Tradycyjne pamięci masowe i ewolucja urządzeń do przechowywania danych

Informatec Digital » Zasoby » Tradycyjne pamięci masowe i ewolucja urządzeń do przechowywania danych

Przez całą historię ludzkość wynalazła wszelkiego rodzaju sztuczki i gadżety do przechowywania informacjiOd glinianych tabliczek i perforowanych kart tekturowych po chmury danych rozsiane po całym świecie – ilość danych, które generujemy dzisiaj, jest tak oszałamiająca, że ​​nasze mózgi, niezależnie od stopnia zaawansowania, nie są w stanie sobie z nimi poradzić i potrzebują wsparcia technologii.

Zrozumienie, jak przeszliśmy od kilku kilobajtów w metalowej szafce do Terabajty w kieszeni i zettabajty w rozproszonych centrach danych To nie tylko ciekawostka historyczna: wyjaśnia, dlaczego pracujemy w taki sposób, w jaki konsumujemy rozrywkę cyfrową, a także jakie ryzyko wiąże się z utratą wspomnień, dokumentów i wiedzy, jeśli wybierzemy niewłaściwe medium.

Od ludzkiej pamięci do pierwszych maszyn do przechowywania danych

Zanim przejdziemy do omówienia dysków, taśm lub chmur, warto pamiętać, że pierwszym urządzeniem pamięci masowej jest Mózg ludzki, z jego ograniczoną i niedoskonałą pamięcią biologicznąEwolucja zwiększyła ich rozmiar i pojemność: gatunki takie jak Australopithecus afarensis Mieli około 400-500 cm³ mózgu, Homo habilis Osiągnęła 600-700 cm³, Homo erectus osiągnęło 800-1100 cm³ i Neandertalczycy mieli około 1200-1600 cm³Współczesny człowiek, Homo sapiens, działa na poziomie około 1230 cm³.

Ten skok umożliwił produkcję narzędzi, tworzyć złożone kultury, rytuały i językiAle pamięć pozostaje krucha: zapominamy, zniekształcamy wspomnienia i nie jesteśmy w stanie poradzić sobie z obecną lawiną danych. Stąd potrzeba Opracuj urządzenia zewnętrzne, które będą stabilnie przechowywać informacje, bez konieczności polegania na naszych neuronach.

Karty perforowane: język dziurek

Pierwszym dużym krokiem w kierunku przechowywania danych cyfrowych był krok mechaniczny: Karty perforowaneW 1725 roku Francuzi Basile Bouchon Opracował system kart perforowanych do sterowania krosnami. Nie było to wprawdzie informatyka we współczesnym rozumieniu, ale metoda kodowania i ponownego wykorzystywania instrukcji.

W 1837 roku Brytyjczycy Charles Babbage zaprojektował swoją słynną Silnik analityczny, maszyna licząca z ruchomymi częściami, która używała kart perforowanych zarówno do zapisywania poleceń, jak i wyników. Otwory pełniły funkcję przełączników włączania/wyłączaniaprzewidując binarność.

Później Amerykanie Herman Hollerith Wdrożył ten pomysł w życie, tworząc swoją Maszynę Analityczną Spisu Ludności: perforacje przedstawiały instrukcje, a także dane, które maszyna mogła odczytać automatycznie. Przez dekady karty były standardowe wsparcie dla programów i danych na wielu komputerach.

Od lat 60. XX wieku zaczęto je zastępować technologiami magnetycznymi, choć Były one używane aż do lat 80. XX wieku do zadań takich jak testy standaryzowane lub głosowanie elektroniczne na papierze perforowanym.

Początki magnetyzmu: taśmy, bębny i rdzenie

W latach 50. XX wieku świat informatyki zaczął wykorzystywać magnetyzm do przechowywania informacji. Podstawowa idea jest prosta: pokryć podłoże materiałem magnetycznym i zorganizować je w małe domeny (dipole), które reprezentują bity.

W 1928 roku niemiecki inżynier Fritz Pfleumer opatentował Taśma magnetycznaZainspirowana kablem magnetycznym Valdemara Poulsena firma Mohawk Data Sciences wprowadziła w 1965 roku koder taśmy magnetycznej przeznaczony do stopniowo zastępować karty perforowaneTaśmy oferowały większą pojemność za niższą cenę, choć dostęp do nich pozostał sekwencyjny.

