- Depolama teknolojisi, delikli kartlardan ve manyetik bantlardan sabit disklere, optik sürücülere ve giderek daha kompakt ve ucuz flaş belleğe doğru evrim geçirmiştir.
- Yüksek hızlı ağlar ve büyük veri merkezlerinin birleşimi, bulut bilişimi, veri göllerini ve büyük veri için dağıtılmış devasa depolamayı hızlandırdı.
- Güncel zorluklar, dayanıklılık, güvenlik ve üstel veri büyümesinin yönetimine odaklanmakta olup, holografik bellek ve DNA depolama gibi teknolojileri araştırmaktadır.
İnsanlık tarihi boyunca bilgi depolamak için her türlü yöntemi ve aracı icat etti : kil tabletlerden ve delikli karton kartlardan, dünyanın dört bir yanına yayılmış veri bulutlarına kadar. Bugün ürettiğimiz veri hacmi o kadar şaşırtıcı ki, ne kadar gelişmiş olursa olsun beynimiz yetersiz kalıyor ve teknolojik yardıma ihtiyaç duyuyor.
Metal bir dolapta saklanan birkaç kilobayttan , ceplerimizdeki terabaytlara ve dağıtılmış veri merkezlerindeki zettabaytlara nasıl ulaştığımızı anlamak sadece tarihsel bir merak konusu değil: Bu, neden bu şekilde çalıştığımızı, dijital eğlenceyi nasıl tükettiğimizi ve yanlış depolama ortamını seçersek anılarımızı, belgelerimizi veya bilgilerimizi kaybetme riskimizi açıklıyor.
İnsan hafızasından ilk veri depolama makinelerine
Diskler, kasetler veya bulutlar hakkında konuşmadan önce, ilk depolama aygıtının sınırlı ve kusurlu biyolojik hafızaya sahip insan beyni olduğunu hatırlamakta fayda var . Evrim, beynin boyutunu ve kapasitesini artırdı: Australopithecus afarensis gibi türlerin beyinleri yaklaşık 400-500 cm³ iken, Homo habilis 600-700 cm³'e, Homo erectus 800-1100 cm³'e ve Neandertaller yaklaşık 1200-1600 cm³'e ulaştı . Modern insan, Homo sapiens, yaklaşık 1230 cm³'lük bir beyne sahiptir.
Bu sıçrama, aletler üretmemize, kültürler, ritüeller ve karmaşık diller yaratmamıza olanak sağladı , ancak hafıza hâlâ kırılgan: unutuyoruz, anıları çarpıtıyoruz ve mevcut veri selini yönetemiyoruz. Bu nedenle, nöronlarımıza bağlı kalmadan bilgiyi istikrarlı bir şekilde depolayan harici cihazlar geliştirme ihtiyacı doğdu.
Delikli kartlar: deliklerin dili
Dijital depolamaya doğru atılan ilk büyük adım mekanikti: delikli kartlar . 1725'te Fransız Basile Bouchon , dokuma tezgahlarını kontrol etmek için delikli kartlardan oluşan bir sistem geliştirdi. Bu, modern anlamda bilgisayar kullanımı değildi, ancak talimatları kodlama ve yeniden kullanma yöntemiydi.
1837'de İngiliz matematikçi Charles Babbage , hem komutlar hem de sonuçlar için delikli kartlar kullanan, hareketli parçalara sahip ünlü Analitik Makinesini tasarladı . Delikler , ikili kodu öngören açma/kapama anahtarları görevi görüyordu.
Daha sonra Amerikalı Herman Hollerith, bu fikri Nüfus Sayımı için Analitik Makinesi ile uygulamaya koydu: delikler talimatları ve makinenin otomatik olarak okuyabileceği verileri temsil ediyordu. On yıllarca delikli kartlar, birçok bilgisayarda programlar ve veriler için standart depolama ortamı oldu.
