshme për një enciklopedi dhe një bajt të dhënash. Menjëherë pas kësaj, në 1985, kompanitë kompjuterike punuan së bashku për të krijuar një standard për disqet e diskut në mënyrë që çdo kompjuter të mund t'i lexonte ato.
1984
Gjithashtu në vitin 1984, Fujio Masuoka zhvilloi një lloj të ri memorie me portë lundruese të quajtur memorie flash, e cila ishte në gjendje të fshihej dhe rishkruhej shumë herë.
Le të marrim një moment për të parë memorien flash duke përdorur një transistor të portës lundruese. Transistorët janë porta elektrike që mund të ndizen dhe fiken individualisht. Meqenëse çdo transistor mund të jetë në dy gjendje të ndryshme (ndezur dhe fikur), ai mund të ruajë dy numra të ndryshëm: 0 dhe 1. Një portë lundruese i referohet një porte të dytë të shtuar në tranzitorin e mesëm. Kjo portë e dytë është e izoluar me një shtresë të hollë oksidi. Këta transistorë përdorin një tension të vogël të aplikuar në portën e tranzitorit për të treguar nëse ai është i ndezur ose i fikur, i cili nga ana tjetër përkthehet në 0 ose 1.
Me portat lundruese, kur voltazhi i duhur aplikohet përmes shtresës së oksidit, elektronet rrjedhin nëpër të dhe ngecin në porta. Prandaj, edhe kur rryma është e fikur, elektronet mbeten në to. Kur nuk ka elektrone në portat lundruese, ato përfaqësojnë një 1, dhe kur elektronet janë të mbërthyer, përfaqësojnë një 0. Përmbysja e këtij procesi dhe aplikimi i një tensioni të përshtatshëm nëpër shtresën e oksidit në drejtim të kundërt bën që elektronet të rrjedhin nëpër portat lundruese. dhe rivendosni tranzistorin në gjendjen e tij origjinale. Prandaj qelizat bëhen të programueshme dhe . Bajt-i ynë mund të programohet në transistor si 01001010, me elektrone, me elektrone të mbërthyer në portat lundruese për të përfaqësuar zero.
Dizajni i Masuoka ishte pak më i përballueshëm, por më pak fleksibël se PROM i fshirë elektrikisht (EEPROM), pasi kërkonte grupe të shumta qelizash që duhej të fshiheshin së bashku, por kjo gjithashtu shkaktoi shpejtësinë e tij.
Në atë kohë, Masuoka punonte për Toshiba. Ai përfundimisht u largua për të punuar në Universitetin Tohoku sepse ishte i pakënaqur që kompania nuk e shpërbleu atë për punën e tij. Masuoka paditi Toshiba, duke kërkuar dëmshpërblim. Në vitin 2006, atij iu pagua 87 milionë juanë, ekuivalente me 758 mijë dollarë amerikanë. Kjo duket ende e parëndësishme duke pasur parasysh se sa me ndikim është bërë memoria flash në industri.
Ndërsa po flasim për memorien flash, vlen të përmendet gjithashtu se cili është ndryshimi midis memories flash NOR dhe NAND. Siç e dimë tashmë nga Masuoka, flash ruan informacionin në qelizat e memories që përbëhen nga transistorë të portës lundruese. Emrat e teknologjive lidhen drejtpërdrejt me mënyrën se si organizohen qelizat e kujtesës.
Në NOR flash, qelizat individuale të memories lidhen paralelisht për të siguruar akses të rastësishëm. Kjo arkitekturë redukton kohën e leximit të kërkuar për akses të rastësishëm në instruksionet e mikroprocesorit. NOR flash memoria është ideale për aplikacione me densitet më të ulët që janë kryesisht vetëm për lexim. Kjo është arsyeja pse shumica e CPU-ve ngarkojnë firmware-in e tyre, zakonisht nga memoria flash NOR. Masuoka dhe kolegët e tij prezantuan shpikjen e NOR flash në 1984 dhe NAND flash in .