W 1932 roku Austriacy Gustav Taushek wynalazł bęben magnetycznyCylinder pokryty materiałem magnetycznym. Te bębny są przechowywane w ilościach rzędu dziesięć tysięcy słów i były bezpośrednimi poprzednikami współczesnych dysków twardych, oferując szybszy dostęp do danych niż taśma.

Mniej więcej w tym samym czasie pojawiły się technologie pamięci głównej. Między końcem lat 40. a 50. XX wieku nastąpił rozwój pamięć z rdzeniem magnetycznym, nazywana także pamięcią toroidalną: małe pierścienie z materiału ferromagnetycznego skrzyżowane przewodami. Każdy rdzeń przechowuje jeden bit, a jego stan magnetyczny można było szybko odczytać i zapisać.

W 1953 roku MIT nabył patent i zbudował komputer Trąba powietrzna, pionier w stosowaniu pamięci z rdzeniem magnetycznym jako pamięci RAM. Była ona znacznie szybsza i bardziej niezawodna niż karty perforowane, ale Jego produkcja była skomplikowana i kosztowna, ponieważ wymaga bardzo dokładnego i pracochłonnego montażu.

Pamięci elektroniczne: od lampy Williamsa do półprzewodnika

Zanim tranzystory zrewolucjonizowały wszystko, istniały pośrednie rozwiązania w zakresie elektronicznej pamięci masowej. W 1946 roku profesor Frederick C. Williams a Tom Kilburn opracował tzw. Rurka Williamsa na Uniwersytecie w Manchesterze. Była to zmodyfikowana lampa elektronopromieniowa, która umożliwiała przechowywać dane binarne w formie wzorców ładowania na ekranieUżywano jej jako pamięci RAM we wczesnych komputerach z pamięcią masową.

W 1948 roku pojawiła się kolejna osobliwa technologia: Selectron, zawór termoelektryczny zdolny do działania jako pamięć o dostępie swobodnymZostał opracowany przez Jana A. Rajchmana i jego zespół w Radio Corporation of America (RCA). Choć technicznie interesujący, jego złożoność i koszty znacząco ograniczyły jego przyjęcie.

W 1949 roku pamięć linii opóźniającej, wykorzystując czas potrzebny sygnałowi na rozchodzenie się w ośrodku fizycznym (na przykład rtęci lub kwarcu). Bity kodowano jako impulsy, które krążyły nieprzerwanie w ośrodku; Było to pomysłowe, lecz mało elastyczne rozwiązanie. w porównaniu do tylnej pamięci RAM.

Pod koniec lat 50. XX wieku dominującą technologią pamięci RAM stała się pamięć z rdzeniem magnetycznym, która przetrwała do lat 60. i 70. XX wieku, kiedy to zaczęły pojawiać się inne technologie. półprzewodnikiW 1966 roku nowo powstała firma Intel rozpoczęła sprzedaż 2000-bitowe układy pamięci półprzewodnikowejgdzie każda komórka zawierała zminiaturyzowane tranzystory lub kondensatory.

W 1966 roku DRAM (dynamiczna pamięć o dostępie swobodnym)Pamięć dynamiczna o swobodnym dostępie (DRAM). W niej każdy bit jest przechowywany jako ładunek elektryczny w kondensatorzeTo pamięć ulotna: jeśli nastąpi przerwa w dostawie prądu, informacje zostaną utracone. Jest jednak bardzo gęsta i tania, dlatego stała się… standardowa pamięć główna w komputerach osobistych i serwerach.

W przeciwieństwie do ROM (pamięć tylko do odczytu) Jest on zaprogramowany na stałe i zachowuje dane nawet po wyłączeniu urządzenia. Jest to bardzo przydatne przy przechowywaniu oprogramowania sprzętowego i procedur rozruchowych.

Zaawansowane innowacje magnetyczne: Twistor i Bubble Memory

W 1957 roku badacz Andrzej Bobeck wynaleziony w Bell Labs Pamięć TwistorTechnologia ta obejmuje taśma magnetyczna wokół przewodu przewodzącegozamiast stosowania rdzeni toroidalnych, co zmniejszyło wagę, zużycie paliwa i koszty produkcji.

