Сваки провајдер у облаку нуди услуге складиштења података. То могу бити хладна и топла складишта, ледена итд. Чување информација у облаку је прилично згодно. Али како су подаци заправо чувани пре 10, 20, 50 година? Цлоуд4И је превео занимљив чланак који говори управо о томе.
Бајт података се може ускладиштити на различите начине, јер се нови, напреднији и бржи медији за складиштење стално појављују. Бајт је јединица за складиштење и обраду дигиталних информација, која се састоји од осам битова. Један бит може да садржи 0 или 1.
У случају бушених картица, бит се чува као присуство/одсуство рупе на картици на одређеној локацији. Ако се вратимо мало даље на Бебиџову аналитичку машину, регистри који су чували бројеве били су зупчаници. У уређајима за магнетно складиштење као што су траке и дискови, бит је представљен поларитетом одређене области магнетног филма. У савременој динамичкој меморији са случајним приступом (ДРАМ), бит се често представља као двостепено електрично пуњење ускладиштено у уређају који складишти електричну енергију у електричном пољу. Напуњен или испражњен контејнер чува мало података.
Јуна 1956 измислио реч за означавање групе битова који се користе за кодирање једног карактера . Хајде да причамо мало о кодирању карактера. Почнимо са америчким стандардним кодом за размену информација, или АСЦИИ. АСЦИИ је био заснован на енглеском алфабету, тако да свако слово, број и симбол (аз, АЗ, 0-9, +, - , /, ",!, итд. ) су били представљени као 7-битни цео број од 32 до 127. Ово није било баш "пријатељско" према другим језицима. Да би подржао друге језике, Уницоде је проширио АСЦИИ. У Уницоде-у је сваки знак представљен као кодна тачка или симбол, нпр. , мало слово ј је У+006А, где У означава Уницоде, а затим хексадецимални број.
УТФ-8 је стандард за представљање знакова као осам битова, омогућавајући да се свака кодна тачка у опсегу 0-127 чува у једном бајту. Ако се сетимо АСЦИИ-а, ово је сасвим нормално за енглеске знакове, али знакови других језика се често изражавају у два или више бајтова. УТФ-16 је стандард за представљање знакова као 16 бита, а УТФ-32 је стандард за представљање знакова као 32 бита. У АСЦИИ, сваки знак је бајт, али у Уницоде-у, што често није сасвим тачно, знак може заузети 1, 2, 3 или више бајтова. Чланак ће користити различите групе битова. Број битова у бајту варира у зависности од дизајна медија.
У овом чланку ћемо путовати у прошлост кроз различите медије за складиштење како бисмо ушли у историју складиштења података. Ни у ком случају нећемо почети дубоко да проучавамо сваки појединачни медиј за складиштење који је икада измишљен. Ово је забаван информативни чланак који ни на који начин не тврди да има енциклопедијски значај.
Почнимо. Рецимо да имамо бајт података за складиштење: слово ј, било као кодирани бајт 6а, или као бинарни 01001010. Док путујемо кроз време, бајт података ће се користити у неколико технологија складиштења које ће бити описане.
1951
Наша прича почиње 1951. године са траком УНИВАЦ УНИСЕРВО за рачунар УНИВАЦ 1. Био је то први касетофон креиран за комерцијални рачунар. Трака је направљена од танке траке од никловане бронзе, широке 12,65 мм (назване Вицаллои) и дугачке скоро 366 метара. Наши бајтови података могу се чувати брзином од 7 карактера у секунди на траци која се креће брзином од 200 метра у секунди. У овом тренутку у историји, брзину алгоритма за складиштење можете мерити раздаљином коју је трака прешла.
1952
Премотајте годину унапред до 21. маја 1952, када је ИБМ најавио издавање своје прве јединице магнетне траке, ИБМ 726. Наш бајт података сада је могао да се премести са УНИСЕРВО металне траке на ИБМ магнетну траку. Овај нови дом се показао веома удобним за наш веома мали бајт података, пошто трака може да ускладишти до 2 милиона цифара. Ова магнетна трака са 7 трака кретала се брзином од 1,9 метара у секунди са брзином преноса од 12 или КСНУМКС (у то време зване групе за копирање) у секунди. За референцу: просечан чланак на Хабреу има приближно 10 карактера.