60'lardan itibaren yerlerini manyetik teknolojilere bırakmaya başladılar, ancak standartlaştırılmış testler veya delikli kağıt üzerinde elektronik oylama gibi görevler için 80'lere kadar kullanılmaya devam ettiler .
Manyetizmanın başlangıcı: bantlar, tamburlar ve çekirdekler
50'lerde, bilgisayar dünyası bilgiyi depolamak için manyetizmayı benimsedi. Temel fikir basittir: bir ortamı mıknatıslanabilir bir malzeme ile kaplayın ve onu bitleri temsil eden küçük alanlara (dipoller) ayırın.
1928'de Alman mühendis Fritz Pfleumer, Valdemar Poulsen'in manyetik kablosundan esinlenerek manyetik bandın patentini aldı . 1965'te Mohawk Data Sciences, delikli kartların yerini kademeli olarak almak üzere tasarlanmış bir manyetik bant kodlayıcısı tanıttı . Bantlar daha düşük fiyata daha yüksek kapasite sunarken, erişim sıralı kalmaya devam etti.
1932'de Avusturyalı Gustav Taushek , manyetik tamburu icat etti ; bu, mıknatıslanabilir bir malzeme ile kaplanmış bir silindirdi. Bu tamburlar yaklaşık on bin kelime depolayabiliyordu ve modern sabit disklerin doğrudan öncülleriydi, banttan daha hızlı erişim sağlıyorlardı.
Aynı dönemde ana bellek teknolojileri de ortaya çıktı. 40'ların sonları ile 50'ler arasında, manyetik çekirdek bellek veya toroidal bellek olarak da adlandırılan, iletken tellerle geçen küçük ferromanyetik malzeme halkaları geliştirildi. Her çekirdek bir bit depolayabiliyordu ve manyetik durumu hızlı bir şekilde okunup yazılabiliyordu.
1953'te MIT, manyetik çekirdek belleği RAM olarak kullanan öncü bir bilgisayar olan Whirlwind'in patentini aldı ve üretti . Delikli kartlardan çok daha hızlı ve güvenilir olmasına rağmen, üretimi karmaşık ve pahalıydı ; çok hassas ve zahmetli bir montaj gerektiriyordu.
Elektronik hafızalar: Williams tüpünden yarı iletkenlere
Transistörler her şeyi alt üst etmeden önce, ara elektronik depolama çözümleri vardı. 1946'da Profesör Frederick C. Williams ve Tom Kilburn , Manchester Üniversitesi'nde Williams tüpü olarak bilinen bir cihaz geliştirdiler . Bu , ikili verilerin ekranda yük desenleri olarak depolanmasına olanak tanıyan, değiştirilmiş bir katot ışın tüpüydü . İlk programlanabilir bilgisayarlarda RAM olarak kullanıldı.
1948'de, rastgele erişimli bellek (RAM) olarak işlev görebilen bir termiyonik valf olan Selectron adlı sıra dışı bir teknoloji daha ortaya çıktı . Bu teknoloji, Radio Corporation of America'da (RCA) Jan A. Rajchman ve ekibi tarafından geliştirildi. Teknik olarak ilgi çekici olmasına rağmen, karmaşıklığı ve maliyeti, benimsenmesini önemli ölçüde sınırladı.
1949'da, bir sinyalin fiziksel bir ortamdan (örneğin, cıva veya kuvars) yayılması için geçen süreden yararlanmaya dayalı gecikme hattı belleği tanıtıldı . Bitler, ortamda sürekli olarak dolaşan darbeler olarak kodlandı; bu dahice bir çözümdü, ancak daha sonraki RAM'e kıyasla çok esnek değildi.
50'lerin sonlarında, manyetik çekirdekli bellek, 60'lar ve 70'lerde yarı iletkenlerin ortaya çıkmasına kadar baskın RAM türü haline geldi . 1966'da, yeni kurulan Intel, her hücresinde minyatürleştirilmiş transistörler veya kapasitörler bulunan 2000 bitlik yarı iletken bellek çipleri satmaya başladı.
