Herhangi bir bulut sağlayıcı veri depolama hizmetleri sunar. Bunlar soğuk ve sıcak depolar, Buz gibi soğuk depolar vb. olabilir. Bilgilerin bulutta saklanması oldukça uygundur. Peki veriler aslında 10, 20, 50 yıl önce nasıl saklanıyordu? Cloud4Y tam da bundan bahseden ilginç bir makaleyi tercüme etti.
Her zaman yeni, daha gelişmiş ve daha hızlı depolama ortamları ortaya çıktıkça, bir bayt veri çeşitli şekillerde depolanabilir. Bayt, sekiz bitten oluşan dijital bilgilerin saklanması ve işlenmesi birimidir. Bir bit 0 ya da 1 içerebilir.
Delikli kartlarda bit, kartta belirli bir konumda bir deliğin varlığı/yokluğu olarak depolanır. Babbage'nin Analitik Motoruna biraz daha geriye gidersek, sayıların saklandığı kayıtlar dişlilerdi. Bant ve disk gibi manyetik depolama cihazlarında bir bit, manyetik filmin belirli bir alanının polaritesi ile temsil edilir. Modern dinamik rastgele erişim belleğinde (DRAM), bir bit genellikle elektrik enerjisini bir elektrik alanında depolayan bir cihazda depolanan iki seviyeli bir elektrik yükü olarak temsil edilir. Şarj edilmiş veya boşalmış bir kap, bir miktar veri depolar.
Haziran 1956 olarak kelimeyi icat etti tek bir karakteri kodlamak için kullanılan bir grup biti belirtmek için . Biraz karakter kodlamasından bahsedelim. Bilgi alışverişi için Amerikan standart kodu veya ASCII ile başlayalım. ASCII, İngiliz alfabesine dayanıyordu, bu nedenle her harf, sayı ve sembol (az, AZ, 0-9, +, - , /, ",!, vb.) ) 7'den 32'ye kadar 127 bitlik bir tamsayı olarak temsil ediliyordu. Bu, diğer diller için tam olarak "dostu" değildi. Diğer dilleri desteklemek için Unicode, ASCII'yi genişletti. Unicode'da her karakter, örneğin bir kod noktası veya sembol olarak temsil edilir. , küçük j harfi U+006A'dır; burada U, Unicode'u ve ardından onaltılık sayıyı temsil eder.
UTF-8, karakterleri sekiz bit olarak temsil eden ve 0-127 aralığındaki her kod noktasının tek bir baytta saklanmasına olanak tanıyan bir standarttır. ASCII'yi hatırlarsak İngilizce karakterler için bu oldukça normaldir ancak diğer dil karakterleri genellikle iki veya daha fazla baytla ifade edilir. UTF-16, karakterleri 16 bit olarak temsil eden bir standarttır ve UTF-32, karakterleri 32 bit olarak temsil eden bir standarttır. ASCII'de her karakter bir bayttır, ancak Unicode'da ki bu genellikle tamamen doğru değildir, bir karakter 1, 2, 3 veya daha fazla baytı kaplayabilir. Makalede farklı boyuttaki bit gruplamaları kullanılacaktır. Bayttaki bit sayısı ortamın tasarımına bağlı olarak değişir.
Bu makalede, veri depolamanın geçmişini derinlemesine incelemek için çeşitli depolama ortamlarında zamanda geriye yolculuk yapacağız. Hiçbir durumda icat edilen her bir depolama ortamını derinlemesine incelemeye başlamayacağız. Bu, hiçbir şekilde ansiklopedik öneme sahip olduğu iddia edilmeyen eğlenceli, bilgilendirici bir makaledir.
Hadi başlayalım. Diyelim ki saklayacak bir veri baytımız var: j harfi, kodlanmış bayt 6a olarak ya da ikili 01001010 olarak. Zamanda yolculuk yaptıkça, veri baytı anlatılacak olan çeşitli depolama teknolojilerinde kullanılacaktır.
1951
Hikayemiz 1951 yılında UNIVAC 1 bilgisayarı için UNIVAC UNISERVO teyp sürücüsüyle başlıyor.Bu, ticari bir bilgisayar için oluşturulan ilk teyp sürücüsüydü. Bant, 12,65 mm genişliğinde (Vicalloy olarak adlandırılır) ve neredeyse 366 metre uzunluğunda, nikel kaplı ince bir bronz şeritten yapılmıştır. Veri baytlarımız saniyede 7 metre hızla hareket eden bir bantta saniyede 200 karakter olarak depolanabiliyordu. Tarihin bu noktasında, bir depolama algoritmasının hızını bandın kat ettiği mesafeyle ölçebiliyordunuz.
1952
Bir yıl ileri saralım, IBM'in ilk manyetik bant ünitesi IBM 21'yı piyasaya sürdüğü 1952 Mayıs 726'ye. Bayt verilerimiz artık UNISERVO metal banttan IBM manyetik banta taşınabilir. Bu yeni evin, çok küçük baytlık verilerimiz için çok rahat olduğu ortaya çıktı, çünkü bant 2 milyona kadar rakamı depolayabiliyor. Bu 7 yollu manyetik bant, 1,9 baud hızıyla saniyede 12 metre hızla hareket ediyordu. veya 7500 (o zamanlar kopya grupları olarak adlandırılıyordu). Referans olarak: Habré hakkındaki ortalama makale yaklaşık 10 karakterden oluşur.
