- A tárolás fejlődése a lyukkártyáktól és mágnesszalagoktól a merevlemezekig, optikai meghajtókig és az egyre kompaktabb és olcsóbb flash memóriákig terjedt.
- A nagy sebességű hálózatok és a nagy adatközpontok kombinációja fellendítette a felhőalapú szolgáltatásokat, az adattavakat és a Big Data elosztott, hatalmas tárolását.
- A jelenlegi kihívások a tartósságra, a biztonságra és az exponenciális adatnövekedés kezelésére összpontosítanak, olyan technológiák feltárásával, mint a holografikus memória és a DNS-tárolás.
A történelem során az emberiség mindenféle trükköt és eszközt kidolgozott az információk tárolására : az agyagtábláktól és a lyukkártyáktól kezdve a világszerte elterjedt adatfelhőkig. A ma előállított adatmennyiség annyira elképesztő, hogy az agyunk, bármennyire is fejlett, alulmarad benne, és technológiai segítségre szorul.
Annak megértése, hogyan jutottunk el a fémszekrényben lévő néhány kilobájttól a zsebünkben lévő terabájtokig és az elosztott adatközpontokban lévő zettabájtokig, nem csupán történelmi kuriózum: megmagyarázza, miért dolgozunk úgy, ahogy, hogyan fogyasztjuk a digitális szórakoztatást, és milyen kockázatokkal nézünk szembe az emlékeink, dokumentumaink vagy tudásunk elvesztésével kapcsolatban, ha rossz adattárolót választunk.
Az emberi emlékezettől az első adattároló gépekig
Mielőtt lemezekről, szalagokról vagy felhőkről beszélnénk, érdemes megjegyezni, hogy az első tárolóeszköz az emberi agy, korlátozott és tökéletlen biológiai memóriájával . Az evolúció növelte méretét és kapacitását: olyan fajok, mint az Australopithecus afarensis, körülbelül 400-500 cm³-es agytérfogattal rendelkeztek, a Homo habilis elérte a 600-700 cm³-t, a Homo erectus elérte a 800-1100 cm³-t, a neandervölgyiek pedig körülbelül 1200-1600 cm³ -t . A modern ember, a Homo sapiens agytérfogata körülbelül 1230 cm³.
Ez az ugrás lehetővé tette számunkra, hogy eszközöket gyártsunk, kultúrákat, rituálékat és összetett nyelveket hozzunk létre , de az emlékezet törékeny marad: felejtünk, eltorzítjuk az emlékeket, és nem tudjuk kezelni a jelenlegi adatlavinát. Ezért van szükség olyan külső eszközök fejlesztésére, amelyek stabilan tárolják az információkat , anélkül, hogy a neuronjainkra támaszkodnának.
Lyukkártyák: a lyukak nyelve
Az első jelentős ugrás a digitális tárolás felé a mechanikus volt: a lyukkártyák . 1725-ben a francia Basile Bouchon perforált kártyákból álló rendszert dolgozott ki szövőszékek vezérlésére. Ez nem a modern értelemben vett számítástechnika volt, hanem az utasítások kódolásának és újrafelhasználásának egy módszere.
1837-ben Charles Babbage brit matematikus megtervezte híres analitikus gépét , egy mozgó alkatrészekkel ellátott számológépet, amely lyukkártyákat használt mind a parancsok, mind az eredmények kijelzésére. A lyukak be-/kikapcsolóként működtek , előre jelezve a bináris kódot.
Később az amerikai Herman Hollerith ezt az ötletet ültette át a gyakorlatba az Analytical Engine for the Census (Népszámlálási analitikai gép) című művével: a lyukasztott lyukak utasításokat és adatokat is jelentettek, amelyeket a gép automatikusan be tudott olvasni. Évtizedekig a lyukkártyák voltak a programok és adatok szabványos tárolóközege számos számítógépben.
Az 60-as évektől kezdődően a mágneses technológiák kezdték felváltani őket, bár az 80-as években is folytatták használatukat olyan feladatokhoz, mint a szabványosított tesztek vagy a lyukasztott papíron történő elektronikus szavazás.
