Quantumrun

IRUDIAREN KREDITUA: Quantumrun

Biltegiratze digitalaren iraultza: ordenagailuen etorkizuna P3

David Tal, argitaletxea, futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Asteartea, 09/15/2020 - 15:43

Hau irakurtzen duzuen gehienek ziurrenik gogoan izango dute diskete xumea eta 1.44 MB-ko espazio sendoa du. Zuetako batzuk ziurrenik jeloskor ibili zineten lagun harekin lehen USB unitate bat atera zuenean, bere 8MB-ko espazio izugarriarekin, eskolako proiektu batean. Gaur egun, magia desagertu egin da, eta nekatu egin gara. Terabyte bateko memoria estandar dator 2018ko mahaigain gehienetan, eta Kingston-ek terabyte bateko USB unitateak ere saltzen ditu orain.

Biltegiratzearekiko dugun obsesioa hazten da urtetik urtera gero eta eduki digital gehiago kontsumitzen eta sortzen dugun heinean, dela eskola-txostena, bidaia-argazkia, zure taldearen nahasketa edo GoPro-ren bideo bat Whistler-en eskiatzen. Sortzen ari den Gauzen Internet bezalako beste joera batzuek munduak ekoizten dituen datuen mendia bizkortuko du, biltegiratze digitalaren eskariari suziri erregai gehiago gehituz.

Horregatik, datuen biltegiratzea behar bezala eztabaidatzeko, berriki kapitulu hau editatzea erabaki dugu bitan banatuz. Erdi honetan datuak biltegiratzeko berrikuntza teknologikoak eta kontsumitzaile digitalen batez besteko eragina izango ditu. Bien bitartean, hurrengo kapituluak hodeian datorren iraultza landuko du.

Datuak biltegiratzeko berrikuntzak martxan

(TL;DR - Hurrengo atalak gero eta datu-kantitate handiagoak biltegiratze-unitate txikiagoetan eta eraginkorragoetan gordetzeko aukera emango duen teknologia berria azaltzen du. Teknologia axola ez bazaizu, baina zabalagoei buruz irakurri nahi baduzu). datuen biltegiratzearen inguruko joerak eta inpaktuak, ondoren hurrengo azpiitalera jauzi egitea gomendatzen dugu.)

Askok dagoeneko entzun duzue Mooreren legea (zirkuitu integratu trinko batean transistore kopurua bi urtean behin gutxi gorabehera bikoiztu egiten dela dioen behaketa), baina ordenagailuen negozioaren biltegiratze aldetik, Kryderren legea dugu, funtsean, estutzeko dugun gaitasuna. Disko gogorrak murrizten direnean gero eta zati gehiago ere bikoiztu egiten dira gutxi gorabehera 18 hilabetez behin. Horrek esan nahi du orain dela 1,500 urte 5MB 35 $ gastatu zituen pertsonak 600 $ gastatu ditzakeela 6TBko disko batean.

Hau izugarrizko aurrerapena da, eta ez da laster geldituko.

Ondorengo zerrendak biltegiratze digitaleko fabrikatzaileek biltegiratze-gosearen gizartea asetzeko erabiliko dituzten epe hurbileko eta luzeko berrikuntzei buruzko ikuspegi labur bat da.

Disko gogorreko disko hobeak. 2020ko hamarkadaren hasierara arte, fabrikatzaileek disko gogor tradizionalak (HDD) eraikitzen jarraituko dute, memoria-gaitasun handiagoarekin, disko gogorragoak dentsoago eraiki ezin ditugun arte. HDD teknologiaren azken hamarkada hau buru izateko asmatutako tekniken artean daude Shingled Magnetic Recording (SMR), ondoren Bi dimentsioko grabaketa magnetikoa (TDMR), eta potentzialki Beroarekin lagundutako grabaketa magnetikoa (HAMR).

Egoera solidoko disko gogorrak. Goian adierazitako disko gogor tradizionalaren ordez egoera solidoko disko gogorra da (SATA SSD). HDDek ez bezala, SSDek ez dute bira-diskorik; izan ere, ez dute inolako zati mugikorrik. Horri esker, SSDek aurrekoak baino askoz azkarrago funtzionatzen dute, tamaina txikiagoetan eta iraunkortasun handiagoarekin. SSDak dagoeneko estandarrak dira gaur egungo ordenagailu eramangarrietan eta pixkanaka hardware estandarra bihurtzen ari dira mahaigaineko modelo berri gehienetan. Eta jatorriz HDDak baino askoz garestiagoa izan arren, haien prezioa HDDak baino azkarrago jaisten ari da, hau da, haien salmentek HDDak erabat gainditu ditzakete 2020ko hamarkadaren erdialderako.