1966'da DRAM (Dinamik Rastgele Erişim Belleği) de ortaya çıktı . DRAM'de her bit, bir kapasitörde elektrik yükü olarak saklanır . Uçucu bellektir: güç kesilirse bilgi kaybolur. Bununla birlikte, çok yoğun ve ucuz olduğu için kişisel bilgisayarlarda ve sunucularda standart ana bellek haline geldi.
Öte yandan, ROM (Salt Okuma Belleği) kalıcı olarak programlanmıştır ve cihaz kapalıyken bile verileri saklar; bu da aygıt yazılımı ve önyükleme rutinlerini depolamak için çok kullanışlıdır.
Gelişmiş manyetik yenilikler: Twistor ve Bubble Memory
1957'de araştırmacı Andrew Bobeck, Bell Labs'te Twistor belleğini icat etti . Bu teknoloji , toroidal çekirdekler yerine iletken bir telin etrafına manyetik bant sararak ağırlığı, güç tüketimini ve üretim maliyetini düşürdü.
Bell Labs, Twistor'u manyetik çekirdeklere üstün bir alternatif olarak sundu: daha ucuz, daha hafif ve üretimi daha kolay . Ancak, daha kompakt ve ölçeklenebilir yarı iletken RAM çiplerinin kısa süre sonra piyasaya çıkmasıyla ticari başarı süresi kısa oldu.
Bu araştırmaya dayanarak Bobeck, 1980 yılında ünlü Baloncuk Belleği'ni geliştirdi. Bu teknoloji , her biri bir biti temsil eden küçük manyetik alanlar, yani "baloncuklar" oluşturulan çok ince bir manyetik malzeme filmi kullanıyordu . Kalıcı ve oldukça sağlamdı , ancak büyük ölçekte üretimi zordu.
Manyetik diskler ve manyetik bantlar: IBM 350'den diskete
Günümüzde aşina olduğumuz şeye doğru büyük sıçrama manyetik disklerle gerçekleşti . 1951'de UNIVAC I, inç başına 128 kelimeye kadar depolayabilen bant sürücülerini zaten bünyesinde barındırıyordu. Ancak modern dünyanın kralı sabit disk sürücüsüydü.
1956'da IBM , ilk modern sabit disk olarak kabul edilen IBM 350'yi piyasaya sürdü. Yaklaşık 4,4 MB kapasiteye sahip olan bu disk, 1200 rpm hızında dönen elli adet 24 inçlik diskten oluşuyordu ve bir buzdolabı büyüklüğünde, bir tondan fazla ağırlığındaydı. Buna rağmen, manyetik bantlara kıyasla çok hızlı rastgele erişim imkanı sunuyordu.
Zamanla, manyetik kayıt teknolojisindeki gelişmeler, sabit disklerin kapasitelerinin artmasına, fiyatlarının düşmesine ve küçülmesine yol açarak , nihayetinde günümüzdeki masaüstü ve dizüstü bilgisayar HDD'lerine (3,5 veya 2,5 inç formatlarında birkaç terabayt kapasiteye sahip) ulaşılmasını sağladı; bu durum günümüzde SSD ile harici HDD arasında yapılan bir seçimle karşılaştırılıyor.
IBM, büyük HDD'lerin yanı sıra disketleri de tanıttı. 1971-1972 yıllarında, yaklaşık 80 KB'lık başlangıç kapasitesine sahip 8 inçlik disketler ortaya çıktı . Bunlar, manyetik oksitle kaplanmış esnek bir malzemeden yapılmış ve koruyucu bir kılıf içinde bulunan disklerden oluşuyordu.
1975'te Allan Shugart , kişisel bilgisayarlar için daha kullanışlı olan 5,25 inçlik disketi geliştirdi . Bu disklerin ilk sürümlerinde yaklaşık 110 KB kapasiteleri vardı ve 8 inçlik disklere göre daha hızlı ve daha ucuzdular . 1978'e gelindiğinde, 5,25 inçlik disk üreten yaklaşık on üretici zaten mevcuttu.
