Nag-aalok ang anumang cloud provider ng mga serbisyo sa pag-iimbak ng data. Ang mga ito ay maaaring malamig at mainit na imbakan, Malamig na yelo, atbp. Ang pag-iimbak ng impormasyon sa cloud ay medyo maginhawa. Ngunit paano talaga naimbak ang data 10, 20, 50 taon na ang nakakaraan? Nagsalin ang Cloud4Y ng isang kawili-wiling artikulo na nag-uusap tungkol dito.
Ang isang byte ng data ay maaaring maimbak sa iba't ibang paraan, dahil lumalabas ang bago, mas advanced at mas mabilis na storage media sa lahat ng oras. Ang byte ay isang yunit ng imbakan at pagproseso ng digital na impormasyon, na binubuo ng walong bits. Ang isang bit ay maaaring maglaman ng alinman sa 0 o 1.
Sa kaso ng mga punched card, ang bit ay nakaimbak bilang presensya/kawalan ng butas sa card sa isang partikular na lokasyon. Kung babalik tayo nang kaunti sa Analytical Engine ni Babbage, ang mga rehistro na nag-imbak ng mga numero ay mga gear. Sa mga magnetic storage device tulad ng mga tape at disk, ang kaunti ay kinakatawan ng polarity ng isang partikular na lugar ng magnetic film. Sa modernong dynamic na random access memory (DRAM), ang kaunti ay kadalasang kinakatawan bilang isang dalawang antas na singil sa kuryente na nakaimbak sa isang device na nag-iimbak ng elektrikal na enerhiya sa isang electric field. Ang na-charge o na-discharge na container ay nag-iimbak ng kaunting data.
Noong Hunyo 1956 nag-imbento ng salita upang tukuyin ang isang pangkat ng mga bit na ginagamit upang mag-encode ng isang character . Pag-usapan natin ang tungkol sa pag-encode ng character. Magsimula tayo sa American standard code para sa pagpapalitan ng impormasyon, o ASCII. Ang ASCII ay batay sa alpabetong Ingles, kaya bawat titik, numero at simbolo (az, AZ, 0-9, +, - , /, ",!, atbp. ) ay kinakatawan bilang isang 7-bit na integer mula 32 hanggang 127. Hindi ito eksaktong "friendly" sa ibang mga wika. Upang suportahan ang iba pang mga wika, pinalawak ng Unicode ang ASCII. Sa Unicode, ang bawat karakter ay kinakatawan bilang isang code point, o simbolo, halimbawa , ang lowercase na j ay U+006A, kung saan ang U ay kumakatawan sa Unicode at pagkatapos ay isang hexadecimal na numero.
Ang UTF-8 ay isang pamantayan para sa kumakatawan sa mga character bilang walong bits, na nagpapahintulot sa bawat code point sa hanay na 0-127 na maimbak sa isang solong byte. Kung naaalala natin ang ASCII, ito ay medyo normal para sa mga English na character, ngunit ang ibang mga character ng wika ay madalas na ipinahayag sa dalawa o higit pang mga byte. Ang UTF-16 ay isang pamantayan para sa kumakatawan sa mga character bilang 16 bits, at ang UTF-32 ay isang pamantayan para sa kumakatawan sa mga character bilang 32 bits. Sa ASCII, ang bawat character ay isang byte, ngunit sa Unicode, na kadalasang hindi ganap na totoo, ang isang character ay maaaring sumakop ng 1, 2, 3 o higit pang mga byte. Ang artikulo ay gagamit ng iba't ibang laki ng pagpapangkat ng mga bit. Ang bilang ng mga bit sa isang byte ay nag-iiba depende sa disenyo ng media.
Sa artikulong ito, maglalakbay kami pabalik sa nakaraan sa pamamagitan ng iba't ibang storage media upang suriin ang kasaysayan ng pag-iimbak ng data. Sa anumang kaso ay hindi tayo magsisimulang malalim na pag-aralan ang bawat solong storage medium na naimbento na. Ito ay isang nakakatuwang artikulong nagbibigay-kaalaman na sa anumang paraan ay hindi sinasabing may encyclopedic na kahalagahan.
Magsimula na tayo. Sabihin nating mayroon tayong data byte na iimbak: ang letrang j, alinman bilang isang naka-encode na byte 6a, o bilang isang binary na 01001010. Habang naglalakbay tayo sa paglipas ng panahon, ang data byte ay gagamitin sa ilang mga teknolohiya ng storage na ilalarawan.
1951
Ang aming kwento ay nagsimula noong 1951 sa UNIVAC UNISERVO tape drive para sa UNIVAC 1 computer. Ito ang unang tape drive na nilikha para sa isang komersyal na computer. Ang banda ay ginawa mula sa manipis na strip ng nickel-plated bronze, 12,65 mm ang lapad (tinatawag na Vicalloy) at halos 366 metro ang haba. Ang aming mga byte ng data ay maaaring maimbak sa 7 character bawat segundo sa isang tape na gumagalaw sa 200 metro bawat segundo. Sa puntong ito sa kasaysayan, maaari mong sukatin ang bilis ng isang algorithm ng imbakan sa pamamagitan ng distansya na nilakbay ng tape.
1952
Fast forward sa isang taon hanggang Mayo 21, 1952, nang ipahayag ng IBM ang paglabas ng una nitong magnetic tape unit, ang IBM 726. Ang aming byte ng data ay maaari na ngayong ilipat mula sa UNISERVO metal tape patungo sa IBM magnetic tape. Ang bagong bahay na ito ay naging napakaginhawa para sa aming napakaliit na byte ng data, dahil ang tape ay maaaring mag-imbak ng hanggang 2 milyong mga digit. Ang 7-track magnetic tape na ito ay gumagalaw sa 1,9 metro bawat segundo na may baud rate na 12 o 7500 (sa panahong iyon ay tinatawag na mga pangkat ng kopya) bawat segundo. Para sa sanggunian: ang karaniwang artikulo sa HabrΓ© ay may humigit-kumulang 10 character.