Zhvilluesit e NAND Flash braktisën funksionin e aksesit të rastësishëm për të arritur një madhësi më të vogël të qelizave të memories. Kjo rezulton në një madhësi më të vogël të çipit dhe kosto më të ulët për bit. Arkitektura e memories flash NAND përbëhet nga transistorë memorie prej tetë pjesësh të lidhur në seri. Kjo arrin densitet të lartë të ruajtjes, madhësi më të vogël të qelizës së memories dhe shkrim dhe fshirje më të shpejtë të të dhënave, sepse mund të programojë blloqe të dhënash në të njëjtën kohë. Kjo arrihet duke kërkuar që të dhënat të rishkruhen kur ato nuk janë shkruar në mënyrë sekuenciale dhe të dhënat ekzistojnë tashmë në .
1991
Le të kalojmë në vitin 1991, kur një prototip i një disku në gjendje të ngurtë (SSD) u krijua nga SanDisk, i njohur atëherë si . Dizajni kombinoi një grup memorie flash, çipa memorie jo të paqëndrueshme dhe një kontrollues inteligjent për të zbuluar dhe korrigjuar automatikisht qelizat me defekt. Kapaciteti i diskut ishte 20 megabajt me një faktor të formës 2,5 inç dhe kostoja e tij u vlerësua në rreth 1000 dollarë. Ky disk është përdorur nga IBM në një kompjuter .
1994
Një nga mediat e mia të preferuara të ruajtjes që nga fëmijëria ishte Zip Disks. Në 1994, Iomega lëshoi Disk Zip, një fishek 100 megabajt në një faktor të formës 3,5 inç, pak më i trashë se një makinë standarde 3,5 inç. Versionet e mëvonshme të disqeve mund të ruajnë deri në 2 gigabajt. Komoditeti i këtyre disqeve është se ato kishin madhësinë e një diskete, por kishin aftësinë për të ruajtur një sasi më të madhe të dhënash. Bajtët tanë të të dhënave mund të shkruhen në një disk Zip me shpejtësi 1,4 megabajt për sekondë. Për krahasim, në atë kohë, 1,44 megabajt të një diskete 3,5 inç u shkruan me një shpejtësi prej rreth 16 kilobajt në sekondë. Në një disk Zip, kokat lexojnë/shkruajnë të dhëna pa kontakt, sikur fluturojnë mbi sipërfaqe, gjë që është e ngjashme me funksionimin e një hard disk, por ndryshon nga parimi i funksionimit të disketave të tjera. Disqet zip shpejt u vjetëruan për shkak të çështjeve të besueshmërisë dhe disponueshmërisë.
1994
Në të njëjtin vit, SanDisk prezantoi CompactFlash, i cili u përdor gjerësisht në video kamerat dixhitale. Ashtu si me CD-të, shpejtësitë e CompactFlash bazohen në vlerësimet "x" si 8x, 20x, 133x, etj. Shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave llogaritet bazuar në shpejtësinë e biteve të CD-së audio origjinale, 150 kilobajt për sekondë. Shpejtësia e transferimit duket si R = Kx150 kB/s, ku R është shpejtësia e transferimit dhe K është shpejtësia nominale. Pra, për një CompactFlash 133x, bajt-i ynë i të dhënave do të shkruhet me shpejtësi 133x150 kB/s ose rreth 19 kB/s ose 950 MB/s. Shoqata CompactFlash u themelua në vitin 19,95 me qëllimin e krijimit të një standardi të industrisë për kartat e memories flash.
1997
Disa vite më vonë, në 1997, u lançua Compact Disc Riwritable (CD-RW). Ky disk optik u përdor për ruajtjen e të dhënave dhe për kopjimin dhe transferimin e skedarëve në pajisje të ndryshme. CD-të mund të rishkruhen rreth 1000 herë, gjë që nuk ishte një faktor kufizues në atë kohë pasi përdoruesit rrallë i shkruajnë të dhënat.
CD-RW-të bazohen në teknologjinë që ndryshon reflektueshmërinë e një sipërfaqeje. Në rastin e CD-RW, zhvendosjet fazore në një shtresë të veçantë të përbërë nga argjendi, teluri dhe indiumi shkaktojnë aftësinë për të reflektuar ose jo reflektuar rrezen e lexuar, që do të thotë 0 ose 1. Kur përbërja është në gjendje kristalore, është i tejdukshëm, që do të thotë 1. Kur përbërja shkrihet në një gjendje amorfe, ai bëhet i errët dhe jo reflektues, i cili 0. Pra, ne mund të shkruajmë bajtin tonë të të dhënave si 01001010.