IBM 726 bandında altısı bilgi depolamak ve biri eşlik kontrolü için kullanılan yedi parça vardı. Bir makaraya 400 cm genişliğinde 1,25 metreye kadar bant sığabiliyordu Veri aktarım hızı teorik olarak saniyede 12,5 bin karaktere ulaştı; kayıt yoğunluğu santimetre başına 40 bittir. Bu sistem, iki nokta arasında bir bant döngüsünün dolaştırıldığı bir "vakum kanalı" yöntemini kullandı. Bu, bandın bir saniyeden çok daha kısa bir sürede başlatılmasına ve durdurulmasına olanak sağladı. Bu, banttaki ani gerilim artışını absorbe etmek için bant makaraları ile okuma/yazma kafaları arasına uzun vakum sütunları yerleştirilerek elde edildi; aksi takdirde bant genellikle kırılırdı. Bant makarasının arkasındaki çıkarılabilir plastik halka, yazmaya karşı koruma sağlıyordu. Bir bant makarası yaklaşık 1,1 adet depolayabilir .
VHS kasetlerini hatırlayın. Filmi tekrar izlemek için ne yapmanız gerekiyordu? Kaseti geri sar! Pilleri boşa harcamamak ve yırtık veya sıkışmış bir bant elde etmemek için oynatıcınız için kaç kez kaseti kalem üzerinde çevirdiniz? Aynı şey bilgisayarlar için kullanılan bantlar için de söylenebilir. Programlar sadece bandın etrafından dolaşamaz veya rastgele verilere erişemez; verileri kesin bir sırayla okuyup yazabilirler.
1956
Birkaç yıl hızla ilerleyerek 1956'ya gelindiğinde, manyetik disk depolama çağı, Zellerbach Paper'ın IBM'e sağladığı RAMAC 305 bilgisayar sistemini tamamlamasıyla başladı. . Bu bilgisayar, hareketli kafalı bir sabit sürücüyü kullanan ilk bilgisayardı. RAMAC disk sürücüsü, karakter başına 60,96 bit olmak üzere yaklaşık beş milyon karakterlik veri depolayabilen ve dakikada 7 devirle dönebilen, 1200 cm çapında elli mıknatıslanmış metal plakadan oluşuyordu. Depolama kapasitesi yaklaşık 3,75 megabayttı.
RAMAC, manyetik bant veya delikli kartların aksine, büyük miktarda veriye gerçek zamanlı erişime izin verdi. IBM, RAMAC'ın 64'e eşdeğer depolama kapasitesine sahip olduğunu duyurdu. . Daha önce RAMRAC, verilerin henüz tazeyken anında alınabilmesi için, işlemleri meydana geldikçe sürekli olarak işleme konseptini uygulamaya koymuştu. RAMAC'taki verilerimize artık 100 hızlarda erişilebiliyor . Önceden, bantları kullanırken sıralı verileri yazmak ve okumak zorundaydık ve yanlışlıkla bandın farklı bölümlerine atlayamıyorduk. Verilere gerçek zamanlı rastgele erişim o zamanlar gerçekten devrim niteliğindeydi.
1963
DECtape'in tanıtıldığı 1963 yılına gidelim. Adı, DEC olarak bilinen Digital Equipment Corporation'dan geliyor. DECtape ucuz ve güvenilirdi, bu nedenle birçok DEC bilgisayar neslinde kullanıldı. Bu, lamine edilmiş ve dört inçlik (19 cm) bir makara üzerinde iki Mylar katmanı arasına sıkıştırılmış 10,16 mm'lik bir banttı.
Ağır ve hantal öncüllerinin aksine DECtape elle taşınabiliyordu. Bu onu kişisel bilgisayarlar için mükemmel bir seçenek haline getirdi. 7 kanallı muadillerinin aksine, DECtape'in 6 veri yolu, 2 işaret parçası ve saat için 2 parçası vardı. Veriler inç başına 350 bit (cm başına 138 bit) olarak kaydedildi. 8 bit olan ancak 12 bit'e kadar genişletilebilen veri baytımız, saniyede 8325 12 bit kelime hızında ve 93 (±12) inç bant hızında DECtape'e aktarılabilmektedir. . Bu, 8'deki UNISERVO metal banttan saniyede %1952 daha fazla rakam anlamına geliyor.
1967
Dört yıl sonra, 1967'de küçük bir IBM ekibi, kod adı verilen IBM disket sürücüsü üzerinde çalışmaya başladı. . Daha sonra ekibe, mikro kodları yüklemenin güvenilir ve ucuz bir yolunu geliştirmekle görev verildi. IBM Sistemi / 370. Proje daha sonra yeniden tasarlandı ve kod adı Merlin olan IBM 3330 Doğrudan Erişim Depolama Tesisi için bir denetleyiciye mikro kod yüklemek üzere yeniden tasarlandı.
Baytımız artık, günümüzde disket olarak bilinen, salt okunur 8 inçlik manyetik kaplamalı Mylar disketlerde saklanabilir. Piyasaya sürüldüğü tarihte ürün, IBM 23FD Disket Sürücü Sistemi olarak adlandırılıyordu. Diskler 80 kilobayt veri tutabiliyordu. Sabit sürücülerden farklı olarak kullanıcı, koruyucu bir kabuk içindeki disketi bir sürücüden diğerine kolaylıkla taşıyabilir. Daha sonra 1973 yılında IBM okuma/yazma disketini piyasaya sürdü ve bu disk daha sonra endüstriyel bir disk haline geldi. .