Трака ИБМ 726 имала је седам трака, од којих је шест коришћено за чување информација, а једна за контролу паритета. Један колут је могао да прими до 400 метара траке ширине 1,25 цм.Брзина преноса података теоретски је достигла 12,5 хиљада карактера у секунди; густина снимања је 40 бита по центиметру. Овај систем је користио методу "вакуумског канала" у којој је петља траке кружила између две тачке. Ово је омогућило да се трака покрене и заустави у делићу секунде. Ово је постигнуто постављањем дугих вакуумских стубова између калема траке и глава за читање/писање како би се апсорбовао нагли пораст напетости у траци, без чега би трака обично пукла. Пластични прстен који се може уклонити на полеђини траке пружа заштиту од писања. Један колут траке може да ускладишти око 1,1 .
Запамтите ВХС касете. Шта сте морали да урадите да бисте поново гледали филм? Премотај траку! Колико пута сте завртели касету за свој плејер на оловци, да не бисте потрошили батерије и добили поцепану или заглављену траку? Исто се може рећи и за траке које се користе за рачунаре. Програми нису могли само да скачу по траци или насумично приступају подацима, могли су да читају и пишу податке стриктно секвенцијално.
1956
Премотајте неколико година унапред до 1956. године, а ера складиштења на магнетном диску почела је ИБМ-овим довршавањем рачунарског система РАМАЦ 305, који је Зеллербацх Папер испоручио . Овај рачунар је био први који је користио чврсти диск са покретном главом. РАМАЦ диск драјв се састојао од педесет магнетизованих металних плоча пречника 60,96 цм, способних за складиштење приближно пет милиона карактера података, 7 бита по карактеру, и окретање при 1200 обртаја у минути. Капацитет складиштења је био око 3,75 мегабајта.
РАМАЦ је омогућио приступ у реалном времену великим количинама података, за разлику од магнетне траке или бушених картица. ИБМ је рекламирао РАМАЦ као способан да складишти еквивалент од 64 . Раније је РАМРАЦ увео концепт континуиране обраде трансакција како се дешавају, тако да се подаци могу одмах преузети док су још увек свежи. Нашим подацима у РАМАЦ-у сада се може приступити брзином од 100 . Раније, када смо користили траке, морали смо да пишемо и читамо секвенцијалне податке и нисмо могли случајно да скочимо на различите делове траке. Насумични приступ подацима у реалном времену био је заиста револуционаран у то време.
1963
Пређимо унапред на 1963. када је ДЕЦтапе представљен. Назив потиче од Дигитал Екуипмент Цорпоратион, познате као ДЕЦ. ДЕЦтапе је био јефтин и поуздан, тако да се користио у многим генерацијама ДЕЦ рачунара. Била је то трака од 19 мм, ламинирана и у сендвичу између два слоја милара на колуту од четири инча (10,16 цм).
За разлику од својих тешких, гломазних претходника, ДЕЦтапе се могао носити ручно. То га је учинило одличном опцијом за персоналне рачунаре. За разлику од својих парњака са 7 стаза, ДЕЦтапе је имао 6 стаза података, 2 стазе за сигнализацију и 2 за такт импулсе. Подаци су снимљени при 350 бита по инчу (138 бита по цм). Наш бајт података, који је 8 бита, али се може проширити на 12, могао би се пренети на ДЕЦтапе брзином од 8325 12-битних речи у секунди при брзини траке од 93 (±12) инча по . Ово је 8% више цифара у секунди од металне траке УНИСЕРВО 1952. године.
1967
Четири године касније, 1967, мали ИБМ тим је почео да ради на ИБМ флопи драјву, кодног имена . Тада је тим добио задатак да развије поуздан и јефтин начин за учитавање микрокодова ИБМ Систем/370. Пројекат је накнадно пренамењен и пренамењен за учитавање микрокода у контролер за ИБМ 3330 Дирецт Аццесс Стораге Фацилити, кодног имена Мерлин.
Наш бајт би сада могао да се чува на 8-инчним магнетно обложеним Милар дискетама, које су данас познате као флопи дискови. У време објављивања, производ се звао ИБМ 23ФД Флоппи Диск Дриве Систем. Дискови су могли да садрже 80 килобајта података. За разлику од чврстих дискова, корисник може лако да премести дискету у заштитном омотачу са једног уређаја на други. Касније, 1973. године, ИБМ је издао дискету за читање/уписивање, која је тада постала индустријска .