Ang IBM 726 tape ay may pitong track, anim sa mga ito ay ginamit para sa pag-iimbak ng impormasyon, at isa para sa parity control. Ang isang reel ay maaaring tumanggap ng hanggang 400 metro ng tape na may lapad na 1,25 cm. Ang bilis ng paglipat ng data ay theoretically umabot sa 12,5 thousand characters bawat segundo; recording density ay 40 bits per centimeter. Gumamit ang sistemang ito ng "vacuum channel" na paraan kung saan umikot ang isang loop ng tape sa pagitan ng dalawang punto. Pinayagan nito ang tape na magsimula at huminto sa isang bahagi ng isang segundo. Nakamit ito sa pamamagitan ng paglalagay ng mahabang vacuum column sa pagitan ng mga tape spool at ng read/write head upang masipsip ang biglaang pagtaas ng tensyon sa tape, kung wala ang tape ay kadalasang masisira. Ang isang naaalis na plastic na singsing sa likod ng tape reel ay nagbigay ng proteksyon sa pagsulat. Ang isang reel ng tape ay maaaring mag-imbak ng mga 1,1 .
Tandaan ang mga VHS tape. Ano ang kailangan mong gawin para mapanood muli ang pelikula? I-rewind ang tape! Ilang beses mo nang inikot ang isang cassette para sa iyong player sa isang lapis, upang hindi masayang ang mga baterya at makakuha ng punit o jammed tape? Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa mga tape na ginagamit para sa mga computer. Ang mga programa ay hindi maaaring tumalon lamang sa paligid ng tape o random na ma-access ang data, maaari nilang basahin at isulat ang data nang mahigpit na sunud-sunod.
1956
Fast forward ng ilang taon hanggang 1956, at nagsimula ang panahon ng magnetic disk storage sa pagkumpleto ng IBM ng RAMAC 305 computer system, na ibinigay ng Zellerbach Paper. . Ang computer na ito ang unang gumamit ng hard drive na may gumagalaw na ulo. Ang RAMAC disk drive ay binubuo ng limampung magnetized metal platters na may diameter na 60,96 cm, na may kakayahang mag-imbak ng humigit-kumulang limang milyong character ng data, 7 bits bawat character, at umiikot sa 1200 revolutions kada minuto. Ang kapasidad ng imbakan ay humigit-kumulang 3,75 megabytes.
Pinahintulutan ng RAMAC ang real-time na access sa malalaking halaga ng data, hindi tulad ng magnetic tape o punched card. Inanunsyo ng IBM ang RAMAC bilang may kakayahang mag-imbak ng katumbas ng 64 . Noong nakaraan, ipinakilala ng RAMRAC ang konsepto ng patuloy na pagproseso ng mga transaksyon habang nangyayari ang mga ito, upang ang data ay makuha kaagad habang ito ay sariwa pa. Ang aming data sa RAMAC ay maaari na ngayong ma-access sa bilis na 100 . Dati, kapag gumagamit ng mga tape, kailangan naming magsulat at magbasa ng sequential data, at hindi namin sinasadyang tumalon sa iba't ibang bahagi ng tape. Ang real-time na random na pag-access sa data ay tunay na rebolusyonaryo noong panahong iyon.
1963
Fast forward tayo sa 1963 nang ipinakilala ang DECtape. Ang pangalan ay nagmula sa Digital Equipment Corporation, na kilala bilang DEC. Ang DECtape ay mura at maaasahan, kaya ginamit ito sa maraming henerasyon ng mga DEC na computer. Ito ay 19mm tape, nakalamina at naka-sandwich sa pagitan ng dalawang layer ng Mylar sa isang apat na pulgada (10,16 cm) na reel.
Hindi tulad ng mabibigat at malalaking nauna nito, ang DECtape ay maaaring dalhin sa pamamagitan ng kamay. Ginawa nitong isang mahusay na pagpipilian para sa mga personal na computer. Hindi tulad ng mga katapat nitong 7-track, ang DECtape ay may 6 na data track, 2 cue track, at 2 para sa clock pulse. Ang data ay naitala sa 350 bits per inch (138 bits per cm). Ang aming data byte, na 8 bits ngunit maaaring palawakin sa 12, ay maaaring ilipat sa DECtape sa 8325 12-bit na salita bawat segundo sa bilis ng tape na 93 (Β±12) pulgada bawat . Ito ay 8% na mas maraming digit sa bawat segundo kaysa sa UNISERVO metal tape noong 1952.
1967
Makalipas ang apat na taon, noong 1967, nagsimulang magtrabaho ang isang maliit na pangkat ng IBM sa IBM floppy drive, na may codenamed. . Pagkatapos ay inatasan ang koponan sa pagbuo ng isang maaasahan at murang paraan upang mag-load ng mga microcode IBM System/370. Ang proyekto ay kasunod na repurposed at repurposed upang i-load ang microcode sa isang controller para sa IBM 3330 Direct Access Storage Facility, na may codenamed Merlin.
Ang aming byte ay maaari na ngayong maimbak sa read-only na 8-inch magnetically coated Mylar floppy disks, na kilala ngayon bilang floppy disks. Sa oras ng paglabas, ang produkto ay tinawag na IBM 23FD Floppy Disk Drive System. Ang mga disk ay maaaring maglaman ng 80 kilobytes ng data. Hindi tulad ng mga hard drive, madaling ilipat ng isang user ang isang floppy disk sa isang protective shell mula sa isang drive patungo sa isa pa. Nang maglaon, noong 1973, inilabas ng IBM ang read/write floppy disk, na pagkatapos ay naging isang pang-industriya. .