1969
1969 yılında, Amerikalı astronotları Ay'a gidip getiren Apollo 11 uzay aracında ip hafızalı Apollo Rehberlik Bilgisayarı (AGC) fırlatıldı. Bu ip hafızası elle yapıldı ve 72 kilobayt veri tutabiliyordu. İp hafızasının üretimi emek yoğundu, yavaştı ve dokumaya benzer beceriler gerektiriyordu; alabilir . Ancak maksimumu kesinlikle sınırlı bir alana sığdırmanın önemli olduğu zamanlar için doğru araçtı. Tel, dairesel tellerden birinden geçtiğinde 1'i temsil ediyordu. Telin etrafından geçen tel ise 0'ı temsil ediyordu. Veri baytımız, bir kişinin ipi birkaç dakika boyunca örmesini gerektiriyordu.
1977
1977'de ilk (başarılı) kişisel bilgisayar olan Commodore PET piyasaya sürüldü. PET, veri artı kaset anlamına gelen Commodore 1530 Datasette'i kullandı. PET, verileri analog ses sinyallerine dönüştürdü ve bunlar daha sonra bilgisayarda saklandı. . Bu, çok yavaş da olsa, uygun maliyetli ve güvenilir bir depolama çözümü oluşturmamıza olanak sağladı. Küçük baytlık verilerimiz, başına yaklaşık 60-70 bayt hızla aktarılabiliyor. . Kasetler, bant başına iki taraf olmak üzere, 100 dakikalık taraf başına yaklaşık 30 kilobayt tutabiliyordu. Örneğin, bir kasetin bir tarafında yaklaşık iki adet 55 KB görüntü bulunabilir. Veri kümeleri Commodore VIC-20 ve Commodore 64'te de kullanıldı.
1978
Bir yıl sonra, 1978'de MCA ve Philips, LaserDisc'i "Discovision" adı altında piyasaya sürdü. Jaws, Amerika Birleşik Devletleri'nde LaserDisc'te satılan ilk filmdi. Ses ve görüntü kalitesi rakiplerinden çok daha iyiydi ancak lazer disk çoğu tüketici için çok pahalıydı. İnsanların televizyon programlarını kaydettiği VHS kasetlerinin aksine LaserDisc kaydedilemiyordu. Lazerdiskler analog video, analog FM stereo ses ve darbe koduyla çalıştı veya PCM, dijital ses. Disklerin çapı 12 inç (30,47 cm) idi ve plastikle kaplanmış iki adet tek taraflı alüminyum diskten oluşuyordu. Bugün LaserDisc, CD ve DVD'lerin temeli olarak hatırlanıyor.
1979
Bir yıl sonra, 1979'da Alan Shugart ve Finis Conner, sabit sürücüyü o zamanlar standart olan 5 ¼ inçlik disket boyutuna ölçeklendirme fikriyle Seagate Technology'yi kurdu. 1980'deki ilk ürünleri, kompakt bilgisayarlar için ilk sabit disk olan Seagate ST506 sabit diskiydi. Disk, o zamanlar standart bir disketten beş kat daha büyük olan beş megabayt veri taşıyordu. Kurucular, disk boyutunu 5¼ inçlik bir disket boyutuna indirme hedefine ulaşmayı başardılar. Yeni veri depolama cihazı, her iki tarafı da ince bir manyetik veri depolama malzemesi tabakasıyla kaplanmış sert bir metal plakaydı. Veri baytlarımız diske 625 kilobayt hızında aktarılabiliyor. . Yaklaşık olarak .
1981
Birkaç yıl ileri saralım ve Sony'nin ilk 1981 inçlik disketleri piyasaya sürdüğü 3,5 yılına gidelim. Hewlett-Packard, 1982 yılında HP-150 ile bu teknolojiyi ilk benimseyen firma oldu. Bu, 3,5 inçlik disketlerin meşhur olmasını ve dünya çapında yaygın olarak kullanılmasını sağladı. . Disketler, biçimlendirilmiş kapasitesi 161.2 kilobayt ve biçimlendirilmemiş kapasitesi 218.8 kilobayt olan tek taraflıydı. 1982'de çift taraflı bir sürüm piyasaya sürüldü ve 23 medya şirketinden oluşan Mikrofloppy Endüstri Komitesi (MIC) konsorsiyumu, 3,5 inçlik disket spesifikasyonunu Sony'nin orijinal tasarımına dayandırarak formatı bugün bildiğimiz şekliyle tarihe yerleştirdi. . Artık veri baytlarımız en yaygın depolama ortamlarından birinin eski bir sürümünde saklanabiliyor: 3,5 inçlik disket. Daha sonra bir çift 3,5 inçlik disket çocukluğumun en önemli parçası oldu.
1984
Kısa bir süre sonra, 1984 yılında Kompakt Disk Salt Okunur Belleğinin (CD-ROM) piyasaya sürüldüğü duyuruldu. Bunlar Sony ve Philips'in 550 megabaytlık CD-ROM'larıydı. Format, müzik dağıtmak için kullanılan dijital sesli CD'lerden veya CD-DA'dan doğdu. CD-DA, 1982 yılında Sony ve Philips tarafından geliştirildi ve 74 dakikalık kapasiteye sahipti. Efsaneye göre, Sony ve Philips CD-DA standardını müzakere ederken dört kişiden biri bunun mümkün olması konusunda ısrar etti. Dokuzuncu Senfoni'nin tamamı. CD'de yayınlanan ilk ürün, 1985'te yayınlanan Grolier'in Elektronik Ansiklopedisi'ydi. Ansiklopedi, kullanılabilir disk alanının yalnızca %12'sini (553 kelime) kaplayan dokuz milyon kelime içeriyordu. . Bir ansiklopedi ve bir bayt veri için fazlasıyla yeterli alana sahip olurduk. Kısa bir süre sonra, 1985'te bilgisayar şirketleri, disk sürücüleri için herhangi bir bilgisayarın okuyabileceği bir standart oluşturmak üzere birlikte çalıştı.