1969
Године 1969. лансиран је компјутер за навођење Аполо (АГЦ) са меморијом ужета на броду Аполо 11, који је носио америчке астронауте до Месеца и назад. Ова меморија од ужета направљена је ручно и могла је да садржи 72 килобајта података. Производња меморије ужета била је радно интензивна, спора и захтевала је вештине сличне ткању; могло би потрајати . Али то је био прави алат за она времена када је било важно уклопити максимум у строго ограничен простор. Када је жица прошла кроз једну од кружних нити, представљала је 1. Жица која је пролазила око жице представљала је 0. Наш бајт података захтевао је од особе да уплете неколико минута у конопац.
1977
Године 1977. изашао је Цоммодоре ПЕТ, први (успешан) персонални рачунар. ПЕТ је користио Цоммодоре 1530 Датасетте, што значи подаци плус касета. ПЕТ је конвертовао податке у аналогне аудио сигнале, који су затим сачувани . Ово нам је омогућило да створимо исплативо и поуздано решење за складиштење, иако веома споро. Наш мали бајт података могао би се пренети брзином од око 60-70 бајтова по . Касете су могле да држе око 100 килобајта по страни од 30 минута, са две стране по траци. На пример, једна страна касете може да садржи око две слике од 55 КБ. Сетови података су такође коришћени у Цоммодоре ВИЦ-20 и Цоммодоре 64.
1978
Годину дана касније, 1978. године, МЦА и Пхилипс представили су ЛасерДисц под именом "Дисцовисион". Јавс је био први филм продат на ЛасерДисц-у у Сједињеним Државама. Његов аудио и видео квалитет је био много бољи од конкуренције, али ласерски диск је био прескуп за већину потрошача. ЛасерДисц се није могао снимити, за разлику од ВХС касета на којима су људи снимали телевизијске програме. Ласерски дискови су радили са аналогним видеом, аналогним ФМ стерео звуком и пулсним кодом , или ПЦМ, дигитални аудио. Дискови су имали пречник од 12 инча (30,47 цм) и састојали су се од два једнострана алуминијумска диска пресвучена пластиком. Данас се ЛасерДисц памти као основа за ЦД и ДВД.
1979
Годину дана касније, 1979., Алан Шугарт и Финис Конер су основали Сеагате Тецхнологи са идејом да скалирају хард диск на величину дискете од 5 ¼ инча, што је у то време било стандардно. Њихов први производ 1980. године био је чврсти диск Сеагате СТ506, први чврсти диск за компактне рачунаре. Диск је садржао пет мегабајта података, што је у то време било пет пута веће од стандардне дискете. Оснивачи су успели да постигну свој циљ да смање величину диска на величину дискете од 5¼ инча. Нови уређај за складиштење података био је чврста метална плоча обложена са обе стране танким слојем магнетног материјала за складиштење података. Наши бајтови података могу се пренети на диск брзином од 625 килобајта по . То је отприлике .
1981
Премотамо неколико година унапред до 1981, када је Сони представио прве 3,5-инчне дискете. Хевлетт-Пацкард је постао први усвојилац ове технологије 1982. године са својим ХП-150. Ово је учинило 3,5-инчне флопи дискове познатим и омогућило им широку употребу широм света. . Дискете су биле једностране са форматираним капацитетом од 161.2 килобајта и неформатираним капацитетом од 218.8 килобајта. Године 1982. објављена је двострана верзија, а конзорцијум Мицрофлоппи Индустри Цоммиттее (МИЦ) од 23 медијске компаније засновао је спецификацију дискете од 3,5 инча на оригиналном Сонијевом дизајну, учврстивши формат у историји какав данас познајемо. . Сада наши бајтови података могу да се чувају на раној верзији једног од најчешћих медија за складиштење: 3,5-инчну флопи диск. Касније, пар 3,5-инчних дискета са постао најважнији део мог детињства.
1984
Убрзо након тога, 1984. године, објављено је издавање Цомпацт Дисц Реад-Онли Мемори (ЦД-РОМ). Радило се о ЦД-РОМ-овима од 550 мегабајта компаније Сони и Пхилипс. Формат је израстао из ЦД-ова са дигиталним звуком, или ЦД-ДА, који су коришћени за дистрибуцију музике. ЦД-ДА су развили Сони и Пхилипс 1982. године и имао је капацитет од 74 минута. Према легенди, када су Сони и Филипс преговарали о стандарду ЦД-ДА, један од четворо људи је инсистирао да може целу Девету симфонију. Први производ објављен на ЦД-у била је Гролијерова електронска енциклопедија, објављена 1985. године. Енциклопедија је садржала девет милиона речи, које су заузимале само 12% доступног простора на диску, што је 553 . Имали бисмо више него довољно простора за енциклопедију и бајт података. Убрзо након тога, 1985. године, рачунарске компаније су радиле заједно на стварању стандарда за диск јединице како би сваки рачунар могао да их чита.