80'lerin başlarında, sert kasası ve manyetik yüzeyi koruyan metal bir çıkıntısıyla klasik 3,5 inçlik disket piyasaya çıktı. Önceki modellerine göre daha dayanıklı, daha kompakt ve daha büyük kapasiteliydi . O kadar popüler oldu ki, bugün bile birçok programda "Kaydet" simgesi hala bir disket şeklinde gösteriliyor.
Ev ortamında neredeyse tamamen kullanım dışı kalmış olmalarına rağmen, bazı kritik altyapılar, örneğin bazı askeri veya nükleer sistemler, basitlikleri ve yalıtımları nedeniyle şaşırtıcı derecede uzun yıllar boyunca disket sürücülerini kullanmaya devam etmişlerdir; bu uygulama, eski bilgisayarlarınızı nasıl sakladığınızla ilgili bir durumdur.
Bilgisayar teknolojisinde manyetik bant: yedeklemeden uzun ömürlülüğe
Manyetik bantların ardışık erişim özelliği nedeniyle disklere göre daha yavaş olmasına rağmen, düşük maliyet/kapasite oranı ve dayanıklılığı, onu büyük ölçekli yedeklemeler için yıldız bir ortam haline getirmiştir.
80'lerde, ev tipi mikrobilgisayarlarda yaygın olarak kullanılan, veri aktarımı için uyarlanmış ses kasetleri gibi formatlar ortaya çıktı ve daha sonra 1987'de Sony tarafından geliştirilen DAT (Dijital Ses Kaseti) gibi özel yedekleme kasetleri geliştirildi. Bu, kompakt bir kartuş içinde 4 mm'lik bant içeren yeniden tasarlanmış bir kasetti.
1989'da Sony ve Hewlett-Packard, bilgisayar veri depolamasına odaklanan DAT'ın bir evrimi olan DDS (Dijital Veri Depolama) standardını piyasaya sürdü. Bu standart , işletmeler için ideal olan nispeten küçük formatlarda artan kapasiteler sunuyordu .
Optik diskler: CD, DVD ve Blu-ray
Manyetik kayıt yöntemi egemenken, bir başka devrim niteliğinde yaklaşım da şekilleniyordu: lazerler kullanarak optik depolama . 60'larda mucit James T. Russell, müziği kaydetmek ve çalmak için ışık kullanma fikri üzerinde çalıştı. Yıllarca bu fikir, bir yenilikten öteye geçmedi.
1975'te Sony ve Philips , projesine büyük yatırımlar yaparak gelişimini finanse etti. Sonuç olarak , 1980'de piyasaya sürülen kompakt disk (CD) ortaya çıktı. Ses dosyaları için, o zamanlar disketlere kıyasla muazzam bir miktar olan yaklaşık 700 MB veriyi bilgisayar formatında depolayabiliyordu.
1984'te, ses CD'leriyle aynı fiziksel formatı kullanan ancak bilgisayar verilerini kodlayan CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) ortaya çıktı . Diskin plastik yüzeyine mikro çukurlar ve düz alanlar (yüzeyler) kazınmıştır ve lazer bunları bit olarak yorumlar.
Daha sonra, kaydedilebilir varyantlar ortaya çıktı: 1995'te tanıtılan yalnızca yazılabilir CD-R ve yeniden yazılabilir CD-RW . Bu, herhangi bir kullanıcının aynı diske birden fazla kez veri kaydetmesine ve silmesine olanak sağladı.
1995 yılında DVD (Dijital Çok Yönlü Disk) piyasaya sürüldü ve veri depolama kapasitesini önemli ölçüde artırdı. Tek katmanlı bir DVD 4,7 GB , çift katmanlı DVD'ler ise bunun iki katı kapasiteye sahipti. Ev video ve büyük yazılım dağıtımı için standart haline geldi.