1984
Yine 1984 yılında Fujio Masuoka, flash bellek adı verilen ve birçok kez silinip yeniden yazılabilen yeni bir tür kayan kapılı bellek geliştirdi.
Kayan kapı transistörü kullanan flash belleğe bakmak için biraz zaman ayıralım. Transistörler ayrı ayrı açılıp kapatılabilen elektrikli kapılardır. Her transistör iki farklı durumda (açık ve kapalı) olabildiği için iki farklı sayıyı saklayabilir: 0 ve 1. Kayan kapı, orta transistöre eklenen ikinci bir kapıyı ifade eder. Bu ikinci kapı ince bir oksit tabakasıyla yalıtılmıştır. Bu transistörler, açık veya kapalı olduğunu belirtmek için transistörün kapısına uygulanan küçük bir voltajı kullanır ve bu da 0 veya 1'e dönüşür.
Yüzen kapılarda, oksit tabakasına uygun voltaj uygulandığında elektronlar bu tabakanın içinden akar ve kapılara takılır. Bu nedenle elektrik kesildiğinde bile elektronlar üzerlerinde kalır. Yüzen geçitlerde elektron olmadığında 1'i, elektronlar sıkıştığında ise 0'ı temsil ederler. Bu işlemin tersine çevrilmesi ve oksit tabakasına ters yönde uygun bir voltajın uygulanması, elektronların yüzen geçitlerden akmasına neden olur. ve transistörü orijinal durumuna geri döndürün. Bu nedenle hücreler programlanabilir hale getirilir ve . Baytımız transistöre elektronlarla birlikte 01001010 olarak programlanabilir, elektronlar sıfırları temsil edecek şekilde kayan kapılara sıkışıp kalır.
Masuoka'nın tasarımı biraz daha uygun fiyatlıydı ancak elektrikle silinebilir PROM'dan (EEPROM) daha az esnekti çünkü birlikte silinmesi gereken birden fazla hücre grubunu gerektiriyordu, ancak bu aynı zamanda hızını da açıklıyordu.
O sırada Masuoka Toshiba için çalışıyordu. Sonunda Tohoku Üniversitesi'nde çalışmak üzere ayrıldı çünkü şirketin yaptığı işten dolayı kendisini ödüllendirmemesinden dolayı mutsuzdu. Masuoka, tazminat talebiyle Toshiba'ya dava açtı. 2006 yılında kendisine 87 bin ABD dolarına eşdeğer 758 milyon yuan ödendi. Flash belleğin sektörde ne kadar etkili hale geldiği göz önüne alındığında, bu hala önemsiz görünüyor.
Flash bellekten bahsederken NOR ve NAND flash bellek arasındaki farkın ne olduğunu da belirtmekte fayda var. Masuoka'dan bildiğimiz gibi flash, bilgileri kayan kapı transistörlerinden oluşan bellek hücrelerinde saklar. Teknolojilerin isimleri doğrudan hafıza hücrelerinin nasıl organize edildiğiyle ilgilidir.
NOR flaşta, bireysel bellek hücreleri rastgele erişim sağlamak için paralel olarak bağlanır. Bu mimari, mikroişlemci talimatlarına rastgele erişim için gereken okuma süresini azaltır. NOR flash belleği, öncelikli olarak salt okunur olan düşük yoğunluklu uygulamalar için idealdir. Çoğu CPU'nun ürün yazılımını genellikle NOR flash bellekten yüklemesinin nedeni budur. Masuoka ve meslektaşları 1984'te NOR flash'ın ve XNUMX'te NAND flash'ın icadını tanıttılar. .
NAND Flash geliştiricileri, daha küçük bir bellek hücresi boyutu elde etmek için rastgele erişim özelliğini terk etti. Bu, daha küçük çip boyutuna ve bit başına daha düşük maliyete neden olur. NAND flash bellek mimarisi, seri bağlı sekiz parçalı bellek transistörlerinden oluşur. Bu, veri bloklarını aynı anda programlayabildiği için yüksek depolama yoğunluğu, daha küçük bellek hücresi boyutu ve daha hızlı veri yazma ve silme sağlar. Bu, sıralı olarak yazılmadığında ve veriler zaten mevcut olduğunda, verilerin yeniden yazılmasını gerektirerek gerçekleştirilir. .
1991
SanDisk tarafından o zamanlar bilinen adıyla katı hal sürücüsünün (SSD) prototipinin oluşturulduğu 1991 yılına geçelim. . Tasarım, hatalı hücreleri otomatik olarak tespit edip düzeltmek için bir flash bellek dizisini, kalıcı bellek yongalarını ve akıllı bir denetleyiciyi birleştirdi. Disk kapasitesi 20 inç form faktörüyle 2,5 megabayttı ve maliyetinin yaklaşık 1000 dolar olduğu tahmin ediliyordu. Bu disk IBM tarafından bir bilgisayarda kullanıldı .
1994
Çocukluğumdan beri en sevdiğim depolama ortamlarından biri Zip Disklerdi. 1994 yılında Iomega, standart 100 inçlik bir sürücüden biraz daha kalın olan, 3,5 inç form faktörlü 3,5 megabaytlık bir kartuş olan Zip Disk'i piyasaya sürdü. Sürücülerin sonraki sürümleri 2 gigabayta kadar veri depolayabiliyordu. Bu disklerin rahatlığı, disket boyutunda olmaları, ancak daha fazla miktarda veri depolayabilmeleridir. Veri baytlarımız bir Zip diskine saniyede 1,4 megabayt hızla yazılabilir. Karşılaştırma yapmak gerekirse, o zamanlar 1,44 inçlik bir disketin 3,5 megabaytlık kısmı saniyede yaklaşık 16 kilobaytlık bir hızla yazılıyordu. Bir Zip diskinde, kafalar sanki yüzeyin üzerinde uçuyormuş gibi temassız olarak veri okur/yazar; bu, bir sabit sürücünün çalışmasına benzer, ancak diğer disketlerin çalışma prensibinden farklıdır. Zip diskleri, güvenilirlik ve kullanılabilirlik sorunları nedeniyle kısa sürede geçerliliğini yitirdi.