1984
Такође 1984. године, Фујио Масуока је развио нови тип меморије са плутајућим вратима под називом флеш меморија, која је могла да се брише и преписује много пута.
Хајде да одвојимо тренутак да погледамо флеш меморију користећи транзистор са плутајућим вратима. Транзистори су електричне капије које се могу укључити и искључити појединачно. Пошто сваки транзистор може бити у два различита стања (укључен и искључен), може да ускладишти два различита броја: 0 и 1. Плутајућа капија се односи на другу капију додату средњем транзистору. Ова друга капија је изолована танким слојем оксида. Ови транзистори користе мали напон који се примењује на капију транзистора да назначи да ли је укључен или искључен, што се заузврат преводи у 0 или 1.
Код плутајућих капија, када се одговарајући напон примени кроз оксидни слој, електрони пролазе кроз њега и заглављују се на капијама. Стога, чак и када је струја искључена, електрони остају на њима. Када нема електрона на пливајућим капијама, они представљају 1, а када су електрони заглављени, они представљају 0. Обрнутим овим процесом и применом одговарајућег напона кроз оксидни слој у супротном смеру, електрони пролазе кроз плутајуће капије и вратите транзистор у првобитно стање. Због тога се ћелије могу програмирати и . Наш бајт се може програмирати у транзистор као 01001010, са електронима, са електронима заглављеним у плутајућим капијама да представљају нуле.
Масуокин дизајн је био мало приступачнији, али мање флексибилан од ПРОМ-а који се може избрисати електричном енергијом (ЕЕПРОМ), јер је захтевао више група ћелија које су морале да се бришу заједно, али то је такође објаснило његову брзину.
У то време, Масуока је радио за Тосхибу. На крају је отишао да ради на Универзитету Тохоку јер је био незадовољан што га компанија није наградила за његов рад. Масуока је тужио Тосхибу, тражећи одштету. Године 2006. плаћен му је 87 милиона јуана, што је еквивалентно 758 хиљада америчких долара. Ово се и даље чини безначајним с обзиром на то колико је флеш меморија постала утицајна у индустрији.
Док говоримо о флеш меморији, такође је вредно напоменути која је разлика између НОР и НАНД флеш меморије. Као што већ знамо од Масуоке, флеш чува информације у меморијским ћелијама које се састоје од транзистора са плутајућим вратима. Називи технологија су директно повезани са начином на који су меморијске ћелије организоване.
У НОР флешу, појединачне меморијске ћелије су повезане паралелно да би се обезбедио случајни приступ. Ова архитектура смањује време читања потребно за случајни приступ инструкцијама микропроцесора. НОР флеш меморија је идеална за апликације ниже густине које су првенствено само за читање. Због тога већина ЦПУ-а учитава свој фирмвер, обично из НОР флеш меморије. Масуока и његове колеге су представили проналазак НОР флеш 1984. и НАНД флеш XNUMX. .
НАНД Фласх програмери су напустили функцију случајног приступа како би постигли мању величину меморијске ћелије. Ово резултира мањом величином чипа и нижом ценом по биту. Архитектура НАНД флеш меморије се састоји од осмоделних меморијских транзистора повезаних у серију. Тиме се постиже висока густина складиштења, мања величина меморијских ћелија и брже писање и брисање података јер може истовремено програмирати блокове података. Ово се постиже тако што се захтева да се подаци поново уписују када нису уписани секвенцијално и подаци већ постоје у .
1991
Пређимо на 1991. годину, када је СанДиск креирао прототип ССД уређаја, тада познат као . Дизајн је комбиновао низ флеш меморије, неиспарљиве меморијске чипове и интелигентни контролер за аутоматско откривање и исправљање дефектних ћелија. Капацитет диска је био 20 мегабајта са 2,5-инчним обликом, а његова цена је процењена на око 1000 долара. Овај диск је користио ИБМ у рачунару .
1994
Један од мојих омиљених медија за складиштење од детињства били су Зип дискови. Године 1994. Иомега је издала Зип Диск, кертриџ од 100 мегабајта у фактору облика од 3,5 инча, отприлике нешто дебљи од стандардног 3,5-инчног диска. Касније верзије диск јединица могле су да складиште до 2 гигабајта. Погодност ових дискова је у томе што су били величине дискете, али су имали могућност складиштења веће количине података. Наши бајтови података могу се записати на Зип диск брзином од 1,4 мегабајта у секунди. Поређења ради, тада је 1,44 мегабајта дискете од 3,5 инча уписано брзином од око 16 килобајта у секунди. На Зип диску, главе читају/записују податке без контакта, као да лете изнад површине, што је слично раду чврстог диска, али се разликује од принципа рада других дискета. Зип дискови су убрзо постали застарели због проблема са поузданошћу и доступношћу.