DVD-të përfundimisht morën pjesën më të madhe të tregut nga CD-RW.
1999
Le të kalojmë në vitin 1999, kur IBM prezantoi hard disqet më të vegjël në botë në atë kohë: mikrodrivet IBM 170MB dhe 340MB. Këto ishin disqe të vegjël të fortë 2,54 cm të krijuar për t'u futur në foletë CompactFlash Type II. Ishte planifikuar të krijohej një pajisje që do të përdorej si CompactFlash, por me kapacitet më të madh memorie. Megjithatë, ato u zëvendësuan shpejt nga USB flash drives dhe më pas nga karta më të mëdha CompactFlash pasi u bënë të disponueshme. Ashtu si disqet e tjerë të vështirë, mikrodrives ishin mekanikë dhe përmbanin disqe të vegjël rrotullues.
2000
Një vit më vonë, në vitin 2000, u prezantuan disqet USB flash. Disqet përbëheshin nga memorie flash të mbyllur në një formë të vogël me një ndërfaqe USB. Në varësi të versionit të ndërfaqes USB të përdorur, shpejtësia mund të ndryshojë. USB 1.1 është i kufizuar në 1,5 megabit për sekondë, ndërsa USB 2.0 mund të trajtojë 35 megabit për sekondë , dhe USB 3.0 është 625 megabit për sekondë. Disqet e parë USB 3.1 Type C u prezantuan në Mars 2015 dhe kishin shpejtësi leximi/shkrimi prej 530 megabit për sekondë. Ndryshe nga disketat dhe disqet optike, pajisjet USB janë më të vështira për t'u gërvishtur, por megjithatë kanë të njëjtat aftësi për ruajtjen e të dhënave, si dhe transferimin dhe kopjimin e skedarëve. Disketat dhe disqet CD u zëvendësuan shpejt nga portat USB.
2005
Në vitin 2005, prodhuesit e hard diskeve (HDD) filluan të dërgonin produkte duke përdorur regjistrim magnetik pingul ose PMR. Mjaft interesante, kjo ndodhi në të njëjtën kohë kur iPod Nano njoftoi përdorimin e memories flash në vend të disqeve 1 inç në iPod Mini.
Një hard disk tipik përmban një ose më shumë disqe të veshur me një shtresë magnetike të ndjeshme të përbërë nga kokrriza të vogla magnetike. Të dhënat regjistrohen kur koka magnetike e regjistrimit fluturon pikërisht mbi diskun rrotullues. Kjo është shumë e ngjashme me një aparat gramafoni tradicional, i vetmi ndryshim është se në një gramafoni majë shkruese është në kontakt fizik me diskun. Ndërsa disqet rrotullohen, ajri në kontakt me ta krijon një erë të lehtë. Ashtu si ajri në krahun e avionit gjeneron ngritje, ajri gjeneron ngritje në kokën e fletës së avionit . Koka ndryshon shpejt magnetizimin e një rajoni magnetik të kokrrave në mënyrë që poli i saj magnetik të drejtohet lart ose poshtë, duke treguar 1 ose 0.
Paraardhësi i PMR ishte regjistrimi magnetik gjatësor, ose LMR. Dendësia e regjistrimit të PMR mund të jetë më shumë se tre herë ajo e LMR. Dallimi kryesor midis PMR dhe LMR është se struktura e kokrrizave dhe orientimi magnetik i të dhënave të ruajtura të mediave PMR është kolone dhe jo gjatësore. PMR ka stabilitet më të mirë termik dhe raport të përmirësuar sinjal-zhurmë (SNR) për shkak të ndarjes dhe uniformitetit më të mirë të kokrrave. Ai gjithashtu përmban regjistrim të përmirësuar falë fushave më të forta të kokës dhe shtrirjes më të mirë të mediave magnetike. Ashtu si LMR, kufizimet themelore të PMR bazohen në qëndrueshmërinë termike të pjesëve të të dhënave që shkruhen nga magneti dhe nevojën për të pasur SNR të mjaftueshëm për të lexuar informacionin e shkruar.