Bell Labs zaprezentowało Twistor jako lepszą alternatywę dla rdzeni magnetycznych: tańsze, lżejsze i łatwiejsze w produkcjiJednakże okres jego komercyjnej obecności na rynku był krótki, ponieważ wkrótce pojawiły się bardziej kompaktowe i skalowalne układy pamięci RAM oparte na półprzewodnikach.

W oparciu o te badania Bobeck opracował w 1980 roku słynny [produkt/system/itp.] Pamięć bąbelkowa lub pamięci bąbelkowej. W tym przypadku zastosowano bardzo cienką warstwę materiału magnetycznego, w której utworzono małe strefy namagnesowania, „bąbelki”każdy z nich reprezentował kawałek. To było nieulotny i dość wytrzymałychociaż produkcja na dużą skalę jest skomplikowana.

Dyski i taśmy magnetyczne: od IBM 350 do dyskietek

Wielki skok do tego, co znamy dzisiaj, nastąpił wraz z dyski magnetyczneW 1951 roku UNIVAC I został już zarejestrowany napędy taśmowe zdolny do przechowywania do 128 słów na cal. Ale królem nowoczesnej imprezy był dysk twardy.

W 1956 roku IBM wprowadził na rynek IBM 350, uważany za pierwszy nowoczesny dysk twardy. Miał około 4,4 MB pojemnościSkładał się z pięćdziesięciu 24-calowych talerzy obracających się z prędkością 1200 obr./min i miał rozmiar lodówki, ważąc ponad tonę. Mimo to oferował bardzo szybki, swobodny dostęp w porównaniu z taśmami.

Z biegiem czasu udoskonalenia technologii zapisu magnetycznego sprawiły, że dyski twarde Zyskają większą pojemność, będą tańsze i staną się miniaturyzowane....aż do dzisiejszych dysków twardych do komputerów stacjonarnych i laptopów, o pojemności kilku terabajtów w formacie 3,5 lub 2,5 cala, decyzja, którą obecnie porównuje się do Dysk SSD kontra dysk zewnętrzny.

Oprócz dużych dysków twardych IBM promował również dyskietkiW latach 1971-1972 pojawiły się dyskietki. 8 calio początkowej pojemności około 80 KB. Składały się z elastycznego dysku pokrytego tlenkiem magnetycznym, umieszczonego w ochronnej koszulce.

S 1975, Allan Shugart opracował 5,25-calowa dyskietkałatwiejsze w obsłudze dla komputerów osobistych. Te dyski miały w swoich wczesnych wersjach około 110 KB i były szybciej i taniej niż te 8-calowe. W 1978 roku było już kilkunastu producentów produkujących urządzenia 5,25-calowe.

Na początku lat 80. klasyka wkroczyła na scenę 3,5-calowa dyskietkaMiał sztywną obudowę i metalową zakładkę chroniącą powierzchnię magnetyczną. trwalszy, bardziej kompaktowy i o większej pojemności niż jego poprzednicy. Stał się tak popularny, że nawet dziś w wielu programach ikona „Zapisz” nadal przedstawia dyskietkę.

Mimo że w sferze domowej jest to praktycznie przestarzałe, Niektóre krytyczne infrastruktury, takie jak niektóre systemy wojskowe lub nuklearne, posiadają napędy dyskietek Przez zaskakująco wiele lat, właśnie ze względu na swoją prostotę i izolację, praktyka związana z tym, jak zapisz swoje stare komputery.

Taśma magnetyczna w komputerach: od kopii zapasowej do długowieczności

Chociaż sekwencyjny dostęp do taśmy magnetycznej sprawia, że ​​jest ona wolniejsza od dysków, jej niski stosunek kosztów do pojemności i trwałość Utrzymywali ją jako gwiazdę wsparcia dla potężnych kopii zapasowych.

W latach 80. XX wieku formaty takie jak kaseta audio przystosowane do danych, szeroko stosowane w domowych mikrokomputerach, a później także w specjalistycznych taśmach zapasowych, takich jak DAT (cyfrowa taśma audio)Opracowana przez firmę Sony w 1987 roku, była to przeprojektowana kaseta z Taśma 4 mm w kompaktowym wkładzie.