A mágnesesség kezdetei: szalagok, dobok és magok
Az 50-es években a számítástechnika világa átvette a mágnesességet az információk tárolására. Az alapötlet egyszerű: bevonni egy közeget mágnesezhető anyaggal, és apró tartományokba (dipólusokba) szervezni, amelyek biteket képviselnek.
1928-ban a német mérnök, Fritz Pfleumer szabadalmaztatta a mágnesszalagot , Valdemar Poulsen mágneses kábele ihlette. 1965-ben a Mohawk Data Sciences bemutatott egy mágnesszalagos kódolót, amelyet a lyukkártyák fokozatos leváltására terveztek . A szalagok nagyobb kapacitást kínáltak alacsonyabb áron, bár az elérés szekvenciális maradt.
1932-ben az osztrák Gustav Taushek feltalálta a mágneses dobot , egy mágnesezhető anyaggal bevont hengert. Ezek a dobok körülbelül tízezer szó tárolására voltak képesek , és a modern merevlemezek közvetlen elődei voltak, gyorsabb hozzáférést biztosítva, mint a szalagos meghajtók.
Körülbelül ugyanebben az időben jelentek meg a fő memória technológiái. Az 40-es évek vége és az 50-es évek között fejlesztették ki a mágneses magmemóriát , más néven toroidmemóriát: ferromágneses anyagból készült kis gyűrűket, amelyeken vezető vezetékek haladtak keresztül. Minden mag egy bitet tárolt , mágneses állapota pedig gyorsan olvasható és írható volt.
1953-ban az MIT megszerezte a szabadalmat, és megépítette a Whirlwind számítógépet , amely úttörő szerepet játszott a mágneses magos memória RAM-ként való alkalmazásában. Sokkal gyorsabb és megbízhatóbb volt, mint a lyukkártyák, de a gyártása bonyolult és drága volt , nagyon precíz és munkaigényes összeszerelést igényelt.
Elektronikus memóriák: a Williams-csőtől a félvezetőig
Mielőtt a tranzisztorok forradalmasítottak volna mindent, léteztek köztes elektronikus tárolási megoldások. 1946-ban Frederick C. Williams professzor és Tom Kilburn kifejlesztette az úgynevezett Williams-csövet a Manchesteri Egyetemen. Ez egy módosított katódsugárcső volt, amely lehetővé tette a bináris adatok töltési mintázatokként történő tárolását a képernyőn . A korai tárolt programú számítógépekben RAM-ként használták.
1948-ban egy másik szokatlan technológia jelent meg: a Selectron , egy termionos szelep, amely képes véletlen hozzáférésű memóriaként funkcionálni . Jan A. Rajchman és csapata fejlesztette ki a Radio Corporation of America-nál (RCA). Bár technikailag érdekes, bonyolultsága és költsége jelentősen korlátozta elterjedését.
1949-ben vezették be a késleltetett vonalas memóriát , amely azon alapult, hogy kihasználják azt az időt, amely alatt egy jel terjed egy fizikai közegen (például higanyon vagy kvarcon) keresztül. A biteket impulzusokként kódolták, amelyek folyamatosan keringtek a közegben; ez egy ötletes megoldás volt, de nem túl rugalmas a későbbi RAM-hoz képest.
Az 50-es évek végén a mágneses magos memória vált a domináns RAM-má, amíg a félvezetők az 60-as és 70-es években megjelentek . 1966-ban az újonnan megalakult Intel elkezdte forgalmazni a 2000 bites félvezető memóriachipeket , ahol minden cella miniatürizált tranzisztorokat vagy kondenzátorokat tartalmazott.
1966-ban megjelent a DRAM (Dynamic Random Access Memory) is . A DRAM-ban minden bit elektromos töltésként tárolódik egy kondenzátorban . Ez egy illékony memória: ha az áramkimaradás megtörténik, az információ elvész. Azonban nagyon sűrű és olcsó, így a személyi számítógépek és szerverek szabványos fő memóriájává vált.
Ezzel szemben a ROM (csak olvasható memória) véglegesen programozott, és akkor is megőrzi az adatokat, ha az eszköz ki van kapcsolva, ami nagyon hasznos a firmware és a rendszerindítási rutinok tárolására.
Fejlett mágneses újítások: Twistor és Bubble Memory
1957-ben Andrew Bobeck kutató feltalálta a Twistor memóriát a Bell Labs-ban . Ez a technológia mágnesszalagot tekert egy vezetőképes vezeték köré a toroid magok használata helyett, ami csökkentette a súlyt, az energiafogyasztást és a gyártási költségeket.