1994
Исте године, СанДиск је представио ЦомпацтФласх, који се широко користио у дигиталним видео камерама. Као и код ЦД-ова, ЦомпацтФласх брзине су засноване на "к" оценама као што су 8к, 20к, 133к, итд. Максимална брзина преноса података се израчунава на основу брзине преноса оригиналног аудио ЦД-а, 150 килобајта у секунди. Брзина преноса изгледа као Р = Кк150 кБ/с, где је Р брзина преноса, а К номинална брзина. Дакле, за ЦомпацтФласх од 133к, наш бајт података ће бити записан при 133к150 кБ/с или око 19 кБ/с или 950 МБ/с. Удружење ЦомпацтФласх основано је 19,95. године са циљем стварања индустријског стандарда за флеш меморијске картице.
1997
Неколико година касније, 1997. године, објављен је Цомпацт Дисц Ревритабле (ЦД-РВ). Овај оптички диск је коришћен за складиштење података и за копирање и пренос датотека на различите уређаје. ЦД-ови се могу преписати око 1000 пута, што у то време није био ограничавајући фактор пошто су корисници ретко преписивали податке.
ЦД-РВ дискови су засновани на технологији која мења рефлективност површине. У случају ЦД-РВ, фазни помаци у специјалној превлаци која се састоји од сребра, телура и индијума изазивају способност да рефлектују или не рефлектују очитани зрак, што значи 0 или 1. Када је једињење у кристалном стању, оно је провидан, што значи 1. Када се једињење топи у аморфно стање, постаје непрозирно и нерефлектује, што 0. Тако бисмо могли да запишемо наш бајт података као 01001010.
ДВД-ови су на крају преузели већину тржишног удела од ЦД-РВ-а.
1999
Пређимо на 1999. годину, када је ИБМ представио најмање хард дискове на свету у то време: ИБМ 170МБ и 340МБ микро драјвове. То су били мали чврсти дискови од 2,54 цм дизајнирани да стану у ЦомпацтФласх Типе ИИ слотове. Планирано је да се направи уређај који би се користио као ЦомпацтФласх, али са већим капацитетом меморије. Међутим, убрзо су их заменили УСБ флеш дискови, а затим и веће ЦомпацтФласх картице како су постале доступне. Као и други чврсти дискови, микродријеви су били механички и садржавали су мале дискове који се окрећу.
2000
Годину дана касније, 2000. године, представљени су УСБ флеш дискови. Диск јединице су се састојале од флеш меморије затворене у фактор мале форме са УСБ интерфејсом. У зависности од верзије коришћеног УСБ интерфејса, брзина може да варира. УСБ 1.1 је ограничен на 1,5 мегабита у секунди, док УСБ 2.0 може да поднесе 35 мегабита у секунди , а УСБ 3.0 је 625 мегабита у секунди. Први УСБ 3.1 Тип Ц дискови су најављени у марту 2015. и имали су брзину читања/писања од 530 мегабита у секунди. За разлику од флопи дискова и оптичких уређаја, УСБ уређаје је теже огребати, али и даље имају исте могућности за складиштење података, као и за пренос и прављење резервних копија датотека. Дискете и ЦД уређаји су брзо замењени УСБ портовима.
2005
2005. године, произвођачи хард дискова (ХДД) почели су да испоручују производе који користе вертикално магнетно снимање или ПМР. Занимљиво је да се ово догодило у исто време када је иПод Нано најавио коришћење флеш меморије уместо 1-инчних чврстих дискова у иПод Мини-у.
Типичан чврсти диск садржи један или више чврстих дискова обложених магнетно осетљивим филмом састављеним од ситних магнетних зрна. Подаци се снимају када магнетна глава за снимање лети тик изнад диска који се окреће. Ово је веома слично традиционалном грамофонском грамофонском грамофону, једина разлика је у томе што је код грамофона оловка у физичком контакту са плочом. Како се дискови ротирају, ваздух у контакту са њима ствара благи поветарац. Баш као што ваздух на крилу авиона ствара узгон, ваздух ствара узгон на глави аеропрофила . Глава брзо мења магнетизацију једног магнетног региона зрна тако да њен магнетни пол показује горе или доле, што показује 1 или 0.