1969
Noong 1969, ang Apollo Guidance Computer (AGC) na may rope memory ay inilunsad sakay ng Apollo 11 spacecraft, na nagdala ng mga American astronaut sa Buwan at pabalik. Ang memorya ng lubid na ito ay ginawa sa pamamagitan ng kamay at maaaring humawak ng 72 kilobytes ng data. Ang paggawa ng memorya ng lubid ay labor-intensive, mabagal, at kinakailangang mga kasanayan katulad ng paghabi; maaaring tumagal . Ngunit ito ang tamang tool para sa mga oras na iyon kung kailan mahalagang magkasya ang maximum sa isang mahigpit na limitadong espasyo. Kapag dumaan ang wire sa isa sa mga circular strand, ito ay kumakatawan sa isang 1. Ang wire na dumadaan sa paligid ng strand ay kumakatawan sa isang 0. Ang aming data byte ay nangangailangan ng isang tao na maghabi ng ilang minuto sa lubid.
1977
Noong 1977, ang Commodore PET, ang unang (matagumpay) na personal na computer, ay inilabas. Gumamit ang PET ng Commodore 1530 Datasette, na nangangahulugang data plus cassette. Na-convert ng PET ang data sa mga analog na audio signal, na pagkatapos ay naka-imbak sa . Ito ay nagbigay-daan sa amin na lumikha ng isang cost-effective at maaasahang solusyon sa storage, kahit na napakabagal. Ang aming maliit na byte ng data ay maaaring ilipat sa bilis na humigit-kumulang 60-70 byte bawat . Ang mga cassette ay maaaring humawak ng humigit-kumulang 100 kilobytes bawat 30 minutong gilid, na may dalawang panig sa bawat tape. Halimbawa, ang isang gilid ng isang cassette ay maaaring maglaman ng mga dalawang 55 KB na imahe. Ginamit din ang mga dataset sa Commodore VIC-20 at Commodore 64.
1978
Makalipas ang isang taon, noong 1978, ipinakilala ng MCA at Philips ang LaserDisc sa ilalim ng pangalang "Discovision". Ang Jaws ang unang pelikulang nabili sa LaserDisc sa United States. Ang kalidad ng audio at video nito ay mas mahusay kaysa sa mga kakumpitensya nito, ngunit ang laserdisc ay masyadong mahal para sa karamihan ng mga mamimili. Hindi ma-record ang LaserDisc, hindi katulad ng mga VHS tape kung saan nagre-record ang mga tao ng mga programa sa telebisyon. Ang mga Laserdisc ay nagtrabaho sa analog video, analog FM stereo audio at pulse code , o PCM, digital audio. Ang mga disc ay may diameter na 12 pulgada (30,47 cm) at binubuo ng dalawang single-sided na aluminum disc na pinahiran ng plastic. Ngayon ang LaserDisc ay naaalala bilang batayan ng mga CD at DVD.
1979
Makalipas ang isang taon, noong 1979, itinatag nina Alan Shugart at Finis Conner ang Seagate Technology na may ideyang i-scale ang hard drive sa laki ng 5 ΒΌ-inch floppy disk, na karaniwan noon. Ang kanilang unang produkto noong 1980 ay ang Seagate ST506 hard drive, ang unang hard drive para sa mga compact na computer. Ang disk ay may hawak na limang megabytes ng data, na noong panahong iyon ay limang beses na mas malaki kaysa sa karaniwang floppy disk. Naabot ng mga tagapagtatag ang kanilang layunin na bawasan ang laki ng disk sa laki ng 5ΒΌ-inch floppy disk. Ang bagong data storage device ay isang matibay na metal plate na pinahiran sa magkabilang gilid ng manipis na layer ng magnetic data storage material. Ang aming data byte ay maaaring ilipat sa disk sa bilis na 625 kilobytes bawat . Ito ay humigit-kumulang .
1981
Fast forward ng ilang taon hanggang 1981, nang ipakilala ng Sony ang unang 3,5-inch floppy disk. Ang Hewlett-Packard ay naging unang gumamit ng teknolohiyang ito noong 1982 kasama ang HP-150 nito. Ginawa nitong tanyag ang 3,5-pulgada na mga floppy disk at nagbigay sa kanila ng malawakang paggamit sa buong mundo. . Ang mga floppy disk ay single-sided na may naka-format na kapasidad na 161.2 kilobytes at isang hindi naka-format na kapasidad na 218.8 kilobytes. Noong 1982, isang double-sided na bersyon ang inilabas, at ang Microfloppy Industry Committee (MIC) consortium ng 23 kumpanya ng media ay nakabatay sa 3,5-inch floppy na detalye sa orihinal na disenyo ng Sony, na nagpapatibay sa format sa kasaysayan tulad ng alam natin ngayon. . Ngayon ang aming mga byte ng data ay maaaring maimbak sa isang maagang bersyon ng isa sa pinakakaraniwang storage media: ang 3,5-inch floppy disk. Mamaya, isang pares ng 3,5-inch na floppies na may naging pinakamahalagang bahagi ng aking pagkabata.
1984
Di-nagtagal pagkatapos noon, noong 1984, inihayag ang paglabas ng Compact Disc Read-Only Memory (CD-ROM). Ang mga ito ay 550 megabyte na CD-ROM mula sa Sony at Philips. Ang format ay lumago mula sa mga CD na may digital audio, o CD-DA, na ginamit upang ipamahagi ang musika. Ang CD-DA ay binuo ng Sony at Philips noong 1982 at may kapasidad na 74 minuto. Ayon sa alamat, nang ang Sony at Philips ay nakikipag-usap sa pamantayan ng CD-DA, iginiit ng isa sa apat na tao na maaari itong ang buong Ninth Symphony. Ang unang produkto na inilabas sa CD ay ang Grolier's Electronic Encyclopedia, na inilathala noong 1985. Ang encyclopedia ay naglalaman ng siyam na milyong salita, na kumuha lamang ng 12% ng magagamit na espasyo sa disk, na 553 . Magkakaroon kami ng higit sa sapat na espasyo para sa isang encyclopedia at isang byte ng data. Di-nagtagal pagkatapos, noong 1985, nagtulungan ang mga kumpanya ng kompyuter upang lumikha ng isang pamantayan para sa mga disk drive upang mabasa ng anumang computer ang mga ito.