A Bell Labs a Twistort a mágneses magok jobb alternatívájaként mutatta be: olcsóbb, könnyebb és könnyebben gyártható . Kereskedelmi időszaka azonban rövid volt, mivel hamarosan megjelentek a kompaktabb és skálázhatóbb félvezető RAM chipek.
Ezen kutatás alapján Bobeck 1980-ban kifejlesztette a híres Buborékmemóriát. Ez a technológia egy nagyon vékony mágneses anyagréteget használt, amelyben apró mágnesezett területeket, a "buborékokat" alakítottak ki, amelyek mindegyike egy bitet képviselt. Nem illékony és meglehetősen robusztus volt , bár nagy mennyiségben nehéz volt gyártani.
Mágneslemezek és -szalagok: az IBM 350-től a floppy lemezig
A nagy ugrás ahhoz, amit ma ismerünk, a mágneslemezek megjelenése volt . 1951-ben az UNIVAC I már tartalmazott olyan szalagos meghajtókat, amelyek akár 128 szó/hüvelyk tárolására is képesek voltak. De a modern kor királya a merevlemez volt.
1956-ban az IBM piacra dobta az IBM 350-et , amelyet az első modern merevlemeznek tartanak. Körülbelül 4,4 MB kapacitással rendelkezett , ötven darab 24 hüvelykes, 1200 fordulat/perc sebességgel forgó tányérból állt, és körülbelül akkora volt, mint egy hűtőszekrény, súlya pedig meghaladta az egy tonnát. Ennek ellenére a magnószalagokhoz képest nagyon gyors véletlen hozzáférést biztosított.
Idővel a mágneses rögzítési technológia fejlődése a merevlemezek kapacitásának növekedéséhez, áruk csökkenéséhez és miniatürizálásához vezetett , ami végül a mai asztali és laptop merevlemezekhez vezetett, több terabájt méretben, 3,5 vagy 2,5 hüvelykes formátumban, ezt a döntést ma már az SSD-hez és a külső HDD-hez hasonlítják.
A nagy merevlemezek mellett az IBM a floppy lemezeket is népszerűsítette. 1971-1972-ben megjelentek a 8 hüvelykes floppy lemezek , kezdeti kapacitásuk körülbelül 80 KB volt. Ezek egy mágneses oxiddal bevont rugalmas anyagból készült lemezből álltak, amely egy védőhüvelyben volt elhelyezve.
1975-ben Allan Shugart kifejlesztette az 5,25 hüvelykes floppy lemezt , amely jobban kezelhető volt a személyi számítógépek számára. Ezek a lemezek korai változataikban körülbelül 110 KB kapacitással rendelkeztek, és gyorsabbak és olcsóbbak voltak , mint a 8 hüvelykes lemezek. 1978-ra már körülbelül tíz gyártó gyártott 5,25 hüvelykes meghajtókat.
Az 80-as évek elején robbant be a klasszikus 3,5 hüvelykes floppy lemez merev burkolatával és a mágneses felületet védő fém füllel. Tartósabb, kompaktabb és nagyobb kapacitású volt, mint elődei. Olyan népszerűvé vált, hogy még ma is sok programban a "Mentés" ikon egy floppy lemezt jelöl.
Annak ellenére, hogy a háztartási szférában gyakorlatilag elavulttá váltak, egyes kritikus infrastruktúrák, például bizonyos katonai vagy nukleáris rendszerek, meglepően sok éven át fenntartottak floppy meghajtókat, pontosan az egyszerűségük és elszigeteltségük miatt, ami a régi számítógépek tárolásával kapcsolatos gyakorlat.
Mágnesszalag a számítástechnikában: a biztonsági mentéstől a hosszú élettartamig
Bár a mágnesszalag szekvenciális hozzáférése miatt lassabb, mint a lemezeké, alacsony költség/kapacitás aránya és tartóssága miatt a tömeges biztonsági mentések egyik fő adathordozója maradt.