1994
Aynı yıl SanDisk, dijital video kameralarda yaygın olarak kullanılan CompactFlash'ı piyasaya sürdü. CD'lerde olduğu gibi, CompactFlash hızları da 8x, 20x, 133x vb. gibi "x" derecelendirmelerine dayanmaktadır. Maksimum veri aktarım hızı, orijinal ses CD'sinin saniyede 150 kilobaytlık bit hızına göre hesaplanır. Aktarım hızı R = Kx150 kB/s gibi görünür; burada R aktarım hızı ve K nominal hızdır. Yani bir 133x CompactFlash için veri baytımız 133x150 kB/s veya yaklaşık 19 kB/s veya 950 MB/s hızında yazılacaktır. CompactFlash Association, flash bellek kartları için bir endüstri standardı oluşturmak amacıyla 19,95 yılında kuruldu.
1997
Birkaç yıl sonra, 1997'de Yeniden Yazılabilir Kompakt Disk (CD-RW) piyasaya sürüldü. Bu optik disk, veri depolamak ve dosyaları çeşitli cihazlara kopyalamak ve aktarmak için kullanıldı. CD'ler yaklaşık 1000 kez yeniden yazılabilir; bu, kullanıcıların nadiren verilerin üzerine yazdığı için o zamanlar sınırlayıcı bir faktör değildi.
CD-RW'ler bir yüzeyin yansıtıcılığını değiştiren teknolojiye dayanmaktadır. CD-RW durumunda, gümüş, tellür ve indiyumdan oluşan özel bir kaplamadaki faz kaymaları, okuma ışınını yansıtıp yansıtmama yeteneğine neden olur, bu da 0 veya 1 anlamına gelir. Bileşik kristal halinde olduğunda, yarı saydam, yani 1. Bileşik amorf bir duruma geçtiğinde opak hale gelir ve yansıtıcı değildir; 0. Yani veri baytımızı 01001010 olarak yazabiliriz.
DVD'ler sonunda pazar payının çoğunu CD-RW'lerden devraldı.
1999
IBM'in o zamanlar dünyanın en küçük sabit disklerini piyasaya sürdüğü 1999 yılına gidelim: IBM 170MB ve 340MB mikrosürücüler. Bunlar, CompactFlash Type II yuvalarına sığacak şekilde tasarlanmış 2,54 cm'lik küçük sabit disklerdi. CompactFlash gibi kullanılacak ancak daha büyük bellek kapasitesine sahip bir cihazın oluşturulması planlandı. Ancak kısa süre sonra bunların yerini USB flash sürücüler ve daha sonra piyasaya çıktıkça daha büyük CompactFlash kartlar aldı. Diğer sabit sürücüler gibi mikro sürücüler de mekanikti ve küçük dönen diskler içeriyordu.
2000
Bir yıl sonra, 2000 yılında USB flash sürücüler piyasaya sürüldü. Sürücüler, USB arabirimli küçük bir form faktörüne yerleştirilmiş flash bellekten oluşuyordu. Kullanılan USB arayüzünün sürümüne bağlı olarak hız değişebilir. USB 1.1 saniyede 1,5 megabit ile sınırlıdır, USB 2.0 ise saniyede 35 megabit işleyebilir ve USB 3.0 saniyede 625 megabittir. İlk USB 3.1 Tip C sürücüler Mart 2015'te duyuruldu ve saniyede 530 megabit okuma/yazma hızlarına sahipti. Disketlerin ve optik sürücülerin aksine, USB aygıtlarının çizilmesi daha zordur, ancak yine de veri depolama, dosyaları aktarma ve yedekleme konusunda aynı yeteneklere sahiptirler. Disket ve CD sürücülerinin yerini hızla USB bağlantı noktaları aldı.
2005
2005 yılında, sabit disk sürücüsü (HDD) üreticileri dikey manyetik kayıt veya PMR kullanarak ürün göndermeye başladı. İlginçtir ki bu durum, iPod Nano'nun, iPod Mini'de 1 inçlik sabit diskler yerine flash bellek kullanımını duyurmasıyla aynı zamanda gerçekleşti.
Tipik bir sabit sürücü, küçük manyetik taneciklerden oluşan, manyetik olarak duyarlı bir filmle kaplanmış bir veya daha fazla sabit sürücü içerir. Veriler, manyetik kayıt kafası dönen diskin hemen üzerinde uçtuğunda kaydedilir. Bu, geleneksel bir gramofon plak çalarına çok benzer; tek fark, gramofonda kalemin plakla fiziksel temas halinde olmasıdır. Diskler döndükçe onlarla temas eden hava hafif bir esinti yaratır. Tıpkı bir uçağın kanadındaki havanın kaldırma kuvveti oluşturması gibi, hava da kanat profili kafasında kaldırma kuvveti oluşturur . Kafa, tanelerin bir manyetik bölgesinin mıknatıslanmasını hızlı bir şekilde değiştirir, böylece manyetik kutbu 1 veya 0'ı gösterecek şekilde yukarı veya aşağı bakacak şekildedir.