W 1989 roku Sony i Hewlett-Packard wprowadziły na rynek standard DDS (cyfrowe przechowywanie danych), ewolucja DAT skoncentrowana na przechowywaniu danych komputerowych. Oferowała zwiększanie możliwości w stosunkowo małych formatach, idealne dla firm.

Płyty optyczne: CD, DVD i Blu-ray

Podczas gdy dominowała metoda zapisu magnetycznego, kształtowało się inne rewolucyjne podejście: pamięć optyczna z wykorzystaniem laseraW latach 60. XX wieku wynalazca James T. Russell Pracował nad pomysłem wykorzystania światła do nagrywania i odtwarzania muzyki. Przez lata uważano to za coś więcej niż nowość.

S 1975, Sony i Philips Zainwestowali dużo w jego projekt i sfinansowali jego rozwój. Rezultatem było płyta kompaktowa (CD), wprowadzona na rynek w 1980 roku. Mógł przechowywać około 700 MB danych audio w formacie komputerowym, co jak na tamte czasy stanowiło ogromną ilość danych w porównaniu z dyskietkami.

W roku 1984 CD-ROM (pamięć kompaktowa tylko do odczytu)który wykorzystywał ten sam format fizyczny co płyta audio CD, ale zakodował dane komputerowe. Dane były nagrywane na plastikowej powierzchni płyty. mikropęknięcia (dołki) i obszary płaskie (ziemi), które laser interpretuje jako bity.

Później pojawiły się warianty nadające się do zapisu: CD-R, tylko pisania i CD-RW, wielokrotnego zapisu, wprowadzono w 1995 roku. Dzięki temu każdy użytkownik mógł nagrywać i usuwać dane wielokrotnie na tej samej płycie.

W 1995 roku przyszło DVD (Digital Versatile Disc)co znacząco zwiększyło gęstość informacji. Jednowarstwowa płyta DVD osiągnęła 4,7 GBa dwuwarstwowe dwa razy więcej. Stało się to standardem dla domowe wideo i dystrybucja oprogramowania na dużą skalę.

Jako próbę konkurowania format ten pojawił się w 2005 roku HDDVD, promowany przez Toshibę, NEC i Sanyo. Oferował wysoką rozdzielczość, ale bitwę komercyjną ostatecznie wygrał Blu-ray, wydany w 2003 roku i oparty na laser niebiesko-fioletowy o krótszej długości falico pozwala na przechowywanie większej ilości informacji w tej samej przestrzeni fizycznej.

Blu-ray stał się nośnikiem wideo wysokiej rozdzielczości i pamięć masowa o dużej gęstościo pojemności 25 GB na warstwę i wariantach wielowarstwowych sięgających kilkudziesięciu gigabajtów na dysk.

Nośniki magnetooptyczne i formaty hybrydowe

Między czystym magnetyzmem a dyskami optycznymi wyłoniła się rodzina hybrydowa: dyski magnetooptyczneWprowadzone około 1990 roku, łączyły w sobie techniki magnetyczne i optyczne do przechowywania i odczytywania danych.

Te dyski, często o średnicy 3,5 lub 5,25 cala w kasetach, wykorzystywały laser do lokalnego nagrzewania powierzchni i pole magnetyczne do orientacji domen. Odczyt opierał się na zmianach polaryzacja światła odbitego (efekt Kerra)Oni zaoferowali dobra trwałość i możliwość ponownego zapisuchoć niosą ze sobą większe koszty i są bardziej skomplikowane niż płyty CD i DVD.

Lata 90. przyniosły również efemeryczne, ale interesujące formaty. W 1992 roku Minidysk od Sony, zaprojektowany dla wymienić kasetę audio i przechowywać dane (w wersjach MD Data) o pojemności około 140 MB. W 1994 roku firma Iomega wprowadziła na rynek Zamek błyskawiczny i później Jaz, dyski wymienne o dużej pojemności (100 MB do 1 GB), które miały wypełnić lukę między dyskietkami a pierwszymi dyskami zewnętrznymi.