Az 80-as években megjelentek olyan formátumok, mint az adatokhoz adaptált hangszalag , amelyet széles körben használtak az otthoni mikroszámítógépekben, majd később olyan specifikus biztonsági mentési szalagok, mint a Sony által 1987-ben kifejlesztett DAT (Digital Audio Tape) . Ez egy újratervezett kazetta volt, 4 mm-es szalaggal egy kompakt kazettában.
1989-ben a Sony és a Hewlett-Packard elindította a DDS (Digital Data Storage) szabványt , a DAT továbbfejlesztett változatát, amely a számítógépes adattárolásra összpontosít. Egyre nagyobb kapacitást kínált viszonylag kis formátumokban , ami ideális volt a vállalkozások számára.
Optikai lemezek: CD, DVD és Blu-ray
Míg a mágneses rögzítés dominált, egy másik forradalmi megközelítés is formálódott: a lézereket használó optikai tárolás . Az 60-as években James T. Russell feltaláló a zene rögzítésének és lejátszásának ötletén dolgozott. Évekig ez alig többnek számított, mint újdonságnak.
1975-ben a Sony és a Philips jelentős összegeket fektetett be a projektjébe, és finanszírozta annak fejlesztését. Az eredmény a kompakt lemez (CD) lett , amelyet 1980-ban dobtak kereskedelmi forgalomba. Hanganyagok esetében körülbelül 700 MB adatot tudott tárolni számítógépes formátumban, ami akkoriban hatalmas mennyiségnek számított a floppy lemezekhez képest.
1984-ben jelent meg a CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) , amely ugyanazt a fizikai formátumot használta, mint az audio CD, de számítógépes adatokat kódolt. A lemez műanyag felületére mikro-gödröket és sík területeket (földeket) véstek , amelyeket a lézer bitekként értelmezett.
Később írható változatok jelentek meg: az írható CD-R és az 1995-ben bevezetett újraírható CD-RW . Ez lehetővé tette bármely felhasználó számára , hogy többször is rögzítsen és töröljön adatokat ugyanarra a lemezre.
1995-ben megjelent a DVD (Digital Versatile Disc) , amely jelentősen megnövelte az adattárolási kapacitást. Az egyrétegű DVD 4,7 GB- ot , a kétrétegű DVD-k pedig ennek kétszeresét tartalmazták. Ez vált a házi videók és a nagyméretű szoftverek terjesztésének szabvánnyá.
Kísérleti riválisként jelent meg a HD-DVD formátum 2005-ben , a Toshiba, az NEC és a Sanyo népszerűsítésével. Nagyfelbontást kínált, de a kereskedelmi csatát végül a 2003-ban piacra dobott Blu-ray nyerte, amely egy rövidebb hullámhosszú kék-ibolya lézeren alapult , amely lehetővé teszi több információ tárolását ugyanabban a fizikai térben.
A Blu-ray lemez a nagyfelbontású videók és a nagy sűrűségű tárolás közegévé vált , rétegenként 25 GB kapacitással, többrétegű változatai pedig lemezenként több tíz gigabájtot is elérhetnek.
Magnetooptikai adathordozók és hibrid formátumok
A tiszta mágnesesség és az optikai lemezek között egy hibrid család alakult ki: a magnetooptikai lemezek . Az 1990 körül bemutatott lemezek mágneses és optikai technikákat kombináltak az adatok tárolására és olvasására.
Ezek a lemezek, gyakran 3,5 vagy 5,25 hüvelykesek, kazettában, lézert használtak a felület lokális melegítésére, és mágneses mezőt a tányérok orientálására. Az olvasás a visszavert fény polarizációjának változásain alapult (Kerr-effektus) . Jó tartósságot és újraírási képességeket kínáltak , bár drágábbak és összetettebbek voltak, mint a CD-k vagy DVD-k.
A 90-es években néhány rövid életű, de érdekes formátum is megjelent. 1992-ben a Sony kiadta a MiniDisc-et , amelyet a hangkazetták leváltására és adatok tárolására is terveztek (MD Data verziókban), körülbelül 140 MB kapacitással. 1994-ben az Iomega piacra dobta a Zip , majd később a Jaz lemezeket, amelyek akkoriban nagy kapacitású (100 MB-tól 1 GB-ig terjedő) cserélhető lemezek voltak, és amelyek megpróbálták betölteni a floppy lemez és az első külső merevlemezek közötti rést.