Претходник ПМР-а био је лонгитудинално магнетно снимање, или ЛМР. Густина снимања ПМР-а може бити више од три пута већа од ЛМР-а. Главна разлика између ПМР-а и ЛМР-а је у томе што је структура зрна и магнетна оријентација сачуваних података ПМР медија стубна, а не уздужна. ПМР има бољу термичку стабилност и побољшан однос сигнал-шум (СНР) због бољег одвајања зрна и уједначености. Такође има побољшану могућност снимања захваљујући јачим пољима главе и бољем поравнању магнетних медија. Као и ЛМР, основна ограничења ПМР-а су заснована на термалној стабилности битова података које магнет уписује и потреби да се има довољан СНР за читање записаних информација.
2007
Године 2007. објављен је први хард диск од 1 ТБ компаније Хитацхи Глобал Стораге Тецхнологиес. Хитацхи Дескстар 7К1000 користио је пет плоча од 3,5 инча од 200 ГБ и окретао се на рпм Ово је значајно побољшање у односу на први чврсти диск на свету, ИБМ РАМАЦ 350, који је имао капацитет од приближно 3,75 мегабајта. О, колико смо далеко стигли за 51 годину! Али чекај, има још нешто.
2009
2009. године почели су технички радови на стварању непроменљиве експресне меморије, одн . Непроменљива меморија (НВМ) је врста меморије која може трајно да складишти податке, за разлику од нестабилне меморије, којој је потребна константна снага за складиштење података. НВМе се бави потребом за скалабилним интерфејсом хост контролера за полупроводничке периферне компоненте засноване на ПЦИе, отуда и назив НВМе. Више од 90 компанија било је укључено у радну групу за развој пројекта. Ово је све било засновано на раду на дефинисању спецификације интерфејса контролера хоста за непроменљиву меморију (НВМХЦИС). Данашњи најбољи НВМе дискови могу да поднесу око 3500 мегабајта у секунди читања и 3300 мегабајта у секунди уписивања. Писање ј бајта података са којим смо започели је веома брзо у поређењу са неколико минута меморије ручног ткања ужета за Аполло навигациони рачунар.
Садашњост и будућност
Меморија класе складишта
Сада када смо путовали у прошлост (ха!), хајде да погледамо тренутно стање меморије класе складиштења. СЦМ, као и НВМ, је робустан, али СЦМ такође пружа перформансе супериорније или упоредиве са главном меморијом, и . Циљ СЦМ-а је да реши неке од данашњих проблема са кешом, као што је ниска густина статичке меморије са случајним приступом (СРАМ). Са динамичком меморијом са случајним приступом (ДРАМ) можемо постићи бољу густину, али то долази по цену споријег приступа. ДРАМ такође пати од потребе за сталним напајањем за освежавање меморије. Хајде да ово мало разумемо. Снага је потребна јер електрични набој на кондензаторима мало по мало цури, што значи да ће без интервенције подаци на чипу ускоро бити изгубљени. Да би се спречило такво цурење, ДРАМ захтева екстерно коло за освежавање меморије које периодично преписује податке у кондензаторима, враћајући их у првобитно напуњеност.
Меморија за промену фазе (ПЦМ)
Претходно смо погледали како се фаза мења за ЦД-РВ. ПЦМ је сличан. Материјал за промену фазе је обично Ге-Сб-Те, такође познат као ГСТ, који може постојати у два различита стања: аморфном и кристалном. Аморфно стање има већи отпор, означавајући 0, од кристалног стања које означава 1. Додељивањем вредности података средњим отпорима, ПЦМ се може користити за складиштење више стања као .
Меморија са случајним приступом за обртни момент (СТТ-РАМ)
СТТ-РАМ се састоји од два феромагнетна, трајна магнетна слоја одвојена диелектриком, изолатором који може преносити електричну силу без проводљивости. Чува битове података на основу разлика у магнетним правцима. Један магнетни слој, који се назива референтни слој, има фиксни магнетни правац, док други магнетни слој, назван слободни слој, има магнетни правац који је контролисан струјом која пролази. За 1, смер магнетизације два слоја је поравнат. За 0, оба слоја имају супротне магнетне правце.