Rakip olma girişimi olarak, 2005 yılında Toshiba, NEC ve Sanyo tarafından desteklenen HD-DVD formatı ortaya çıktı . Yüksek çözünürlük sunuyordu, ancak ticari savaşı nihayetinde 2003 yılında piyasaya sürülen ve daha kısa dalga boylu mavi-mor lazer kullanan Blu-ray kazandı ; bu da aynı fiziksel alanda daha fazla bilginin depolanmasına olanak tanıyor.
Blu-ray, yüksek çözünürlüklü video ve yüksek yoğunluklu depolama için bir ortam olarak kendini kanıtladı ; katman başına 25 GB kapasiteye ve disk başına onlarca gigabayta ulaşan çok katmanlı varyantlara sahip.
Manyeto-optik ortamlar ve hibrit formatlar
Saf manyetizma ve optik diskler arasında, manyeto-optik diskler adı verilen hibrit bir aile ortaya çıktı. 1990'lı yıllarda tanıtılan bu diskler, veri depolama ve okuma için manyetik ve optik teknikleri birleştirdi .
Genellikle kartuş içinde 3,5 veya 5,25 inç boyutlarında olan bu diskler, yüzeyi yerel olarak ısıtmak için bir lazer ve disk plakalarını yönlendirmek için bir manyetik alan kullanıyordu. Okuma, yansıyan ışığın polarizasyonundaki değişimlere (Kerr etkisi) dayanıyordu. CD veya DVD'lerden daha pahalı ve karmaşık olmalarına rağmen, iyi dayanıklılık ve yeniden yazılabilirlik özellikleri sunuyorlardı.
90'lı yıllarda kısa ömürlü ama ilgi çekici bazı formatlar da ortaya çıktı. 1992'de Sony , ses kasetlerinin yerini almak ve aynı zamanda veri depolamak (MD Data sürümlerinde) amacıyla tasarlanan, yaklaşık 140 MB kapasiteli MiniDisc'i piyasaya sürdü. 1994'te Iomega, disket ile ilk harici sabit sürücüler arasındaki boşluğu doldurmayı amaçlayan, o dönem için yüksek kapasiteli (100 MB ila 1 GB) çıkarılabilir diskler olan Zip'i ve daha sonra Jaz'ı piyasaya sürdü.
Flash bellek ve USB sürücüler: taşınabilir teknolojideki büyük atılım
90'ların sonlarında sessiz bir devrim yaşandı: kalıcı elektronik depolama türü olan flaş bellek . Başlangıçta kameralar ve taşınabilir cihazlar için tasarlanmış olsa da , kısa sürede her şeye yayıldı.
1993 yılında , flaş belleği sağlam bir formatta entegre eden bir kart olan CompactFlash (CF) tanıtıldı . Dijital kameralarda ve bazı gömülü bilgisayarlarda dahili depolama olarak yaygın olarak kullanıldı . Kısa bir süre sonra SmartMedia (Toshiba, 1995) ve 1997'de Siemens ve SanDisk'ten Multimedya Kartı (MMC) geldi .
1999'da IBM, kompakt kart boyutunda mini bir sabit disk olan Microdrive'ı piyasaya sürdü ve 2000 yılında , dahili şifreleme ve 32 x 32 x 2,1 mm standart boyutlarıyla Secure Digital (SD) kartlar popüler hale geldi. SD kartlar, cep telefonları, kameralar ve çok sayıda taşınabilir cihaz için fiili standart haline geldi.