Flash memória és USB meghajtók: a nagy ugrás a hordozhatóság terén
Az 90-es évek végén egy csendes forradalom köszöntött be: a flash memória , egyfajta nem felejtő elektronikus tároló. Bár eredetileg kamerákhoz és hordozható eszközökhöz tervezték , hamarosan mindenre elterjedt.
1993-ban bemutatták a CompactFlash (CF) kártyát, amely a flash memóriát egy robusztus formátumba integrálta. Széles körben használták belső tárolóként digitális fényképezőgépekben és néhány beágyazott számítógépben . Röviddel ezután jelent meg a SmartMedia (Toshiba, 1995), valamint a Siemens és a SanDisk Multimedia Card (MMC) 1997-ben.
1999-ben az IBM kiadta a Microdrive-ot , egy kompakt kártya méretű mini merevlemezt, 2000-ben pedig népszerűvé váltak a Secure Digital (SD) kártyák beépített titkosítással és 32 x 32 x 2,1 mm-es szabványméretekkel. Az SD-kártyák a mobiltelefonok, fényképezőgépek és számos hordozható eszköz tényleges szabványává váltak.
Az átlagfelhasználók számára a fő fordulópontot az USB flash meghajtó jelentette . 2000 körül a szingapúri Trek 2000 International cég bemutatta a ThumbDrive-ot , amelyet az első kereskedelmi forgalomban sikeres USB flash meghajtónak tartanak. NAND flash memóriát használt , és közvetlenül egy USB-porthoz csatlakoztatható , külső tápellátás vagy bonyolult vezérlők nélkül, bár néha hasznos tisztában lenni az USB elosztókkal kapcsolatos lehetséges problémákkal . Ezek a meghajtók, más néven pendrive-ok, USB-stickek vagy flash meghajtók , néhány megabájttól induló kapacitást kínáltak, amely hamarosan több tíz gigabájtra nőtt. Nem voltak mozgó alkatrészeik, több ezer írási ciklust bírtak ki, és rendkívül ellenállóak voltak az ütésekkel és az elektromágneses interferenciával szemben . Ezzel felváltották a floppy lemezeket, és elkezdték háttérbe szorítani a CD-ket és DVD-ket, mint adattárolót.
SSD-k és SMR-ek: Gyorsítás és kapacitáskihasználás
Ugyanez a flash memória technológia vezetett a szilárdtestalapú meghajtók (SSD-k) kialakulásához . Ezek az eszközök az operációs rendszer szempontjából a merevlemezekhez hasonlóan működnek, de belsőleg összekapcsolt flash chipek , lemezek vagy író-olvasó fejek nélkül; ha érdekel a különbség más technológiákhoz, például az NVMe tárolókhoz képest , ez elég sokat elárul.
Az első kereskedelmi forgalomban sikeres SSD-k olyan cégektől származtak, mint a SanDisk , és gyorsan elterjedtek a laptopokon és asztali számítógépeken, kiszorítva a merevlemezeket, ahol az elérési sebesség és a csökkentett energiafogyasztás kulcsfontosságú. Chipjeik eltérnek a tipikus USB flash meghajtókban találhatóktól, nagyobb teljesítményt, tartósságot és kopásállóságot kínálnak , ami magasabb gigabájtonkénti árat eredményez.
Eközben a hagyományos merevlemezek folyamatosan fejlődtek. Az egyik újabb technológia a zsindelyes mágneses rögzítés (SMR) . Ahelyett, hogy különálló sávokat írnának, azokat részben átfedik, mint a tetőcserepeket , így a sávokat a releváns tartalom elvesztése nélkül vágják el.
Ez lehetővé teszi a kapacitás növelését ugyanazon a fizikai helyen , miközben alacsony költségeket tart fenn és kihasználja a meglévő HDD infrastruktúrát. Az SMR már számos modern merevlemezben jelen van, különösen a tömeges tárolásra és archiválásra tervezett nagy kapacitású termékcsaládokban.
A fizikai raktártól az adatközpontig: silók, tavak és Big Data
A digitális információ robbanásszerű növekedése arra késztette a szervezeteket, hogy nagy logikai tárolórendszereket hozzanak létre. Ez adatsilókhoz vezetett , amelyek egy adott részleg vagy rendszer számára tárolt információkészletek, amelyek nem kompatibilisek vagy nehezen integrálhatók a vállalat többi részével.