Pamięci flash i dyski USB: wielki krok naprzód w dziedzinie mobilności

Pod koniec lat 90. XX wieku nadeszła cicha rewolucja: pamięć flashrodzaj nieulotnej pamięci elektronicznej. Chociaż pierwotnie pomyślano ją z aparaty fotograficzne i urządzenia przenośneWkrótce rozprzestrzeniło się na wszystko.

Został wprowadzony w 1993 roku Kompaktowa lampa błyskowa (CF)Karta, która integrowała pamięć flash w solidnym formacie. Była szeroko stosowana jako pamięć wewnętrzna w aparatach cyfrowych i niektórych komputerach wbudowanychNiedługo potem się pojawili SmartMedia (Toshiba, 1995) i Karta multimedialna (MMC) przez Siemens i SanDisk w 1997 roku.

W 1999 roku przyszło Mikronapęd Miniaturowy dysk twardy IBM o wielkości kompaktowej karty, a w 2000 r. Karty Secure Digital (SD)z wbudowanym szyfrowaniem i standardowymi rozmiarami 32 x 32 x 2,1 mm. Karty SD stały się standard de facto dla telefonów komórkowych, aparatów fotograficznych i wielu urządzeń przenośnych.

Najważniejszym punktem zwrotnym dla przeciętnego użytkownika było Pamięć USBOkoło roku 2000 singapurska firma Trek 2000 International wprowadziła na rynek PendriveUważa się, że jest to pierwszy komercyjny sukces pamięci flash USB. Pamięć flash NAND podłączana bezpośrednio do portu USBbez potrzeby zewnętrznego zasilania lub skomplikowanych kontrolerów, choć czasami warto wiedzieć, problemy z koncentratorami USBJednostki te, zwane również Pamięć flash USB, pendrive lub dysk flashOferowały pojemności, które zaczynały się od kilku megabajtów, a wkrótce rosły do ​​dziesiątek gigabajtów. Nie miały żadnych ruchomych części i obsługiwały tysiące cykli zapisu i były wysoce odporne na wstrząsy i zakłócenia elektromagnetyczneDzięki temu zastąpiły one dyskietki i zaczęły wypierać płyty CD i DVD jako nośniki wymiany danych.

Dyski półprzewodnikowe (SSD) i SMR: przyspieszenie i ograniczenie pojemności

Ta sama technologia pamięci flash dała początek dyski półprzewodnikowe (SSD)Urządzenia te działają jako dyski twarde z punktu widzenia systemu operacyjnego, ale wewnętrznie są połączone ze sobą chipsety flashbez talerzy i głowic; jeśli interesuje Cię różnica w porównaniu z innymi technologiami, takimi jak Pamięć masowa NVMeOkazuje się, że to odkrywcze.

Pierwsze udane komercyjne dyski SSD pochodziły od takich firm jak SanDisk i szybko rozprzestrzenił się na laptopy i komputery stacjonarne, wypierając dyski twarde, z których prędkość dostępu i zmniejszone zużycie energii Są kluczowe. Ich układy scalone różnią się od tych, które zazwyczaj można znaleźć w pamięciach USB, oferując lepsza wydajność, trwałość i kontrola zużycia, co przekłada się na wyższą cenę za gigabajt.

Tymczasem tradycyjne dyski twarde wciąż ewoluują. Jedną z najnowszych technologii jest Zapis magnetyczny na taśmie (SMR)Zamiast pisać oddzielne utwory, częściowo się nakładają, jakby były dachówki na dachu, przycinanie utworów bez utraty istotnej zawartości.

To pozwala zwiększyć pojemność w tej samej przestrzeni fizycznejTechnologia SMR, zapewniająca niskie koszty i wykorzystująca istniejącą infrastrukturę dysków twardych, jest już stosowana w wielu nowoczesnych dyskach twardych, szczególnie w modelach o dużej pojemności, przeznaczonych do przechowywania danych masowych i archiwizacji.

Od fizycznego magazynu do centrum danych: silosy, jeziora i Big Data

Gwałtowny wzrost ilości informacji cyfrowych skłonił organizacje do tworzenia dużych logicznych systemów przechowywania danych. To dało początek... Silosy danychktóre są zbiorami informacji przechowywanymi dla konkretnego działu lub systemu, niekompatybilny lub słabo zintegrowany z resztą Company.