Ortalama kullanıcı için en önemli dönüm noktası USB flash sürücü oldu . 2000 yılı civarında, Singapurlu şirket Trek 2000 International, ilk ticari olarak başarılı USB flash sürücü olarak kabul edilen ThumbDrive'ı piyasaya sürdü . NAND flash bellek kullanıyordu ve harici güç veya karmaşık kontrolcülere ihtiyaç duymadan doğrudan bir USB portuna bağlanıyordu ; ancak USB hub'larla ilgili potansiyel sorunların farkında olmak bazen faydalı olabilir . Kalem sürücü, USB bellek veya flash sürücü olarak da adlandırılan bu sürücüler , birkaç megabayttan başlayan ve kısa sürede on gigabaytlara ulaşan kapasiteler sunuyordu. Hareketli parçaları yoktu, binlerce yazma döngüsüne dayanabiliyorlardı ve darbelere ve elektromanyetik girişime karşı oldukça dirençliydiler . Bu özellikleriyle disketlerin yerini aldılar ve depolama ortamı olarak CD ve DVD'lerin önüne geçmeye başladılar.
Katı hal sürücüler (SSD'ler) ve SMR'ler: Hızlandırın ve kapasiteyi artırın
Aynı flaş bellek teknolojisi, katı hal sürücülerinin (SSD'ler) ortaya çıkmasına da yol açtı . Bu cihazlar, işletim sistemi açısından sabit diskler gibi çalışır, ancak iç yapıları disk plakaları veya okuma/yazma kafaları olmadan birbirine bağlı flaş çiplerinden oluşur; NVMe depolama gibi diğer teknolojilerle arasındaki farkı merak ediyorsanız , bu oldukça açıklayıcıdır.
İlk ticari olarak başarılı SSD'ler SanDisk gibi şirketlerden çıktı ve hızla dizüstü ve masaüstü bilgisayarlara yayılarak, erişim hızı ve düşük güç tüketiminin önemli olduğu HDD'lerin yerini aldı. Bu SSD'lerin çipleri, tipik olarak USB flash sürücülerde bulunanlardan farklıdır ve daha yüksek performans, dayanıklılık ve aşınma direnci sunar ; bu da gigabayt başına daha yüksek bir fiyata dönüşür.
Bu arada, geleneksel sabit diskler gelişmeye devam etti. Son teknolojilerden biri de Kiremitli Manyetik Kayıt (SMR) teknolojisidir . Ayrı ayrı izler yazmak yerine, ilgili içeriği kaybetmeden izleri kesmek için, izler çatı kiremitleri gibi kısmen üst üste bindirilir.
Bu, düşük maliyetleri korurken ve mevcut HDD altyapısından yararlanırken aynı fiziksel alanda kapasite artışına olanak tanır . SMR, özellikle toplu depolama ve arşivleme için tasarlanmış yüksek kapasiteli aralıklardaki birçok modern sabit sürücüde zaten mevcuttur.
Fiziksel depodan veri merkezine: silolar, veri gölleri ve Büyük Veri
Dijital bilginin patlayıcı büyümesi, kuruluşları büyük mantıksal depolama sistemleri oluşturmaya yöneltti. Bu durum , belirli bir departman veya sistem için depolanan ve şirketin geri kalanıyla uyumsuz veya entegre edilmesi zor olan bilgi kümeleri olan veri silolarının ortaya çıkmasına neden oldu.
Başlangıçta bu veri depoları garip veri adaları olarak görülüyordu; zamanla, büyük veri için değerli bir bilgi kaynağı haline gelerek, büyük miktarda tarihsel verinin birleştirilmesini ve analizini mümkün kıldılar. Daha sonra, Veri Gölü kavramı ortaya çıktı.
Veri gölü, genellikle NoSQL veritabanları kullanılarak yönetilen, bilgileri orijinal, işlenmemiş biçiminde depolar . Bu sistemler yapılandırılmış, yarı yapılandırılmış ve yapılandırılmamış verileri kabul ederek analistlerin ve yapay zeka algoritmalarının bilgileri talep üzerine işlemesine olanak tanır.
BBVA OpenMind gibi girişimlere göre, veri gölleri esnek erişimi kolaylaştırmak ve maliyetleri düşürmek için katı hiyerarşik yapılar içermeyen düz mimariler kullanmaktadır. Büyük Veri ve yapay zeka projeleri için vazgeçilmez bileşenler haline gelmişlerdir.