Kezdetben ezeket a silókat furcsa adatszigeteknek tekintették; idővel értékes információforrássá váltak a Big Data számára , lehetővé téve a nagy mennyiségű historikus adat kombinálását és elemzését. Később megjelent az adattó (Data Lake) koncepciója.
Az adattó az információkat eredeti, feldolgozatlan formátumukban tárolja , amelyet jellemzően NoSQL adatbázisok segítségével kezelnek. Ezek a rendszerek strukturált, félig strukturált és strukturálatlan adatokat fogadnak el, lehetővé téve az elemzők és a mesterséges intelligencia algoritmusok számára, hogy igény szerint feldolgozzák az információkat.
Az olyan kezdeményezések, mint a BBVA OpenMind, szerint az adattavak lapos architektúrákat alkalmaznak , merev hierarchikus struktúrák nélkül, hogy rugalmas hozzáférést biztosítsanak és alacsonyan tartsák a költségeket. Az adattavak alapvető összetevőivé váltak a Big Data és a mesterséges intelligencia projekteknek.
A felhő és az online tárhely: adatok mindenhol
A következő jelentős változás nem annyira egy új fizikai közeg megjelenése volt, mint inkább a nagy sebességű hálózatoknak köszönhetően bekövetkezett modellváltás . A megnövekedett sávszélesség és az olcsóbb lemezterület lehetővé tette hatalmas, interneten keresztül elérhető adatközpontok kiépítését.
Így született meg a felhőalapú számítástechnika , és vele együtt a felhőalapú tárolás . A felhasználó szemszögéből a felhő gyakorlatilag korlátlan kapacitást kínál, amelyhez bármilyen eszközről és helyről hozzáférhetünk , díj ellenében, vagy akár ingyen is, ha elfogadjuk a korlátozásokat.
A gyakorlatban a „felhő” szerverek, lemeztömbök, SSD-k, szalagok és belső hálózatok hatalmas gyűjteménye . Biztonsági mentésekre és dokumentumok, fényképek és videók elsődleges tárolására egyaránt használják . Ha e-mailt, közösségi médiát vagy streaming szolgáltatásokat használsz, akkor már naponta használsz felhőalapú tárhelyet.
A szolgáltatóknak titkosítással, hitelesítéssel és hozzáférés-vezérléssel kellett megerősíteniük a biztonságot , mivel a megosztott architektúra titoktartási kihívásokat jelent. Az olyan ágazatok, mint a banki szolgáltatások, szigorú szabályozásoknak vannak kitéve e kockázatok csökkentése érdekében.
Az általános célú online tárhelyek mellett léteznek speciális vezeték nélküli otthoni tárolási megoldások is. Egy történelmi példa erre az Apple AirPort Time Capsule , egy Wi-Fi eszköz, amely egy routert és egy akár 3 TB-os merevlemezt is tartalmazott, és amelyet automatikus biztonsági mentésekre és vezeték nélküli adathozzáférésre terveztek Apple eszközökről.
Új határok: hologramok, DNS és ultrahosszú élettartamú anyagok
Az elkövetkező évtizedekben várható adatcunamival szembesülve a tárolási kutatások a lemezektől vagy pendrive-októl nagyon eltérő utakat keresnek. Ilyen például a holografikus memória , amely a digitális adatokat egy anyag, például kristályok vagy fotopolimerek térfogatán belül tárolja , ahelyett, hogy annak felületére korlátozódna.
A holografikus memória nagy előnye, hogy a tárolóközeg vastagságát kihasználva képes 3D-ben (Bragg-térfogatban) tárolni az információkat, hatalmas sűrűséget elérve. Bár léteznek prototípusok, még nem széles körben elterjedt technológia, de a nagyon nagy sűrűségű archiválás egyik lehetséges hosszú távú megoldásaként kezd megjelenni.
Egy másik lenyűgöző terület a DNS-tárolás . A DNS, az élet molekulája, elképesztő mennyiségű információt képes kódolni: becslések szerint grammonként 2,2 petabájtot . Elméletileg az emberiség által generált összes adat beleférne egy kanálnyi DNS- be.