Początkowo silosy te postrzegano jako dziwne wyspy danych, ale z czasem stały się cenne źródło informacji dla Big Datadzięki możliwości łączenia i analizowania dużych ilości informacji historycznych. Później pojawiła się koncepcja Jezioro danych.

Un jezioro Datos przechowuje informacje w Twoim oryginalny, nieprzetworzony formatZazwyczaj zarządzane przy użyciu baz danych NoSQL, systemy te akceptują dane ustrukturyzowane, półustrukturyzowane i nieustrukturyzowane, umożliwiając analitykom i algorytmom sztucznej inteligencji wykonywanie złożonych operacji. przetwarzać informacje na żądanie.

Według inicjatyw takich jak BBVA OpenMind jeziora danych wykorzystują płaskie architekturybez sztywnych struktur hierarchicznych, aby ułatwić elastyczny dostęp i utrzymać niskie koszty. Stały się podstawowe komponenty dla projektów Big Data i sztucznej inteligencji.

Chmura i przechowywanie danych online: dane wszędzie

Następnym wielkim zwrotem akcji nie było tyle nowe medium fizyczne, co zmiana modelu dzięki sieciom o dużej prędkościPoprawa przepustowości i obniżenie kosztów pojemności dysków umożliwiły stworzenie ogromnych centrów danych dostępnych za pośrednictwem Internetu.

Tak narodziło się Cloud Computing i wraz z nim, przechowywanie w chmurzeZ punktu widzenia użytkownika chmura oferuje Praktycznie nieograniczona pojemność, dostępna z każdego urządzenia i lokalizacjiw zamian za opłatę lub nawet za darmo, jeśli zaakceptujemy ograniczenia.

W praktyce „chmura” to ogromna liczba serwerów, macierzy dyskowych, dysków SSD, taśm i sieci wewnętrznychSłuży do kopie zapasowe jak gdyby podstawowe przechowywanie dokumentów, zdjęć i filmówJeśli masz pocztę e-mail, konto w mediach społecznościowych lub usługę przesyłania strumieniowego, na co dzień korzystasz z pamięci masowej w chmurze.

Dostawcy musieli wzmocnić bezpieczeństwo poprzez szyfrowanie, uwierzytelnianie i kontrolę dostępuPonieważ współdzielona architektura stwarza wyzwania związane z poufnością. Sektory takie jak bankowość podlegają surowym regulacjom mającym na celu ograniczenie tego ryzyka.

Oprócz ogólnego przeznaczenia pamięci masowej online dostępne są rozwiązania specjalistyczne Domowa pamięć bezprzewodowaPrzykładem historycznym jest Kapsuła czasu Apple AirPort, urządzenie Wi-Fi, które integruje router i dysk twardy o pojemności do 3 TB, przeznaczone do automatyczne tworzenie kopii zapasowych i bezprzewodowy dostęp do danych z urządzeń Apple.

Nowe granice: hologramy, DNA i materiały o bardzo dużej trwałości

W obliczu tsunami danych, którego można się spodziewać w nadchodzących dekadach, badania nad pamięciami masowymi podążają ścieżkami zupełnie innymi niż dyski czy pamięć flash. Jedną z nich jest... pamięć holograficzna, który przechowuje dane cyfrowe w objętość materiału, takiego jak kryształy lub fotopolimery, zamiast ograniczać się do powierzchni.

Wielką zaletą pamięci holograficznej jest to, że może wykorzystaj grubość podpory do przechowywania informacji 3D (objętość Bragga), osiągając ogromne gęstości. Chociaż istnieją prototypy, technologia ta nie jest jeszcze powszechnie stosowana, ale wyłania się jako jedno z możliwych długoterminowych rozwiązań dla archiwizacji o bardzo wysokiej gęstości.

Innym fascynującym obszarem jest Przechowywanie DNADNA, cząsteczka życia, może kodować ogromną ilość informacji: szacuje się, że 2,2 petabajta na gramTeoretycznie wszystkie dane generowane przez ludzkość zmieściłyby się w jednym Łyżeczka DNA.