1984
Noong 1984 din, nakabuo si Fujio Masuoka ng bagong uri ng floating-gate memory na tinatawag na flash memory, na may kakayahang burahin at muling isulat nang maraming beses.
Maglaan tayo ng ilang sandali upang tingnan ang flash memory gamit ang isang floating gate transistor. Ang mga transistor ay mga de-koryenteng gate na maaaring i-on at i-off nang paisa-isa. Dahil ang bawat transistor ay maaaring nasa dalawang magkaibang estado (on at off), maaari itong mag-imbak ng dalawang magkaibang numero: 0 at 1. Ang lumulutang na gate ay tumutukoy sa pangalawang gate na idinagdag sa gitnang transistor. Ang pangalawang gate na ito ay insulated na may manipis na layer ng oksido. Ang mga transistor na ito ay gumagamit ng maliit na boltahe na inilapat sa gate ng transistor upang ipahiwatig kung ito ay naka-on o naka-off, na kung saan ay isinasalin sa isang 0 o 1.
Sa mga lumulutang na gate, kapag ang naaangkop na boltahe ay inilapat sa pamamagitan ng layer ng oksido, ang mga electron ay dumadaloy dito at natigil sa mga pintuan. Samakatuwid, kahit na ang kapangyarihan ay naka-off, ang mga electron ay nananatili sa kanila. Kapag walang mga electron sa mga floating gate, kinakatawan nila ang isang 1, at kapag ang mga electron ay natigil, kinakatawan nila ang isang 0. Ang pagbabalikwas sa prosesong ito at paglalapat ng angkop na boltahe sa pamamagitan ng layer ng oxide sa kabaligtaran na direksyon ay nagiging sanhi ng mga electron na dumaloy sa mga floating gate. at ibalik ang transistor sa orihinal nitong estado. Samakatuwid ang mga cell ay ginawa programmable at . Ang aming byte ay maaaring i-program sa transistor bilang 01001010, na may mga electron, na may mga electron na nakadikit sa mga lumulutang na gate upang kumatawan sa mga zero.
Ang disenyo ng Masuoka ay bahagyang mas abot-kaya ngunit hindi gaanong nababaluktot kaysa sa electrically erasable PROM (EEPROM), dahil nangangailangan ito ng maraming grupo ng mga cell na kailangang burahin nang sama-sama, ngunit ito rin ang tumutugon sa bilis nito.
Noong panahong iyon, nagtatrabaho si Masuoka sa Toshiba. Sa kalaunan ay umalis siya upang magtrabaho sa Tohoku University dahil hindi siya nasisiyahan na hindi siya ginantimpalaan ng kumpanya para sa kanyang trabaho. Idinemanda ni Masuoka si Toshiba, humihingi ng kabayaran. Noong 2006, binayaran siya ng 87 milyong yuan, katumbas ng 758 libong US dollars. Ito ay tila hindi gaanong mahalaga kung gaano naging maimpluwensyang flash memory sa industriya.
Habang pinag-uusapan natin ang tungkol sa flash memory, nararapat ding tandaan kung ano ang pagkakaiba sa pagitan ng NOR at NAND flash memory. Tulad ng alam na natin mula sa Masuoka, ang flash ay nag-iimbak ng impormasyon sa mga cell ng memorya na binubuo ng mga floating gate transistors. Ang mga pangalan ng mga teknolohiya ay direktang nauugnay sa kung paano nakaayos ang mga cell ng memorya.
Sa NOR flash, ang mga indibidwal na memory cell ay konektado sa parallel upang magbigay ng random na pag-access. Binabawasan ng arkitektura na ito ang oras ng pagbasa na kinakailangan para sa random na pag-access sa mga tagubilin ng microprocessor. Ang NOR flash memory ay perpekto para sa mas mababang density ng mga application na pangunahing read-only. Ito ang dahilan kung bakit nilo-load ng karamihan sa mga CPU ang kanilang firmware, kadalasan mula sa NOR flash memory. Ipinakilala ni Masuoka at ng kanyang mga kasamahan ang pag-imbento ng NOR flash noong 1984 at NAND flash noong .
Inabandona ng mga developer ng NAND Flash ang tampok na random na pag-access upang makakuha ng mas maliit na laki ng memory cell. Nagreresulta ito sa isang mas maliit na laki ng chip at mas mababang gastos sa bawat bit. Ang arkitektura ng memorya ng flash ng NAND ay binubuo ng walong pirasong mga transistor ng memorya na konektado sa serye. Nakakamit nito ang mataas na densidad ng imbakan, mas maliit na laki ng cell ng memorya, at mas mabilis na pagsulat at pagbura ng data dahil maaari itong magprogram ng mga bloke ng data nang sabay-sabay. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pag-aatas sa data na muling isulat kapag hindi ito nakasulat nang sunud-sunod at ang data ay umiiral na sa .
1991
Lumipat tayo sa 1991, nang ang isang prototype na solid-state drive (SSD) ay nilikha ng SanDisk, na kilala noon bilang . Pinagsama ng disenyo ang isang flash memory array, non-volatile memory chips, at isang intelligent controller para awtomatikong makita at maitama ang mga may sira na cell. Ang kapasidad ng disk ay 20 megabytes na may 2,5-pulgada na form factor, at ang halaga nito ay tinatayang nasa humigit-kumulang $1000. Ang disk na ito ay ginamit ng IBM sa isang computer .