2007
Në vitin 2007, u prezantua hard disku i parë 1 TB nga Hitachi Global Storage Technologies. Hitachi Desktar 7K1000 përdori pesë pjata 3,5 inç 200 GB dhe u rrotullua në rpm Ky është një përmirësim i rëndësishëm në krahasim me hard diskun e parë në botë, IBM RAMAC 350, i cili kishte një kapacitet prej afërsisht 3,75 megabajt. Oh, sa larg kemi arritur në 51 vjet! Por prisni, ka diçka më shumë.
2009
Në vitin 2009, filloi puna teknike për krijimin e memories shprehëse jo të paqëndrueshme, ose . Memoria e paqëndrueshme (NVM) është një lloj memorie që mund të ruajë të dhënat përgjithmonë, në krahasim me memorien e paqëndrueshme, e cila kërkon energji të vazhdueshme për të ruajtur të dhënat. NVMe adreson nevojën për një ndërfaqe të shkallëzueshme të kontrolluesit të hostit për komponentët periferikë të bazuar në gjysmëpërçues të aktivizuar me PCIe, prandaj emri NVMe. Më shumë se 90 kompani u përfshinë në grupin e punës për zhvillimin e projektit. E gjithë kjo u bazua në punën për përcaktimin e Specifikimit të Ndërfaqes së Kontrolluesit të pritësit të memories jo të paqëndrueshme (NVMHCIS). Disqet më të mirë të sotëm NVMe mund të përballojnë rreth 3500 megabajt për sekondë leximi dhe 3300 megabajt për sekondë shkrimi. Shkrimi i bajtit të të dhënave j me të cilin filluam është shumë i shpejtë në krahasim me disa minuta memorie të litarit me dorë për Kompjuterin udhëzues Apollo.
E tashmja dhe e ardhmja
Memoria e klasës së ruajtjes
Tani që kemi udhëtuar pas në kohë (ha!), le t'i hedhim një vështrim gjendjes aktuale të kujtesës së klasës së ruajtjes. SCM, si NVM, është i fortë, por SCM gjithashtu ofron performancë superiore ose të krahasueshme me memorien kryesore, dhe . Qëllimi i SCM është të zgjidhë disa nga problemet e sotme të cache-it, të tilla si dendësia e ulët e memories statike me akses të rastësishëm (SRAM). Me kujtesën dinamike të aksesit të rastësishëm (DRAM), mund të arrijmë densitet më të mirë, por kjo vjen me koston e aksesit më të ngadaltë. DRAM gjithashtu vuan nga nevoja për energji të vazhdueshme për të rifreskuar kujtesën. Le ta kuptojmë pak këtë. Fuqia nevojitet sepse ngarkesa elektrike në kondensatorë rrjedh pak nga pak, që do të thotë se pa ndërhyrje, të dhënat në çip do të humbasin së shpejti. Për të parandaluar një rrjedhje të tillë, DRAM kërkon një qark të jashtëm të rifreskimit të memories që rishkruan periodikisht të dhënat në kondensatorë, duke i rikthyer ato në ngarkesën e tyre origjinale.
Kujtesa e ndërrimit të fazës (PCM)
Më parë, ne shikuam se si ndryshon faza për CD-RW. PCM është e ngjashme. Materiali i ndryshimit të fazës është zakonisht Ge-Sb-Te, i njohur gjithashtu si GST, i cili mund të ekzistojë në dy gjendje të ndryshme: amorf dhe kristalor. Gjendja amorfe ka një rezistencë më të lartë, që tregon 0, sesa gjendja kristalore, që tregon 1. Duke caktuar vlerat e të dhënave në rezistenca të ndërmjetme, PCM mund të përdoret për të ruajtur gjendje të shumta si .