Ponadto DNA jest wyjątkowo trwałe wsparcieJest w stanie zachować informacje przez tysiące lat, jeśli jest prawidłowo przechowywana. Obecnym problemem są koszty i szybkość: kodowanie danych o rozmiarze mniejszym niż 100 KB może kosztować około 1500 dolarów, a procesy syntezy i sekwencjonowania pozostają powolne.

Wykorzystanie Sztuczne DNA lub modyfikowane cząsteczki biomolekularne Aby obniżyć koszty i przyspieszyć te operacje, ale wciąż jest to w fazie eksperymentalnej. Pomysł jest jednak jasny: przejście od dysków i chipów do prawdziwie molekularne przechowywanie.

Równocześnie nanotechnologie otwierają drzwi, takie jak wykorzystanie izotopy węgla (na przykład atomy węgla-12 dla „0” i atomy węgla-13 dla „1”) lub szczególnie stabilne materiały mineralne. W 2023 roku firma Cerabajt ogłosił system, który wykorzystuje laser do grawerowania trójwymiarowych tablic danych, podobnych do kodów QR, na podłożu mineralnym, odporne na ekstremalne temperatury, pożary, powodzie i przepięcia, o szacowanej trwałości wynoszącej ponad 5000 lat.

Niezawodność, gnicie bitów i kopie: mniej atrakcyjna strona przechowywania danych

Niezależnie od platformy, wszystkie mają jeden wspólny problem: Mają ograniczoną żywotność i są podatne na awarie.Dyski są narażone na uderzenia, taśmy mogą się rozmagnesować, dyski optyczne mogą ulec degradacji, a pamięć flash może z czasem stracić ładunek.

Często wspominanym zjawiskiem jest zgnilizna bitowa, cichej degradacji, w której Niektóre bity zmieniają wartość bez natychmiastowego zauważeniaDotyczy to w szczególności nośników pamięci długoterminowej, takich jak stare dyski twarde, taśmy czy pamięci flash, z których przez wiele lat nie odczytywano żadnych danych.

Dlatego zaleca się okresowo uzyskiwać dostęp do nośnika danych (na przykład od czasu do czasu odczytywać dane z dysku USB)i powielać informacje w nowych mediach co kilka lat. Systemy takie jak RAID z kodami korygującymi błędy Umożliwiają one odtworzenie uszkodzonych danych poprzez wprowadzenie redundancji, jednak nigdy nie eliminują ryzyka całkowicie.

Jeśli chodzi o klasyfikację, zazwyczaj rozróżniamy: pamięć podstawowa (RAM, pamięć podręczna), ultraszybka, ale niestabilna i bezpośrednio dostępna dla procesora, oraz pamięć podrzędna (dyski, dyski SSD, taśmy, pamięć masowa w chmurze), wolniejsze, ale nieulotne. W ramach pamięci masowej dodatkowej rozróżniamy dodatkowo dostęp sekwencyjny (taśmy) i losowy dostęp (dyski, SSD, flash), w zależności od tego, czy możemy od razu przejść do potrzebnych nam danych, czy też musimy przechodzić przez wszystko od początku.

Bez względu na technologię, jedyną prawdziwą obroną przed utratą danych pozostaje redundancja i dobrze zaplanowane tworzenie kopii zapasowychA gdy mówimy o poufnych informacjach, w grę wchodzą następujące kwestie: kryptografia, zarówno klucza publicznego (RSA itp.), jak i klucza symetrycznego (AES, DES), co jest szczególnie istotne w kontekście przechowywania danych w chmurze.

Historia pamięci masowych przebyła drogę od ogromnych maszyn o pojemności kilku kilobajtów do maleńkich układów zdolnych do obsługi terabajtów i rozproszonych systemów zarządzających zettabajtami. Mimo to wciąż poszukujemy. nowe, gęstsze, trwalsze i bezpieczniejsze podporyOd hologramów po DNA i egzotyczne materiały mineralne — wszystko wskazuje na to, że tak jak działo się to dotychczas, kolejne kroki naprzód połączą innowacje fizyczne z coraz inteligentniejszą architekturą sieci, co umożliwi nam przechowywanie i odzyskiwanie, niemal nieświadomie, ogromnej ilości danych, które wytwarzamy każdego dnia.