1994
Isa sa aking personal na paboritong storage media mula pagkabata ay ang Zip Disks. Noong 1994, inilabas ng Iomega ang Zip Disk, isang 100-megabyte na kartutso sa isang 3,5-pulgadang form factor, halos mas makapal kaysa sa karaniwang 3,5-pulgadang drive. Ang mga susunod na bersyon ng mga drive ay maaaring mag-imbak ng hanggang 2 gigabytes. Ang kaginhawahan ng mga disk na ito ay ang laki ng mga ito ng floppy disk, ngunit may kakayahang mag-imbak ng mas malaking halaga ng data. Ang aming mga byte ng data ay maaaring isulat sa isang Zip disk sa 1,4 megabytes bawat segundo. Para sa paghahambing, sa oras na iyon, 1,44 megabytes ng isang 3,5-pulgada na floppy disk ang isinulat sa bilis na humigit-kumulang 16 kilobytes bawat segundo. Sa isang Zip disk, ang mga ulo ay nagbabasa/nagsusulat ng data nang walang contact, na parang lumilipad sa itaas ng ibabaw, na katulad ng pagpapatakbo ng isang hard drive, ngunit naiiba sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng iba pang mga floppy disk. Di-nagtagal ay naging lipas na ang mga zip disk dahil sa mga isyu sa pagiging maaasahan at availability.
1994
Sa parehong taon, ipinakilala ng SanDisk ang CompactFlash, na malawakang ginagamit sa mga digital video camera. Tulad ng sa mga CD, ang mga bilis ng CompactFlash ay batay sa mga "x" na rating gaya ng 8x, 20x, 133x, atbp. Ang maximum na rate ng paglilipat ng data ay kinakalkula batay sa bit rate ng orihinal na audio CD, 150 kilobytes bawat segundo. Ang rate ng paglipat ay mukhang R = Kx150 kB/s, kung saan ang R ay ang rate ng paglipat at ang K ay ang nominal na bilis. Kaya para sa isang 133x CompactFlash, ang aming data byte ay isusulat sa 133x150 kB/s o humigit-kumulang 19 kB/s o 950 MB/s. Ang CompactFlash Association ay itinatag noong 19,95 na may layuning lumikha ng isang pamantayan sa industriya para sa mga flash memory card.
1997
Pagkalipas ng ilang taon, noong 1997, inilabas ang Compact Disc Rewritable (CD-RW). Ang optical disk na ito ay ginamit para sa pag-iimbak ng data at para sa pagkopya at paglilipat ng mga file sa iba't ibang device. Maaaring muling isulat ang mga CD nang humigit-kumulang 1000 beses, na hindi isang salik sa paglilimita noong panahong iyon dahil bihirang ma-overwrote ng mga user ang data.
Ang mga CD-RW ay nakabatay sa teknolohiyang nagpapabago sa reflectivity ng isang surface. Sa kaso ng CD-RW, ang mga pagbabago sa phase sa isang espesyal na patong na binubuo ng pilak, tellurium at indium ay nagiging sanhi ng kakayahang magpakita o hindi sumasalamin sa nabasang sinag, na nangangahulugang 0 o 1. Kapag ang tambalan ay nasa mala-kristal na estado, ito ay translucent, na nangangahulugang 1. Kapag ang tambalan ay natunaw sa isang amorphous na estado, ito ay nagiging malabo at hindi mapanimdim, na 0. Para maisulat namin ang aming data byte bilang 01001010.
Sa kalaunan ay kinuha ng mga DVD ang karamihan sa bahagi ng merkado mula sa mga CD-RW.
1999
Lumipat tayo sa 1999, nang ipinakilala ng IBM ang pinakamaliit na hard drive sa mundo noong panahong iyon: ang IBM 170MB at 340MB microdrives. Ang mga ito ay maliliit na 2,54 cm na hard drive na idinisenyo upang magkasya sa mga puwang ng CompactFlash Type II. Ito ay binalak na lumikha ng isang aparato na gagamitin tulad ng CompactFlash, ngunit may mas malaking kapasidad ng memorya. Gayunpaman, hindi nagtagal ay pinalitan sila ng mga USB flash drive at pagkatapos ay ng mas malalaking CompactFlash card nang maging available ang mga ito. Tulad ng iba pang mga hard drive, ang mga microdrive ay mekanikal at naglalaman ng maliliit na spinning disk.
2000
Pagkalipas ng isang taon, noong 2000, ipinakilala ang mga USB flash drive. Ang mga drive ay binubuo ng flash memory na nakapaloob sa isang maliit na form factor na may USB interface. Depende sa bersyon ng USB interface na ginamit, maaaring mag-iba ang bilis. Ang USB 1.1 ay limitado sa 1,5 megabits bawat segundo, habang ang USB 2.0 ay maaaring humawak ng 35 megabits bawat segundo , at ang USB 3.0 ay 625 megabits bawat segundo. Ang unang USB 3.1 Type C drive ay inanunsyo noong Marso 2015 at nagkaroon ng bilis ng pagbabasa/pagsusulat na 530 megabits bawat segundo. Hindi tulad ng mga floppy disk at optical drive, ang mga USB device ay mas mahirap scratch, ngunit mayroon pa ring parehong mga kakayahan para sa pag-iimbak ng data, pati na rin ang paglilipat at pag-back up ng mga file. Ang mga floppy at CD drive ay mabilis na napalitan ng mga USB port.
2005
Noong 2005, nagsimulang magpadala ang mga tagagawa ng hard disk drive (HDD) ng mga produkto gamit ang perpendicular magnetic recording, o PMR. Sapat na kawili-wili, nangyari ito sa parehong oras na inihayag ng iPod Nano ang paggamit ng flash memory sa halip na 1-pulgada na hard drive sa iPod Mini.
Ang isang tipikal na hard drive ay naglalaman ng isa o higit pang mga hard drive na pinahiran ng magnetically sensitive na pelikula na binubuo ng maliliit na magnetic grains. Ang data ay naitala kapag ang magnetic recording head ay lumipad sa itaas lamang ng spinning disk. Ito ay halos kapareho sa isang tradisyunal na gramophone record player, ang pagkakaiba lamang ay sa isang gramophone ang stylus ay nasa pisikal na pakikipag-ugnayan sa record. Habang umiikot ang mga disc, lumilikha ng banayad na simoy ng hangin ang nakadikit sa kanila. Kung paanong ang hangin sa isang pakpak ng eroplano ay bumubuo ng pagtaas, ang hangin ay bumubuo ng pag-angat sa ulo ng airfoil . Mabilis na binabago ng ulo ang magnetization ng isang magnetic region ng mga butil upang ang magnetic pole nito ay tumuturo pataas o pababa, na nagpapahiwatig ng 1 o 0.