Kujtesa e aksesit të rastësishëm të çift rrotullues të transferimit të rrotullimit (STT-RAM)
STT-RAM përbëhet nga dy shtresa magnetike ferromagnetike, të përhershme, të ndara nga një dielektrik, një izolant që mund të transmetojë forcën elektrike pa përçuar. Ai ruan copa të dhënash bazuar në ndryshimet në drejtimet magnetike. Njëra shtresë magnetike, e quajtur shtresa referente, ka një drejtim magnetik fiks, ndërsa shtresa tjetër magnetike, e quajtur shtresa e lirë, ka një drejtim magnetik që kontrollohet nga rryma e kaluar. Për 1, drejtimi i magnetizimit të dy shtresave është në linjë. Për 0, të dyja shtresat kanë drejtime magnetike të kundërta.
Memorie rezistente me akses të rastësishëm (ReRAM)
Një qelizë ReRAM përbëhet nga dy elektroda metalike të ndara nga një shtresë oksidi metalik. Pak si dizajni i memories flash të Masuoka, ku elektronet depërtojnë në shtresën e oksidit dhe ngecin në portën lundruese, ose anasjelltas. Sidoqoftë, me ReRAM, gjendja e qelizës përcaktohet në bazë të përqendrimit të oksigjenit të lirë në shtresën e oksidit të metalit.
Edhe pse këto teknologji janë premtuese, ato ende kanë të meta. PCM dhe STT-RAM kanë vonesë të lartë të shkrimit. Latencat PCM janë dhjetë herë më të larta se DRAM, ndërsa vonesat STT-RAM janë dhjetë herë më të larta se SRAM. PCM dhe ReRAM kanë një kufi për sa kohë mund të ndodhë një shkrim përpara se të ndodhë një gabim serioz, që do të thotë se elementi i kujtesës ngec. .
Në gusht 2015, Intel njoftoi lëshimin e Optane, produktit të saj të bazuar në 3DXPoint. Optane pretendon 1000 herë performancën e SSD-ve NAND me një çmim katër deri në pesë herë më të lartë se memoria flash. Optane është prova se SCM është më shumë se thjesht një teknologji eksperimentale. Do të jetë interesante të shikoni zhvillimin e këtyre teknologjive.
Hard disqet (HDD)
HDD me helium (HHDD)
Një disk helium është një hard disk me kapacitet të lartë (HDD) që është i mbushur me helium dhe i mbyllur hermetikisht gjatë procesit të prodhimit. Ashtu si disqet e tjerë të ngurtë, siç thamë më herët, është i ngjashëm me një pllakë rrotulluese me një pjatë rrotulluese të veshur me magnet. Disqet e ngurtë tipike thjesht kanë ajër brenda zgavrës, por ky ajër shkakton njëfarë rezistence ndërsa pjatat rrotullohen.
Balonat me helium notojnë sepse heliumi është më i lehtë se ajri. Në fakt, heliumi është 1/7 e densitetit të ajrit, gjë që redukton forcën e frenimit ndërsa pllakat rrotullohen, duke shkaktuar një reduktim të sasisë së energjisë së nevojshme për të rrotulluar disqet. Megjithatë, kjo veçori është dytësore, karakteristika kryesore dalluese e heliumit ishte se ju lejon të paketoni 7 vafera në të njëjtin faktor forme që normalisht do të mbante vetëm 5. Nëse kujtojmë analogjinë e krahut tonë të avionit, atëherë ky është një analog i përsosur . Për shkak se heliumi redukton tërheqjen, turbulenca eliminohet.
Ne gjithashtu e dimë se balonat me helium fillojnë të fundosen pas disa ditësh, sepse heliumi del prej tyre. E njëjta gjë mund të thuhet për pajisjet e ruajtjes. U deshën vite përpara se prodhuesit të ishin në gjendje të krijonin një enë që parandalonte ikjen e heliumit nga faktori i formës gjatë gjithë jetës së makinës. Backblaze kreu eksperimente dhe zbuloi se disqet e ngurtë të heliumit kishin një shkallë gabimi vjetor prej 1,03%, krahasuar me 1,06% për disqet standarde. Sigurisht, ky ndryshim është aq i vogël sa mund të nxirret një përfundim serioz prej tij .