Bulut ve çevrimiçi depolama: her yerde veri
Bir sonraki büyük değişim, yeni bir fiziksel ortamdan ziyade, yüksek hızlı ağlar sayesinde modelde bir değişiklik oldu . Gelişmiş bant genişliği ve daha ucuz disk alanı, internet üzerinden erişilebilen devasa veri merkezlerinin kurulmasını mümkün kıldı.
Böylece bulut bilişim ve onunla birlikte bulut depolama doğdu . Kullanıcı açısından bakıldığında, bulut, herhangi bir cihazdan ve konumdan erişilebilen , neredeyse sınırsız kapasite sunar; bunun karşılığında bir ücret alınır veya sınırlamalar kabul edilirse ücretsiz olarak da kullanılabilir.
Pratikte, "bulut" , sunucular, disk dizileri, SSD'ler, manyetik bantlar ve dahili ağlardan oluşan devasa bir koleksiyondur . Belgelerin, fotoğrafların ve videoların hem yedeklenmesi hem de birincil depolanması için kullanılır . E-posta, sosyal medya veya yayın hizmetleri kullanıyorsanız, zaten günlük olarak bulut depolama kullanıyorsunuz demektir.
Paylaşımlı mimari gizlilik sorunları yarattığı için sağlayıcılar şifreleme, kimlik doğrulama ve erişim kontrolleri yoluyla güvenliği güçlendirmek zorunda kaldılar . Bankacılık gibi sektörler, bu riskleri azaltmak için sıkı düzenlemelere tabidir.
Genel amaçlı çevrimiçi depolamanın yanı sıra, özel kablosuz ev depolama çözümleri de mevcuttur . Tarihsel bir örnek olarak, Apple cihazlarından otomatik yedeklemeler ve kablosuz veri erişimi için tasarlanmış, yönlendirici ve 3 TB'a kadar sabit diski entegre eden bir Wi-Fi cihazı olan Apple AirPort Time Capsule verilebilir.
Yeni ufuklar: hologramlar, DNA ve ultra uzun ömürlü malzemeler
Önümüzdeki on yıllarda beklenen veri tsunamisiyle karşı karşıya kalan depolama araştırmaları, disklerden veya flash sürücülerden çok farklı yollar keşfediyor. Bunlardan biri, dijital verileri yüzeyiyle sınırlı kalmak yerine kristaller veya fotopolimerler gibi bir malzemenin hacmi içinde depolayan holografik bellektir .
Holografik belleğin en büyük avantajı, bilgiyi 3 boyutlu (Bragg hacmi) olarak depolamak için depolama ortamının kalınlığını kullanabilmesi ve böylece muazzam yoğunluklara ulaşabilmesidir. Prototip örnekleri mevcut olmasına rağmen, henüz yaygın olarak kullanılan bir teknoloji değildir, ancak çok yüksek yoğunluklu arşivleme için olası uzun vadeli çözümlerden biri olarak ortaya çıkmaktadır.
Bir diğer büyüleyici alan ise DNA depolamasıdır . Yaşam molekülü olan DNA, inanılmaz miktarda bilgi kodlayabilir: tahmini olarak gram başına 2,2 petabayt . Teorik olarak, insanlığın ürettiği tüm veriler bir kaşık dolusu DNA'ya sığabilir.
Dahası, DNA son derece uzun ömürlü bir ortamdır ve doğru şekilde saklandığı takdirde binlerce yıl boyunca bilgiyi koruyabilir. Mevcut sorun maliyet ve hızdır: 100 KB'den az verinin kodlanması yaklaşık 1500 dolara mal olabilir ve sentez ve sıralama süreçleri yavaş kalmaktadır.