Ang nauna sa PMR ay longitudinal magnetic recording, o LMR. Ang recording density ng PMR ay maaaring higit sa tatlong beses kaysa sa LMR. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng PMR at LMR ay ang istraktura ng butil at magnetic orientation ng nakaimbak na data ng PMR media ay columnar sa halip na longitudinal. Ang PMR ay may mas mahusay na thermal stability at pinahusay na signal-to-noise ratio (SNR) dahil sa mas mahusay na paghihiwalay ng butil at pagkakapareho. Nagtatampok din ito ng pinahusay na recordability salamat sa mas malakas na head field at mas mahusay na magnetic media alignment. Tulad ng LMR, ang mga pangunahing limitasyon ng PMR ay batay sa thermal stability ng mga bits ng data na isinulat ng magnet at ang pangangailangan na magkaroon ng sapat na SNR upang mabasa ang nakasulat na impormasyon.
2007
Noong 2007, ang unang 1 TB hard drive mula sa Hitachi Global Storage Technologies ay inihayag. Gumamit ang Hitachi Deskstar 7K1000 ng limang 3,5-pulgadang 200GB na platter at umikot sa rpm Ito ay isang makabuluhang pagpapabuti sa unang hard drive sa mundo, ang IBM RAMAC 350, na may kapasidad na humigit-kumulang 3,75 megabytes. Oh, ang layo na ng ating narating sa loob ng 51 taon! Pero teka, may iba pa.
2009
Noong 2009, nagsimula ang teknikal na gawain sa paglikha ng non-volatile express memory, o . Ang non-volatile memory (NVM) ay isang uri ng memorya na maaaring mag-imbak ng data nang permanente, kumpara sa volatile memory, na nangangailangan ng patuloy na kapangyarihan upang mag-imbak ng data. Tinutugunan ng NVMe ang pangangailangan para sa isang scalable host controller interface para sa PCIe-enabled semiconductor-based peripheral na mga bahagi, kaya ang pangalang NVMe. Mahigit 90 kumpanya ang kasama sa working group para bumuo ng proyekto. Ang lahat ng ito ay batay sa trabaho upang tukuyin ang Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification (NVMHCIS). Ang pinakamagagandang NVMe drive ngayon ay kayang humawak ng humigit-kumulang 3500 megabytes bawat segundo ng pagbabasa at 3300 megabytes bawat segundo ng pagsulat. Ang pagsulat ng j data byte na sinimulan namin ay napakabilis kumpara sa ilang minutong hand-weaving rope memory para sa Apollo Guidance Computer.
Kasalukuyan at hinaharap
Memory ng Class ng Storage
Ngayong nakabalik na tayo sa nakaraan (ha!), tingnan natin ang kasalukuyang estado ng Storage Class Memory. Ang SCM, tulad ng NVM, ay matatag, ngunit ang SCM ay nagbibigay din ng pagganap na higit sa o maihahambing sa pangunahing memorya, at . Ang layunin ng SCM ay lutasin ang ilan sa mga problema sa cache ngayon, tulad ng mababang density ng static random access memory (SRAM). Sa Dynamic Random Access Memory (DRAM), makakamit natin ang mas magandang density, ngunit ito ay kapalit ng mas mabagal na pag-access. Ang DRAM ay naghihirap din mula sa pangangailangan para sa patuloy na kapangyarihan upang i-refresh ang memorya. Intindihin natin ito ng kaunti. Kailangan ng kuryente dahil unti-unting lumalabas ang singil ng kuryente sa mga capacitor, ibig sabihin, kung walang interbensyon, malapit nang mawala ang data sa chip. Upang maiwasan ang naturang pagtagas, ang DRAM ay nangangailangan ng isang panlabas na memory refresh circuit na pana-panahong isinusulat muli ang data sa mga capacitor, ibinabalik ang mga ito sa kanilang orihinal na singil.
Phase-change memory (PCM)
Noong nakaraan, tiningnan namin kung paano nagbabago ang bahagi para sa CD-RW. Ang PCM ay katulad. Ang materyal sa pagbabago ng bahagi ay karaniwang Ge-Sb-Te, na kilala rin bilang GST, na maaaring umiral sa dalawang magkaibang estado: amorphous at crystalline. Ang amorphous na estado ay may mas mataas na pagtutol, na tumutukoy sa 0, kaysa sa mala-kristal na estado, na nagsasaad ng 1. Sa pamamagitan ng pagtatalaga ng mga halaga ng data sa mga intermediate resistance, ang PCM ay maaaring gamitin upang mag-imbak ng maraming mga estado bilang .
Spin-transfer torque random access memory (STT-RAM)
Ang STT-RAM ay binubuo ng dalawang ferromagnetic, permanenteng magnetic layer na pinaghihiwalay ng isang dielectric, isang insulator na maaaring magpadala ng elektrikal na puwersa nang walang conducting. Nag-iimbak ito ng mga piraso ng data batay sa mga pagkakaiba sa mga magnetic na direksyon. Ang isang magnetic layer, na tinatawag na reference layer, ay may nakapirming magnetic direction, habang ang isa pang magnetic layer, na tinatawag na free layer, ay may magnetic na direksyon na kinokontrol ng dumadaan na kasalukuyang. Para sa 1, ang direksyon ng magnetization ng dalawang layer ay nakahanay. Para sa 0, ang parehong mga layer ay may magkasalungat na magnetic na direksyon.