Отпорна меморија са случајним приступом (РеРАМ)
РеРАМ ћелија се састоји од две металне електроде раздвојене слојем металног оксида. Помало као Масуокин дизајн флеш меморије, где електрони продиру у оксидни слој и заглављују се у плутајућој капији, или обрнуто. Међутим, са РеРАМ-ом, стање ћелије се одређује на основу концентрације слободног кисеоника у слоју металног оксида.
Иако су ове технологије обећавајуће, оне и даље имају недостатке. ПЦМ и СТТ-РАМ имају велику латенцију писања. ПЦМ латенције су десет пута веће од ДРАМ-а, док су кашњења СТТ-РАМ-а десет пута веће од СРАМ-а. ПЦМ и РеРАМ имају ограничење колико дуго може да се деси упис пре него што дође до озбиљне грешке, што значи да се меморијски елемент заглави .
У августу 2015, Интел је најавио издавање Оптане-а, свог производа заснованог на 3ДКСПоинт-у. Оптане тврди да су перформансе 1000 пута веће од НАНД ССД-ова по цени четири до пет пута већој од флеш меморије. Оптане је доказ да је СЦМ више од експерименталне технологије. Биће занимљиво пратити развој ових технологија.
Чврсти дискови (ХДД)
ХДД са хелијумом (ХХДД)
Хелијумски диск је хард диск великог капацитета (ХДД) који је напуњен хелијумом и херметички затворен током процеса производње. Као и други чврсти дискови, као што смо раније рекли, сличан је грамофону са магнетно обложеном ротирајућом плочом. Типични чврсти дискови једноставно имају ваздух унутар шупљине, али овај ваздух изазива одређени отпор док се плоче окрећу.
Балони са хелијумом плутају јер је хелијум лакши од ваздуха. У ствари, хелијум је 1/7 густине ваздуха, што смањује силу кочења док се плоче ротирају, што доводи до смањења количине енергије потребне за окретање дискова. Међутим, ова карактеристика је секундарна, главна карактеристика хелијума је та што вам омогућава да спакујете 7 плочица у истом фактору форме који би иначе имао само 5. Ако се сетимо аналогије нашег авионског крила, онда је ово савршен аналог . Пошто хелијум смањује отпор, турбуленција је елиминисана.
Такође знамо да балони са хелијумом почињу да тону након неколико дана јер хелијум излази из њих. Исто се може рећи и за уређаје за складиштење. Прошле су године пре него што су произвођачи успели да створе контејнер који је спречио хелијум да побегне из фактора форме током читавог века трајања диск јединице. Бацкблазе је спровео експерименте и открио да чврсти дискови са хелијумом имају годишњу стопу грешке од 1,03%, у поређењу са 1,06% за стандардне дискове. Наравно, ова разлика је толико мала да се из ње може извући озбиљан закључак .
Фактор форме испуњен хелијумом може да садржи чврсти диск инкапсулиран помоћу ПМР-а, о чему смо горе говорили, или микроталасног магнетног снимања (МАМР) или магнетног снимања уз помоћ топлоте (ХАМР). Било која технологија магнетног складиштења може се комбиновати са хелијумом уместо ваздуха. У 2014. години, ХГСТ је комбиновао две најсавременије технологије у свом чврстом диску од 10ТБ са хелијумом, који је користио магнетно снимање које контролише домаћин или СМР (Синглед магнетно снимање). Хајде да причамо мало о СМР-у, а затим погледамо МАМР и ХАМР.
Технологија магнетног снимања плочица
Раније смо погледали окомито магнетно снимање (ПМР), које је било претходник СМР-у. За разлику од ПМР-а, СМР снима нове нумере које се преклапају са делом претходно снимљене магнетне стазе. Ово заузврат чини претходну стазу ужим, омогућавајући већу густину стаза. Назив технологије потиче од чињенице да су стазе за крило веома сличне траговима поплочаних кровова.
СМР резултира много сложенијим процесом писања, пошто писање на једну траку замењује суседну траку. Ово се не дешава када је подлога диска празна и подаци су секвенцијални. Али чим снимите на низ нумера које већ садрже податке, постојећи суседни подаци се бришу. Ако суседна трака садржи податке, мора се поново написати. Ово је прилично слично НАНД флешу о којем смо раније говорили.
СМР уређаји скривају ову сложеност управљањем фирмвером, што резултира интерфејсом сличним било ком другом чврстом диску. С друге стране, СМР уређаји којима управља хост, без посебне адаптације апликација и оперативних система, неће дозволити употребу ових драјвова. Домаћин мора да пише на уређаје стриктно узастопно. Истовремено, перформансе уређаја су 100% предвидиве. Сеагате је почео да испоручује СМР дискове 2013. године, захтевајући 25% већу густину ПМР густина.