Bu işlemlerin maliyetini ve hızını düşürmek için yapay DNA veya modifiye edilmiş biyomoleküllerin kullanımı araştırılıyor , ancak henüz deneysel aşamada. Bununla birlikte, fikir açık: disklerden ve çiplerden gerçek anlamda moleküler depolamaya geçmek.
Buna paralel olarak, nanoteknolojiler, karbon izotoplarının (örneğin, "0" için karbon-12 atomları ve "1" için karbon-13 atomları) veya özellikle kararlı mineral malzemelerin kullanımı gibi uygulamalara kapı açıyor . 2023 yılında Cerabyte şirketi, aşırı sıcaklıklara, yangına, sellere ve elektrik dalgalanmalarına dayanıklı, tahmini ömrü 5000 yıldan fazla olan, QR kodlarına benzer üç boyutlu veri dizilerini mineral bir alt tabakaya lazerle kazıyan bir sistem duyurdu .
Güvenilirlik, veri bozulması ve kopyalar: depolamanın daha az göz alıcı yönü
Depolama ortamından bağımsız olarak, hepsinin ortak bir sorunu var: sınırlı bir ömre sahipler ve arızaya yatkınlar . Sabit diskler darbelere maruz kalabilir, manyetik bantlar manyetik özelliğini kaybedebilir, optik diskler bozulabilir ve flash bellek zamanla şarjını kaybedebilir.
Sıkça bahsedilen bir olgu , bit bozulmasıdır ; bu , bazı bitlerin değerinin hemen fark edilmeden değiştiği sessiz bir bozulmadır . Bu durum özellikle eski sabit diskler, manyetik bantlar veya uzun yıllar okunmadan kullanılan flash sürücüler gibi uzun süreli depolama ortamlarını etkiler.
Bu nedenle, depolama ortamlarına periyodik olarak erişilmesi (örneğin, belirli aralıklarla bir USB sürücüsünün okunması) ve bilgilerin birkaç yılda bir yeni ortama kopyalanması önerilir . Hata düzeltme kodlarına sahip RAID gibi sistemler , yedeklilik sağlayarak hasarlı verilerin yeniden oluşturulmasına olanak tanır, ancak riski hiçbir zaman tamamen ortadan kaldırmaz.
Sınıflandırmaya gelince, genellikle ultra hızlı ancak geçici ve işlemci tarafından doğrudan erişilebilen birincil depolama (RAM, önbellek) ile daha yavaş ancak kalıcı olan ikincil depolama (diskler, SSD'ler, manyetik bantlar, bulut depolama) arasında ayrım yaparız. İkincil depolama içinde, istediğimiz verilere doğrudan erişebilme veya tüm veriyi baştan tarama zorunluluğuna bağlı olarak, sıralı erişim (bantlar) ve rastgele erişim (diskler, SSD'ler, flash depolama) arasında daha fazla ayrım yaparız.
Teknolojiden bağımsız olarak, veri kaybına karşı tek gerçek savunma, yedekleme ve iyi planlanmış yedeklemelerdir . Hassas bilgilerle uğraşırken ise, özellikle bulut depolama bağlamlarında, açık anahtarlı (RSA, vb.) ve simetrik anahtarlı (AES, DES) şifreleme devreye girer.
Genel olarak, depolama tarihi bizi birkaç kilobayt kapasiteli devasa makinelerden, terabaytları işleyebilen minik çiplerden ve zettabaytları yöneten dağıtık sistemlere kadar götürdü; ve yine de, hologramlardan DNA'ya veya egzotik mineral malzemelere kadar yeni, daha yoğun, daha dayanıklı ve daha güvenli depolama ortamları aramaya devam ediyoruz . Her şey, şimdiye kadar olduğu gibi, bir sonraki atılımların da fiziksel yenilikleri giderek daha akıllı ağ mimarileriyle birleştirerek, her gün ürettiğimiz muazzam miktardaki veriyi neredeyse farkında olmadan depolamamızı ve geri almamızı sağlamaya devam edeceğini gösteriyor.