Továbbá a DNS egy rendkívül tartós adathordozó , amely helyes tárolás esetén több ezer évig képes megőrizni az információkat. A jelenlegi probléma a költségek és a sebesség: kevesebb mint 100 KB adat kódolása körülbelül 1500 dollárba kerülhet, a szintézis és a szekvenálási folyamatok pedig továbbra is lassúak.
Mesterséges DNS vagy módosított biomolekulák használatát vizsgálják ezen műveletek költségeinek és sebességének csökkentése érdekében, de ez még kísérleti szakaszban van. Az ötlet azonban világos: a lemezekről és chipekről a valóban molekuláris tárolásra kell áttérni.
Ezzel párhuzamosan a nanotechnológiák olyan alkalmazásokhoz nyitnak utat, mint a szénizotópok használata (például szén-12 atomok a „0” és szén-13 atomok az „1” helyett), vagy különösen stabil ásványi anyagok. 2023-ban a Cerabyte vállalat bejelentett egy olyan rendszert, amely lézer segítségével QR-kódokhoz hasonló háromdimenziós adattömböket gravíroz ásványi hordozóra , amely ellenáll a szélsőséges hőmérsékleteknek, tűznek, áradásoknak és túlfeszültségeknek, becsült élettartama pedig meghaladja az 5000 évet.
Megbízhatóság, bitrothadás és másolatok: a tárolás kevésbé csillogó oldala
A tárolóközegtől függetlenül mindegyiknek van egy közös problémája: korlátozott az élettartamuk és hajlamosak a meghibásodásra . A merevlemezek megsérülhetnek az ütésektől, a szalagok demagnetizálódhatnak, az optikai lemezek degradálódhatnak, a flash memória pedig idővel elveszítheti töltését.
Gyakran emlegetett jelenség a bit rothadás , a csendes degradáció, amely során egyes bitek értéke azonnal észrevehetetlenül változik . Ez különösen a hosszú távú adattárolókat, például a régi merevlemezeket, szalagokat vagy pendrive-okat érinti, amelyeket évekig nem olvasnak be.
Ezért ajánlott rendszeresen hozzáférni az adattároló adathordozókhoz (például időnként beolvasni egy USB-meghajtót) , és néhány évente új adathordozóra másolni az információkat. Az olyan rendszerek, mint a hibajavító kódokkal rendelkező RAID, lehetővé teszik a sérült adatok rekonstrukcióját a redundancia bevezetésével, de soha nem szüntetik meg teljesen a kockázatot.
Az osztályozás tekintetében jellemzően megkülönböztetünk elsődleges tárolót (RAM, gyorsítótár), amely ultragyors, de felejtő és a processzor által közvetlenül elérhető, valamint másodlagos tárolót (lemezek, SSD-k, szalagok, felhőalapú tároló), amely lassabb, de nem felejtő. A másodlagos tárolón belül tovább különböztetünk meg szekvenciális hozzáférést (szalagok) és véletlen hozzáférést (lemezek, SSD-k, flash tároló), attól függően, hogy közvetlenül a kívánt adatokra ugorhatunk, vagy az egész adatot az elejétől kell beolvasnunk.
A technológiától függetlenül az adatvesztés elleni egyetlen valódi védelem továbbra is a redundancia és a jól megtervezett biztonsági mentések . Érzékeny információk kezelésekor pedig a kriptográfia jön képbe , mind a nyilvános kulcsú (RSA stb.), mind a szimmetrikus kulcsú (AES, DES), ami különösen fontos a felhőalapú tárolási környezetben.
Összességében a tárolás története a hatalmas, néhány kilobájt kapacitású gépektől a terabájtokat kezelő apró chipekig és a zettabájtokat kezelő elosztott rendszerekig vezetett el minket; mégis folyamatosan keressük az új, sűrűbb, tartósabb és biztonságosabb adattároló eszközöket , a hologramoktól a DNS-en át az egzotikus ásványi anyagokig. Minden arra utal, hogy – ahogy eddig is – a következő lépések a fizikai innovációkat az egyre intelligensebb hálózati architektúrákkal ötvözik majd, hogy továbbra is lehetővé tegyék számunkra, hogy szinte észrevétlenül tároljuk és visszakeressük a nap mint nap előállított hatalmas mennyiségű adatot.