Faktori i formës së mbushur me helium mund të përmbajë një hard disk të kapsuluar duke përdorur PMR, të cilin e diskutuam më lart, ose regjistrim magnetik me mikrovalë (MAMR) ose regjistrim magnetik me ndihmën e nxehtësisë (HAMR). Çdo teknologji e ruajtjes magnetike mund të kombinohet me helium në vend të ajrit. Në vitin 2014, HGST kombinoi dy teknologji më të avancuara në hard diskun e tij helium 10 TB, i cili përdorte regjistrimin magnetik të kontrolluar nga hosti ose SMR (Shingled magnetic recording). Le të flasim pak për SMR dhe më pas të shohim MAMR dhe HAMR.
Teknologjia e regjistrimit magnetik të pllakave
Më parë, ne shikuam regjistrimin pingul magnetik (PMR), i cili ishte paraardhësi i SMR. Ndryshe nga PMR, SMR regjistron gjurmë të reja që mbivendosen një pjesë të gjurmës magnetike të regjistruar më parë. Kjo nga ana tjetër e bën pistën e mëparshme më të ngushtë, duke lejuar densitet më të lartë të gjurmës. Emri i teknologjisë vjen nga fakti se gjurmët e xhirove janë shumë të ngjashme me gjurmët e çatisë me pllaka.
SMR rezulton në një proces shkrimi shumë më kompleks, pasi shkrimi në një këngë mbishkruan pjesën ngjitur. Kjo nuk ndodh kur nënshtresa e diskut është bosh dhe të dhënat janë të njëpasnjëshme. Por sapo regjistroni në një seri këngësh që tashmë përmbajnë të dhëna, të dhënat ekzistuese ngjitur fshihen. Nëse një pjesë ngjitur përmban të dhëna, ajo duhet të rishkruhet. Kjo është mjaft e ngjashme me flashin NAND për të cilin folëm më parë.
Pajisjet SMR fshehin këtë kompleksitet duke menaxhuar firmware, duke rezultuar në një ndërfaqe të ngjashme me çdo hard disk tjetër. Nga ana tjetër, pajisjet SMR të menaxhuara nga hosti, pa përshtatje të veçantë të aplikacioneve dhe sistemeve operative, nuk do të lejojnë përdorimin e këtyre disqeve. Pritësi duhet t'u shkruajë pajisjeve në mënyrë strikte në mënyrë të njëpasnjëshme. Në të njëjtën kohë, performanca e pajisjeve është 100% e parashikueshme. Seagate filloi dërgimin e disqeve SMR në 2013, duke pretenduar 25% densitet më të lartë Dendësia PMR.
Regjistrimi magnetik me mikrovalë (MAMR)
Regjistrimi magnetik me ndihmën e mikrovalës (MAMR) është një teknologji memorie magnetike që përdor energji të ngjashme me HAMR (diskutuar më poshtë).Një pjesë e rëndësishme e MAMR është Oscilatori i rrotullimit rrotullues (STO). Vetë STO ndodhet në afërsi të kokës së regjistrimit. Kur rryma aplikohet në STO, një fushë elektromagnetike rrethore me një frekuencë prej 20-40 GHz krijohet për shkak të polarizimit të rrotullimeve të elektroneve.
Kur ekspozohet ndaj një fushe të tillë, rezonanca ndodh në ferromagnetin e përdorur për MAMR, gjë që çon në precesion të momenteve magnetike të domeneve në këtë fushë. Në thelb, momenti magnetik devijon nga boshti i tij dhe për të ndryshuar drejtimin e tij (rrokullisje), koka e regjistrimit ka nevojë për shumë më pak energji.
Përdorimi i teknologjisë MAMR bën të mundur marrjen e substancave ferromagnetike me forcë më të madhe shtrënguese, që do të thotë se madhësia e domeneve magnetike mund të zvogëlohet pa frikë se mos shkaktohet një efekt superparamagnetik. Gjeneratori STO ndihmon në zvogëlimin e madhësisë së kokës së regjistrimit, gjë që bën të mundur regjistrimin e informacionit në domene më të vogla magnetike, dhe për këtë arsye rrit densitetin e regjistrimit.
Western Digital, i njohur gjithashtu si WD, e prezantoi këtë teknologji në 2017. Menjëherë pas kësaj, në 2018, Toshiba mbështeti këtë teknologji. Ndërsa WD dhe Toshiba po ndjekin teknologjinë MAMR, Seagate po vë bast në HAMR.