Resistive random access memory (ReRAM)
Ang ReRAM cell ay binubuo ng dalawang metal electrodes na pinaghihiwalay ng isang metal oxide layer. Medyo katulad ng disenyo ng flash memory ng Masuoka, kung saan ang mga electron ay tumagos sa oxide layer at natigil sa floating gate, o vice versa. Gayunpaman, sa ReRAM, ang estado ng cell ay tinutukoy batay sa konsentrasyon ng libreng oxygen sa layer ng metal oxide.
Kahit na ang mga teknolohiyang ito ay may pag-asa, mayroon pa rin silang mga kakulangan. Ang PCM at STT-RAM ay may mataas na write latency. Ang mga latency ng PCM ay sampung beses na mas mataas kaysa sa DRAM, habang ang mga latency ng STT-RAM ay sampung beses na mas mataas kaysa sa SRAM. Ang PCM at ReRAM ay may limitasyon sa kung gaano katagal maaaring mangyari ang isang pagsulat bago mangyari ang isang seryosong error, ibig sabihin, ang elemento ng memorya ay natigil sa .
Noong Agosto 2015, inanunsyo ng Intel ang paglabas ng Optane, ang produktong nakabatay sa 3DXPoint nito. Inaangkin ng Optane ang 1000 beses ang pagganap ng mga NAND SSD sa presyo na apat hanggang limang beses na mas mataas kaysa sa flash memory. Ang Optane ay patunay na ang SCM ay higit pa sa isang pang-eksperimentong teknolohiya. Magiging kawili-wiling panoorin ang pag-unlad ng mga teknolohiyang ito.
Mga hard drive (HDD)
Helium HDD (HHDD)
Ang helium disk ay isang high-capacity hard disk drive (HDD) na puno ng helium at hermetically sealed sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura. Tulad ng iba pang mga hard drive, tulad ng sinabi namin kanina, ito ay katulad ng isang turntable na may magnetically coated spinning platter. Ang karaniwang mga hard drive ay may hangin lamang sa loob ng lukab, ngunit ang hangin na ito ay nagiging sanhi ng ilang pagtutol habang umiikot ang mga platter.
Ang mga helium balloon ay lumulutang dahil ang helium ay mas magaan kaysa sa hangin. Sa katunayan, ang helium ay 1/7 ang density ng hangin, na nagpapababa sa puwersa ng pagpepreno habang umiikot ang mga plato, na nagiging sanhi ng pagbawas sa dami ng enerhiya na kinakailangan upang paikutin ang mga disc. Gayunpaman, ang tampok na ito ay pangalawa, ang pangunahing natatanging katangian ng helium ay pinapayagan ka nitong mag-pack ng 7 wafers sa parehong form factor na karaniwang hawak lamang ng 5. Kung naaalala natin ang pagkakatulad ng aming pakpak ng eroplano, kung gayon ito ay isang perpektong analogue . Dahil binabawasan ng helium ang drag, naaalis ang turbulence.
Alam din natin na ang mga helium balloon ay nagsisimulang lumubog pagkatapos ng ilang araw dahil ang helium ay lumalabas sa kanila. Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa mga aparato sa imbakan. Inabot ng maraming taon bago nakagawa ang mga manufacturer ng container na pumipigil sa helium na makatakas mula sa form factor sa buong buhay ng drive. Nagsagawa ng mga eksperimento ang Backblaze at nalaman na ang mga helium hard drive ay may taunang error rate na 1,03%, kumpara sa 1,06% para sa mga standard drive. Siyempre, ang pagkakaiba na ito ay napakaliit na ang isa ay maaaring gumawa ng isang seryosong konklusyon mula dito .
Ang helium-filled form factor ay maaaring maglaman ng hard drive na naka-encapsulated gamit ang PMR, na tinalakay namin sa itaas, o microwave magnetic recording (MAMR) o heat-assisted magnetic recording (HAMR). Ang anumang magnetic storage technology ay maaaring isama sa helium sa halip na hangin. Noong 2014, pinagsama ng HGST ang dalawang cutting-edge na teknolohiya sa 10TB na helium hard drive nito, na gumamit ng host-controlled shingled magnetic recording, o SMR (Shingled magnetic recording). Pag-usapan natin ng kaunti ang tungkol sa SMR at pagkatapos ay tingnan ang MAMR at HAMR.
Tile Magnetic Recording Technology
Noong nakaraan, tiningnan namin ang perpendicular magnetic recording (PMR), na siyang nauna sa SMR. Hindi tulad ng PMR, ang SMR ay nagtatala ng mga bagong track na nagsasapawan sa bahagi ng dating naitalang magnetic track. Ginagawa nitong mas makitid ang nakaraang track, na nagbibigay-daan para sa mas mataas na density ng track. Ang pangalan ng teknolohiya ay nagmula sa katotohanan na ang mga lap track ay halos kapareho ng mga tiled roof track.
Ang SMR ay nagreresulta sa isang mas kumplikadong proseso ng pagsulat, dahil ang pagsulat sa isang track ay na-overwrite ang katabing track. Hindi ito nangyayari kapag ang substrate ng disk ay walang laman at ang data ay sunud-sunod. Ngunit sa sandaling mag-record ka sa isang serye ng mga track na naglalaman na ng data, mabubura ang umiiral na katabing data. Kung ang isang katabing track ay naglalaman ng data, dapat itong muling isulat. Ito ay medyo katulad sa NAND flash na napag-usapan natin kanina.
Itinatago ng mga SMR device ang kumplikadong ito sa pamamagitan ng pamamahala ng firmware, na nagreresulta sa isang interface na katulad ng anumang iba pang hard drive. Sa kabilang banda, ang host-managed SMR device, nang walang espesyal na adaptasyon ng mga application at operating system, ay hindi papayagan ang paggamit ng mga drive na ito. Ang host ay dapat sumulat sa mga device nang mahigpit na sunud-sunod. Kasabay nito, 100% predictable ang performance ng mga device. Nagsimulang magpadala ang Seagate ng mga SMR drive noong 2013, na nag-claim ng 25% na mas mataas na density Densidad ng PMR.