PMR'nin öncüsü, uzunlamasına manyetik kayıt veya LMR'ydi. PMR'nin kayıt yoğunluğu LMR'nin üç katından fazla olabilir. PMR ve LMR arasındaki temel fark, PMR ortamının depolanan verilerinin tane yapısının ve manyetik yöneliminin uzunlamasına yerine sütun şeklinde olmasıdır. PMR, daha iyi tanecik ayrımı ve tekdüzelik nedeniyle daha iyi termal kararlılığa ve gelişmiş sinyal-gürültü oranına (SNR) sahiptir. Ayrıca daha güçlü kafa alanları ve daha iyi manyetik ortam hizalaması sayesinde gelişmiş kayıt edilebilirlik özelliğine sahiptir. LMR gibi, PMR'nin temel sınırlamaları da mıknatıs tarafından yazılan veri bitlerinin termal kararlılığına ve yazılı bilgiyi okumak için yeterli SNR'ye sahip olma ihtiyacına dayanmaktadır.
2007
2007 yılında Hitachi Global Storage Technologies'in ilk 1 TB sabit diski duyuruldu. Hitachi Deskstar 7K1000, beş adet 3,5 inçlik 200 GB plaka kullandı ve devir/dakika Bu, yaklaşık 350 megabayt kapasiteye sahip dünyanın ilk sabit diski IBM RAMAC 3,75'ye göre önemli bir gelişmedir. Ah, 51 yılda ne kadar yol kat ettik! Ama durun, bir şey daha var.
2009
2009 yılında kalıcı ekspres bellek oluşturmaya yönelik teknik çalışmalar başladı veya . Geçici olmayan bellek (NVM), verileri depolamak için sürekli güç gerektiren geçici belleğin aksine, verileri kalıcı olarak depolayabilen bir bellek türüdür. NVMe, PCIe özellikli yarı iletken tabanlı çevre birimleri için ölçeklenebilir bir ana bilgisayar denetleyici arayüzü ihtiyacını karşılar; dolayısıyla NVMe adı da buradan gelir. Projeyi geliştirmek için çalışma grubuna 90'dan fazla şirket dahil edildi. Bunların tümü, Geçici Olmayan Bellek Ana Bilgisayar Denetleyicisi Arayüzü Belirtimi'ni (NVMHCIS) tanımlamaya yönelik çalışmaya dayanıyordu. Günümüzün en iyi NVMe sürücüleri saniyede yaklaşık 3500 megabayt okuma ve saniyede 3300 megabayt yazma işlemini gerçekleştirebilir. Başladığımız j veri baytını yazmak, Apollo Rehberlik Bilgisayarı için birkaç dakikalık el dokuması ip hafızasına kıyasla çok hızlıdır.
Şimdiki ve gelecek
Depolama Sınıfı Bellek
Artık zamanda geriye yolculuk yaptığımıza göre (ha!), Depolama Sınıfı Belleğinin mevcut durumuna bir göz atalım. SCM, NVM gibi sağlamdır ancak SCM aynı zamanda ana bellekten daha üstün veya onunla karşılaştırılabilir bir performans sağlar ve . SCM'nin amacı, düşük statik rastgele erişim belleği (SRAM) yoğunlukları gibi günümüzün bazı önbellek sorunlarını çözmektir. Dinamik Rastgele Erişim Belleği (DRAM) ile daha iyi yoğunluğa ulaşabiliriz ancak bu, daha yavaş erişime mal olur. DRAM ayrıca belleği yenilemek için sürekli güç ihtiyacından da muzdariptir. Bunu biraz anlayalım. Güç gereklidir çünkü kapasitörlerdeki elektrik yükü yavaş yavaş dışarı sızar, bu da müdahale edilmediği takdirde çipteki verilerin kısa sürede kaybolacağı anlamına gelir. Bu tür bir sızıntıyı önlemek için DRAM, kapasitörlerdeki verileri periyodik olarak yeniden yazan ve bunları orijinal şarjlarına geri yükleyen harici bir bellek yenileme devresine ihtiyaç duyar.
Faz değiştirme belleği (PCM)
Daha önce CD-RW için fazın nasıl değiştiğine bakmıştık. PCM benzerdir. Faz değiştiren malzeme genellikle iki farklı durumda bulunabilen, GST olarak da bilinen Ge-Sb-Te'dir: amorf ve kristal. Amorf durum, 0'ı ifade eden kristal halinden 1'i ifade eden daha yüksek bir dirence sahiptir. Ara dirençlere veri değerleri atayarak PCM, birden fazla durumu şu şekilde depolamak için kullanılabilir: .
Döndürme aktarım torku rastgele erişim belleği (STT-RAM)
STT-RAM, elektrik kuvvetini iletmeden iletebilen bir yalıtkan olan bir dielektrik ile ayrılmış iki ferromanyetik, kalıcı manyetik katmandan oluşur. Manyetik yönlerdeki farklılıklara dayalı olarak veri bitlerini depolar. Referans katmanı adı verilen bir manyetik katman sabit bir manyetik yöne sahipken, serbest katman adı verilen diğer manyetik katman, geçen akım tarafından kontrol edilen bir manyetik yöne sahiptir. 1 için iki katmanın mıknatıslanma yönü hizalanmıştır. 0 için her iki katman da zıt manyetik yönlere sahiptir.
Dirençli rastgele erişim belleği (ReRAM)
Bir ReRAM hücresi, bir metal oksit tabakasıyla ayrılmış iki metal elektrottan oluşur. Biraz Masuoka'nın flash bellek tasarımına benziyor; burada elektronlar oksit tabakasına nüfuz edip yüzen geçitte sıkışıp kalıyor veya tam tersi. Ancak ReRAM ile hücre durumu, metal oksit tabakasındaki serbest oksijen konsantrasyonuna göre belirlenir.