Микроталасно магнетно снимање (МАМР)
Магнетно снимање уз помоћ микроталасне пећнице (МАМР) је технологија магнетне меморије која користи енергију сличну ХАМР-у (о коме се даље говори). Важан део МАМР-а је осцилатор обртног момента (СТО). Сам СТО се налази у непосредној близини главе за снимање. Када се струја примени на СТО, ствара се кружно електромагнетно поље фреквенције 20-40 ГХз због поларизације спинова електрона.
Када је изложен таквом пољу, долази до резонанце у феромагнету који се користи за МАМР, што доводи до прецесије магнетних момената домена у овом пољу. У суштини, магнетни момент одступа од своје осе и да би променио свој правац (обрнуто), глави за снимање је потребно знатно мање енергије.
Употреба МАМР технологије омогућава узимање феромагнетних супстанци са већом коерцитивном силом, што значи да се величина магнетних домена може смањити без страха од изазивања суперпарамагнетног ефекта. СТО генератор помаже у смањењу величине главе за снимање, што омогућава снимање информација на мањим магнетним доменима, а самим тим повећава густину снимања.
Вестерн Дигитал, познат и као ВД, представио је ову технологију 2017. године. Убрзо након тога, 2018. године, Тосхиба је подржала ову технологију. Док ВД и Тосхиба следе МАМР технологију, Сеагате се клади на ХАМР.
Термомагнетно снимање (ХАМР)
Магнетно снимање уз помоћ топлоте (ХАМР) је енергетски ефикасна технологија за складиштење магнетних података која може значајно повећати количину података који се могу ускладиштити на магнетном уређају, као што је чврсти диск, коришћењем топлоте коју доводи ласер за помоћ при писању податке на површинске подлоге чврстог диска. Загревање доводи до тога да се битови података постављају много ближе један другом на подлогу диска, што омогућава повећану густину и капацитет података.
Ова технологија је прилично тешка за имплементацију. 200 мВ ласер брз малу површину до 400 °Ц пре снимања, без ометања или оштећења остатка података на диску. Процес грејања, снимања података и хлађења мора бити завршен за мање од наносекунде. Решавање ових изазова захтевало је развој површинских плазмона у наноразмери, такође познатих као ласери са површинским навођењем, уместо директног ласерског грејања, као и нове врсте стаклених плоча и премаза за управљање топлотом да би издржали брзо загревање тачке без оштећења главе за снимање или било ког другог у близини податке, и разне друге техничке изазове које је требало превазићи.
Упркос бројним скептичним изјавама, Сеагате је први пут демонстрирао ову технологију 2013. године. Први дискови су почели да се испоручују 2018.
Крај филма, идите на почетак!
Почели смо 1951. године и завршили чланак са погледом у будућност технологије складиштења. Складиштење података се током времена у великој мери променило, од папирне траке до металне и магнетне, меморије на ужету, дискова који се окрећу, оптичких дискова, флеш меморије и других. Напредак је резултирао бржим, мањим и моћнијим уређајима за складиштење података.
Ако упоредите НВМе са металном траком УНИСЕРВО из 1951. године, НВМе може да прочита 486% више цифара у секунди. Када упоредим НВМе са мојим омиљеним из детињства, Зип дисковима, НВМе може да прочита 111% више цифара у секунди.
Једина ствар која остаје истинита је употреба 0 и 1. Начини на које то радимо веома се разликују. Надам се да ћете следећи пут када снимите ЦД-РВ са песмама за пријатеља или сачувате кућни видео у Архиву оптичких дискова, размислити о томе како се нерефлектујућа површина преводи у 0, а рефлектујућа у 1. Или ако снимате миктапе на касету, запамтите да је веома блиско повезан са Датасетте-ом који се користи у Цоммодоре ПЕТ-у. Коначно, не заборавите да будете љубазни и премотајте уназад.
захвалити и за ситнице (не могу помоћи) у целом чланку!
Шта још можете прочитати на блогу?
→
→
→
→
→
Претплатите се на наш -канал тако да не пропустите следећи чланак! Пишемо не више од два пута недељно и само пословно. Такође вас подсећамо да Цлоуд4И може да обезбеди сигуран и поуздан даљински приступ пословним апликацијама и информацијама неопходним за обезбеђење континуитета пословања. Рад на даљину је додатна препрека ширењу корона вируса. За детаље контактирајте наше менаџере на .
Извор: ввв.хабр.цом