Microwave magnetic recording (MAMR)
Ang Microwave-assisted magnetic recording (MAMR) ay isang magnetic memory technology na gumagamit ng enerhiya na katulad ng HAMR (tinalakay sa susunod). Ang isang mahalagang bahagi ng MAMR ay ang Spin Torque Oscillator (STO). Ang STO mismo ay matatagpuan malapit sa recording head. Kapag ang kasalukuyang ay inilapat sa STO, isang pabilog na electromagnetic field na may dalas na 20-40 GHz ay ββnabuo dahil sa polariseysyon ng mga electron spins.
Kapag nalantad sa naturang field, nangyayari ang resonance sa ferromagnet na ginagamit para sa MAMR, na humahantong sa pag-uuna ng mga magnetic moment ng mga domain sa field na ito. Sa esensya, ang magnetic moment ay lumilihis mula sa axis nito at upang baguhin ang direksyon nito (flip), ang recording head ay nangangailangan ng mas kaunting enerhiya.
Ang paggamit ng teknolohiya ng MAMR ay ginagawang posible na kumuha ng mga ferromagnetic substance na may mas malaking puwersang pumipilit, na nangangahulugan na ang laki ng mga magnetic domain ay maaaring mabawasan nang walang takot na magdulot ng superparamagnetic na epekto. Ang STO generator ay nakakatulong na bawasan ang laki ng recording head, na ginagawang posible na mag-record ng impormasyon sa mas maliliit na magnetic domain, at samakatuwid ay pinapataas ang density ng recording.
Ipinakilala ng Western Digital, na kilala rin bilang WD, ang teknolohiyang ito noong 2017. Di nagtagal, noong 2018, sinuportahan ng Toshiba ang teknolohiyang ito. Habang hinahabol ng WD at Toshiba ang teknolohiya ng MAMR, ang Seagate ay tumataya sa HAMR.
Thermomagnetic recording (HAMR)
Ang heat-assisted magnetic recording (HAMR) ay isang energy-efficient magnetic data storage technology na maaaring makabuluhang tumaas ang dami ng data na maaaring maimbak sa isang magnetic device, tulad ng isang hard drive, sa pamamagitan ng paggamit ng init na ibinibigay ng isang laser upang tumulong sa pagsulat. ang data sa ibabaw ng hard drive substrates. Ang pag-init ay nagiging sanhi ng paglalagay ng mga bit ng data nang mas malapit sa substrate ng disk, na nagbibigay-daan para sa mas mataas na density at kapasidad ng data.
Ang teknolohiyang ito ay medyo mahirap ipatupad. 200 mW laser mabilis isang maliit na lugar na hanggang 400 Β°C bago i-record, nang hindi nakakasagabal o nakakasira sa natitirang data sa disk. Ang pag-init, pag-record ng data at proseso ng paglamig ay dapat makumpleto sa mas mababa sa isang nanosecond. Ang pagtugon sa mga hamong ito ay nangangailangan ng pagbuo ng mga nanoscale surface plasmon, na kilala rin bilang mga surface-guided laser, sa halip na direktang laser heating, pati na rin ang mga bagong uri ng glass plate at thermal management coatings upang makayanan ang mabilis na pag-init ng lugar nang hindi napinsala ang recording head o anumang malapit. data, at iba't iba pang teknikal na hamon na kailangang malampasan.
Sa kabila ng maraming pagdududa na pahayag, unang ipinakita ng Seagate ang teknolohiyang ito noong 2013. Nagsimulang ipadala ang mga unang disc noong 2018.
Katapusan ng pelikula, pumunta sa simula!
Nagsimula kami noong 1951 at tinapos ang artikulo na may pagtingin sa hinaharap ng teknolohiya ng storage. Malaki ang pagbabago sa storage ng data sa paglipas ng panahon, mula sa paper tape hanggang sa metal at magnetic, rope memory, spinning disks, optical disks, flash memory at iba pa. Ang pag-unlad ay nagresulta sa mas mabilis, mas maliit, at mas makapangyarihang mga storage device.
Kung ihahambing mo ang NVMe sa UNISERVO metal tape mula noong 1951, ang NVMe ay makakabasa ng 486% na higit pang mga digit sa bawat segundo. Kapag inihambing ang NVMe sa paborito kong pagkabata, ang mga Zip drive, ang NVMe ay makakabasa ng 111% na higit pang mga digit sa bawat segundo.
Ang tanging bagay na nananatiling totoo ay ang paggamit ng 0 at 1. Ang mga paraan kung paano natin ito ginagawa ay malaki ang pagkakaiba-iba. Umaasa ako na sa susunod na mag-burn ka ng CD-RW ng mga kanta para sa isang kaibigan o mag-save ng home video sa Optical Disc Archive, isipin mo kung paano isinasalin ang isang non-reflective surface sa isang 0 at ang isang reflective surface ay isasalin sa isang 1. O kung nagre-record ka ng mixtape sa cassette, tandaan na ito ay napakalapit na nauugnay sa Datasette na ginamit sa Commodore PET. Sa wakas, huwag kalimutang maging mabait at mag-rewind.
salamat ΠΈ para sa mga kakanin (hindi ko mapigilan) sa buong artikulo!
Ano pa ang mababasa mo sa blog?
β
β
β
β
β
Mag-subscribe sa aming -channel para hindi mo makaligtaan ang susunod na artikulo! Nagsusulat kami ng hindi hihigit sa dalawang beses sa isang linggo at sa negosyo lamang. Ipinapaalala rin namin sa iyo na makakapagbigay ang Cloud4Y ng secure at maaasahang malayuang pag-access sa mga application ng negosyo at impormasyong kinakailangan upang matiyak ang pagpapatuloy ng negosyo. Ang malayong trabaho ay isang karagdagang hadlang sa pagkalat ng coronavirus. Para sa mga detalye, makipag-ugnayan sa aming mga tagapamahala sa .
Pinagmulan: www.habr.com