Bu teknolojiler umut verici olsa da hala dezavantajları var. PCM ve STT-RAM yüksek yazma gecikmesine sahiptir. PCM gecikmeleri DRAM'den on kat daha yüksekken, STT-RAM gecikmeleri SRAM'den on kat daha yüksektir. PCM ve ReRAM'in, ciddi bir hata oluşmadan önce bir yazmanın ne kadar süreyle gerçekleşebileceği konusunda bir sınırı vardır; bu, bellek öğesinin takılı kalması anlamına gelir. .
Ağustos 2015'te Intel, 3DXPoint tabanlı ürünü Optane'nin piyasaya sürüldüğünü duyurdu. Optane, flash bellekten dört ila beş kat daha yüksek bir fiyata, NAND SSD'lerin performansının 1000 katı olduğunu iddia ediyor. Optane, SCM'nin deneysel bir teknolojiden daha fazlası olduğunun kanıtıdır. Bu teknolojilerin gelişimini izlemek ilginç olacak.
Sabit sürücüler (HDD)
Helyum HDD (HHDD)
Helyum diski, helyumla doldurulmuş ve üretim işlemi sırasında hava geçirmez şekilde kapatılmış, yüksek kapasiteli bir sabit disk sürücüsüdür (HDD). Diğer sabit sürücüler gibi, daha önce de söylediğimiz gibi, manyetik olarak kaplanmış döner tablaya sahip bir döner tablaya benzer. Tipik sabit disklerin boşluğunun içinde hava bulunur, ancak bu hava, plakalar dönerken bir miktar dirence neden olur.
Helyum balonları, helyumun havadan hafif olması nedeniyle havada süzülür. Aslında helyum, havanın yoğunluğunun 1/7'si kadardır ve bu da plakalar döndükçe frenleme kuvvetini azaltır ve disklerin dönmesi için gereken enerji miktarının azalmasına neden olur. Bununla birlikte, bu özellik ikincildir, helyumun ana ayırt edici özelliği, normalde yalnızca 7 tane tutacak olan aynı form faktöründe 5 levhayı paketlemenize izin vermesiydi. Uçak kanadımızın benzetmesini hatırlarsak, o zaman bu mükemmel bir benzetmedir. . Helyum sürtünmeyi azalttığından türbülans ortadan kalkar.
Ayrıca helyum balonlarının içinden helyum çıktığı için birkaç gün sonra batmaya başladığını da biliyoruz. Aynı şey depolama aygıtları için de söylenebilir. Üreticilerin, sürücünün kullanım ömrü boyunca helyumun form faktöründen kaçmasını önleyen bir kap oluşturması yıllar aldı. Backblaze deneyler yaptı ve helyum sabit disklerin yıllık hata oranının %1,03 olduğunu, standart disklerin ise %1,06 olduğunu buldu. Elbette bu fark o kadar küçüktür ki bundan ciddi bir sonuç çıkarılabilir. .
Helyumla doldurulmuş form faktörü, yukarıda tartıştığımız PMR, mikrodalga manyetik kayıt (MAMR) veya ısı destekli manyetik kayıt (HAMR) kullanılarak kapsüllenmiş bir sabit sürücü içerebilir. Herhangi bir manyetik depolama teknolojisi, hava yerine helyumla birleştirilebilir. 2014 yılında HGST, ana bilgisayar kontrollü shingled manyetik kayıt veya SMR (Shingled manyetik kayıt) kullanan 10 TB helyum sabit diskinde iki ileri teknolojiyi birleştirdi. Biraz SMR hakkında konuşalım ve ardından MAMR ve HAMR'a bakalım.
Çini Manyetik Kayıt Teknolojisi
Daha önce SMR'nin öncüsü olan dikey manyetik kayda (PMR) bakmıştık. PMR'den farklı olarak SMR, önceden kaydedilen manyetik izin bir kısmıyla örtüşen yeni izleri kaydeder. Bu da önceki pisti daha dar hale getirerek daha yüksek pist yoğunluğuna olanak tanıyor. Teknolojinin adı tur pistlerinin kiremitli çatı raylarına çok benzemesinden kaynaklanmaktadır.
SMR, bir parçaya yazmanın bitişik parçanın üzerine yazması nedeniyle çok daha karmaşık bir yazma süreciyle sonuçlanır. Disk alt tabakası boş olduğunda ve veriler sıralı olduğunda bu durum oluşmaz. Ancak halihazırda veri içeren bir dizi parçaya kayıt yaptığınız anda mevcut bitişik veriler silinir. Bitişik bir parça veri içeriyorsa yeniden yazılması gerekir. Bu, daha önce bahsettiğimiz NAND flaşına oldukça benzer.
SMR cihazları, ürün yazılımını yöneterek bu karmaşıklığı gizler ve sonuçta diğer sabit sürücülere benzer bir arayüz elde edilir. Öte yandan, ana bilgisayar tarafından yönetilen SMR cihazları, uygulamaların ve işletim sistemlerinin özel bir şekilde uyarlanması olmadan bu sürücülerin kullanımına izin vermeyecektir. Ana bilgisayarın cihazlara kesinlikle sırayla yazması gerekir. Aynı zamanda cihazların performansı %100 öngörülebilir. Seagate, %2013 daha yüksek yoğunluk iddiasıyla 25 yılında SMR disklerini piyasaya sürmeye başladı PMR yoğunluğu.