Regjistrimi termomagnetik (HAMR)
Regjistrimi magnetik me ndihmën e nxehtësisë (HAMR) është një teknologji e ruajtjes së të dhënave magnetike me efikasitet energjie që mund të rrisë ndjeshëm sasinë e të dhënave që mund të ruhen në një pajisje magnetike, si një hard disk, duke përdorur nxehtësinë e furnizuar nga një lazer për të ndihmuar në shkrimin. të dhënat në sipërfaqet e nënshtresave të diskut të ngurtë. Ngrohja bën që pjesët e të dhënave të vendosen shumë më afër njëri-tjetrit në nënshtresën e diskut, duke lejuar rritjen e densitetit dhe kapacitetit të të dhënave.
Kjo teknologji është mjaft e vështirë për t'u zbatuar. Lazer 200 mW i shpejtë një zonë të vogël deri në 400 °C përpara regjistrimit, pa ndërhyrë ose dëmtuar pjesën tjetër të të dhënave në disk. Procesi i ngrohjes, regjistrimit të të dhënave dhe ftohjes duhet të përfundojë në më pak se një nanosekondë. Adresimi i këtyre sfidave kërkonte zhvillimin e plazmoneve sipërfaqësore në shkallë nano, të njohura gjithashtu si lazerë të udhëhequr nga sipërfaqja, në vend të ngrohjes direkte me lazer, si dhe llojeve të reja të pllakave të qelqit dhe veshjeve të menaxhimit termik për t'i bërë ballë ngrohjes së shpejtë në vend pa dëmtuar kokën e regjistrimit ose ndonjë tjetër aty pranë. të dhëna dhe sfida të ndryshme teknike që duheshin kapërcyer.
Pavarësisht deklaratave të shumta skeptike, Seagate e demonstroi për herë të parë këtë teknologji në 2013. Disqet e parë filluan të dërgoheshin në vitin 2018.
Fundi i filmit, shkoni në fillim!
Ne filluam në 1951 dhe e përfunduam artikullin me një vështrim në të ardhmen e teknologjisë së ruajtjes. Ruajtja e të dhënave ka ndryshuar shumë me kalimin e kohës, nga shiriti letre në metal dhe magnetik, memorie me litar, disqe rrotulluese, disqe optike, memorie flash dhe të tjera. Përparimi ka rezultuar në pajisje ruajtëse më të shpejta, më të vogla dhe më të fuqishme.
Nëse krahasoni NVMe me shiritin metalik UNISERVO të vitit 1951, NVMe mund të lexojë 486% më shumë shifra për sekondë. Kur krahasoni NVMe me të preferuarin tim të fëmijërisë, disqet Zip, NVMe mund të lexojë 111% më shumë shifra në sekondë.
E vetmja gjë që mbetet e vërtetë është përdorimi i 0 dhe 1. Mënyrat në të cilat ne e bëjmë këtë ndryshojnë shumë. Shpresoj që herën tjetër që të shkruani një CD-RW këngësh për një mik ose të ruani një video në shtëpi në Arkivin e Diskut Optik, të mendoni se si një sipërfaqe jo-reflektuese përkthehet në 0 dhe një sipërfaqe reflektuese përkthehet në 1. Ose nëse regjistroni një miks në kasetë, mbani mend se është shumë i lidhur me të dhënat e përdorura në Commodore PET. Së fundi, mos harroni të jeni të sjellshëm dhe të ktheheni.
Falënderim и për gjërat e reja (nuk mund ta ndihmoj) gjatë gjithë artikullit!
Çfarë tjetër mund të lexoni në blog?
→
→
→
→
→
Regjistrohu në tonë -kanal që të mos humbisni artikullin tjetër! Ne shkruajmë jo më shumë se dy herë në javë dhe vetëm për punë. Ju kujtojmë gjithashtu se Cloud4Y mund të sigurojë qasje të sigurt dhe të besueshme në distancë në aplikacionet e biznesit dhe informacionin e nevojshëm për të siguruar vazhdimësinë e biznesit. Puna në distancë është një pengesë shtesë për përhapjen e koronavirusit. Për detaje, kontaktoni menaxherët tanë në .
Burimi: www.habr.com