Mikrodalga manyetik kayıt (MAMR)
Mikrodalga destekli manyetik kayıt (MAMR), HAMR'a benzer enerji kullanan bir manyetik bellek teknolojisidir (daha sonra tartışılacaktır).MAMR'nin önemli bir parçası, Döndürme Torku Osilatörüdür (STO). STO'nun kendisi kayıt kafasına yakın bir yerde bulunur. STO'ya akım uygulandığında, elektron spinlerinin polarizasyonu nedeniyle 20-40 GHz frekansında dairesel bir elektromanyetik alan oluşturulur.
Böyle bir alana maruz bırakıldığında MAMR için kullanılan ferromıknatısta rezonans meydana gelir ve bu da bu alandaki alanların manyetik momentlerinin devinimine yol açar. Temel olarak, manyetik moment kendi ekseninden sapar ve yönünü değiştirmek (döndürmek) için kayıt kafası önemli ölçüde daha az enerjiye ihtiyaç duyar.
MAMR teknolojisinin kullanılması, ferromanyetik maddelerin daha büyük zorlayıcı kuvvetle alınmasını mümkün kılar; bu, süperparamanyetik etkiye neden olma korkusu olmadan manyetik alanların boyutunun azaltılabileceği anlamına gelir. STO oluşturucu, kayıt kafasının boyutunun azaltılmasına yardımcı olur, bu da bilgilerin daha küçük manyetik alanlara kaydedilmesini mümkün kılar ve dolayısıyla kayıt yoğunluğunu artırır.
WD olarak da bilinen Western Digital, bu teknolojiyi 2017 yılında tanıttı. Kısa süre sonra 2018'de Toshiba bu teknolojiyi destekledi. WD ve Toshiba, MAMR teknolojisini takip ederken Seagate, HAMR'a yatırım yapıyor.
Termomanyetik kayıt (HAMR)
Isı destekli manyetik kayıt (HAMR), yazmaya yardımcı olmak için lazer tarafından sağlanan ısıyı kullanarak, sabit sürücü gibi manyetik bir cihazda depolanabilecek veri miktarını önemli ölçüde artırabilen, enerji açısından verimli bir manyetik veri depolama teknolojisidir. verileri yüzey sabit disk alt katmanlarına aktarır. Isıtma, veri bitlerinin disk alt katmanında birbirine çok daha yakın yerleştirilmesine neden olarak veri yoğunluğunun ve kapasitesinin artmasına olanak tanır.
Bu teknolojinin uygulanması oldukça zordur. 200 mW lazer hızlı Diskteki verilerin geri kalanına müdahale etmeden veya zarar vermeden, kayıttan önce 400 °C'ye kadar küçük bir alan. Isıtma, veri kaydetme ve soğutma işlemlerinin nanosaniyeden daha kısa sürede tamamlanması gerekiyor. Bu zorlukların üstesinden gelmek, doğrudan lazer ısıtma yerine yüzey kılavuzlu lazerler olarak da bilinen nano ölçekli yüzey plazmonlarının geliştirilmesini ve kayıt kafasına veya yakınındaki herhangi bir şeye zarar vermeden hızlı nokta ısıtmaya dayanacak yeni tip cam plakaların ve termal yönetim kaplamalarının geliştirilmesini gerektirdi. veriler ve aşılması gereken diğer çeşitli teknik zorluklar.
Çok sayıda şüpheci ifadeye rağmen Seagate bu teknolojiyi ilk kez 2013 yılında gösterdi. İlk diskler 2018'de gönderilmeye başlandı.
Filmin sonu, başlangıca gidin!
1951'de başladık ve makaleyi depolama teknolojisinin geleceğine bir bakışla bitiriyoruz. Veri depolama, kağıt banttan metal ve manyetik, ip belleğe, dönen disklere, optik disklere, flash belleğe ve diğerlerine kadar zaman içinde büyük ölçüde değişti. İlerleme daha hızlı, daha küçük ve daha güçlü depolama cihazlarıyla sonuçlandı.
NVMe'yi 1951'deki UNISERVO metal bantla karşılaştırırsanız, NVMe saniyede %486 daha fazla rakam okuyabilir. NVMe'yi çocukluğumun en sevdiğim Zip sürücüleri ile karşılaştırdığımızda, NVMe saniyede %111 daha fazla rakam okuyabiliyor.
Doğru kalan tek şey 0 ve 1'in kullanılmasıdır. Bunu yapma yöntemlerimiz büyük ölçüde farklılık gösterir. Umarım bir dahaki sefere bir arkadaşınız için şarkılardan oluşan bir CD-RW yazdığınızda veya bir ev videosunu Optical Disc Archive'a kaydettiğinizde, yansıtıcı olmayan bir yüzeyin nasıl 0'a, yansıtıcı yüzeyin ise 1'e çevrildiğini düşünürsünüz. Veya kasete bir karışık kaset kaydediyorsanız, bunun Commodore PET'te kullanılan Veri Seti ile çok yakından ilişkili olduğunu unutmayın. Son olarak nazik olmayı ve geri sarmayı unutmayın.
Teşekkürler и makale boyunca küçük bilgiler için (buna yardımcı olamıyorum)!
Blogda başka neler okuyabilirsiniz?
→
→
→
→
→
Abone olun -kanal böylece bir sonraki makaleyi kaçırmazsınız! Haftada en fazla iki kez ve yalnızca iş hakkında yazıyoruz. Cloud4Y'nin iş sürekliliğini sağlamak için gerekli olan iş uygulamalarına ve bilgilere güvenli ve güvenilir uzaktan erişim sağlayabileceğini de hatırlatırız. Uzaktan çalışma, koronavirüsün yayılmasına ek bir engel oluşturuyor. Ayrıntılar için yöneticilerimizle iletişime geçin: .
Kaynak: habr.com