Hurrengo belaunaldiko SSDak ere sartzen ari dira pixkanaka, fabrikatzaileek SATA unitateetatik gutxienez SATA unitateen banda zabalera sei aldiz handiagoa duten PCIe SSDetara igarotzen ari dira eta hazten ari dira.

Flash memoria 3D doa. Baina abiadura helburua bada, ezer ez da dena memorian gordetzea baino.

HDDak eta SSDak zure epe luzeko memoriarekin aldera daitezke, eta flasha zure epe laburreko memoriarekin antzekoagoa da. Eta zure garunak bezala, ordenagailu batek tradizioz bi biltegiratze mota behar ditu funtzionatzeko. Ausazko sarbide-memoria (RAM) deitzen zaio, ohiko ordenagailu pertsonalek 4 eta 8 GB-ko bi RAM makilekin etortzen dira. Bitartean, Samsung bezalako jokalaririk gogorrenek 2.5 GB dituzten 128D memoria-txartelak saltzen ari dira orain -jokalari gogorrentzat harrigarria, baina praktikoagoa hurrengo belaunaldiko superordenagailuentzat.

Memoria-txartel hauen erronka da disko gogorrek dituzten muga fisiko berdinekin exekutatzen ari direla. Okerrago, transistore txikienak RAM barnean bihurtzen dira, eta okerragoak dira denboraren poderioz: transistoreak zailagoak dira ezabatzea eta zehaztasunez idaztea, azkenean RAM makila berriekin ordezkatzea behartzen duen errendimendu-horma bat joz. Horren harira, enpresak hurrengo belaunaldiko memoria-txartelak eraikitzen hasi dira:

3D NAND. Intel, Samsung, Micron, Hynix eta Taiwan Semiconductor bezalako enpresek eskala zabalean hartzea bultzatzen ari dira. 3D NAND, transistoreak txip baten barruan hiru dimentsiotan pilatzen dituena.
Ausazko Sarbide Memoria Erresistentea (RAM). Teknologia honek karga elektriko baten ordez erresistentzia erabiltzen du memoriaren bitak (0s eta 1s) gordetzeko.
3D txipak. Hau hurrengo serieko kapituluan zehatzago eztabaidatuko da, baina laburki, 3D txipak informatika eta datuen biltegiratzea bertikalean pilatutako geruzatan konbinatzea du helburu, horrela prozesatzeko abiadurak hobetuz eta energia kontsumoa murrizteko.
Fase-aldaketaren memoria (PCM). The PCMren atzean dagoen teknologia funtsean, kalkogenurozko beira berotzen eta hozten du, kristalizatu gabeko egoerara aldatuz, bakoitzak bere erresistentzia elektriko bereziak 0 eta 1 bitarrak ordezkatzen dituela. Perfekzionatu ondoren, teknologia honek egungo RAM aldaerak baino askoz gehiago iraungo du eta ez-hegazkorra da, hau da. Datuak gorde ditzake itzala dagoenean ere (RAM tradizionala ez bezala).
Bira transferitzeko momentua ausazko sarbide memoria (STT-RAM). Frankenstein indartsua, ren gaitasuna batzen duena Dram ren abiadurarekin SRAM, ez-hegazkortasun hobetuarekin eta ia mugarik gabeko erresistentziarekin batera.
3D XPoint. Teknologia honekin, informazioa gordetzeko transistoreetan oinarritu beharrean, 3D Xpoint hari sare mikroskopiko bat erabiltzen du, bata bestearen gainean pilatuta dauden "hautatzaile" batek koordinatuta. Perfekzionatu ondoren, horrek industria iraul dezake, 3D Xpoint ez-hegazkorra delako, NAND flasha baino milaka aldiz azkarrago funtzionatuko duelako eta DRAMa baino 10 aldiz trinkoagoa.

Beste era batera esanda, gogoratzen dugu "HDDak eta SSDak zure epe luzeko memoriarekin aldera daitezke, flasha zure epe laburreko memoriaren antzekoagoa den bitartean" esan genuenean? Beno, 3D Xpointek biak kudeatuko ditu eta biak baino hobeto egingo ditu bereizita.

Aukerak irabazten duen edozein dela ere, flash-memoria forma berri hauek guztiek memoria-gaitasun, abiadura, erresistentzia eta energia-eraginkortasun handiagoa eskainiko dute.

Epe luzerako biltegiratzeko berrikuntzak. Bitartean, abiadura datu-kopuru handiak gordetzeak baino garrantzi gutxiago duten erabilera kasuetarako, teknologia berriak eta teorikoak lanean ari dira gaur egun:

Zinta unitateak. Duela 60 urte baino gehiago asmatu genuen, jatorrian zinta-unitateak erabiltzen genituen zerga- eta osasun-arloko dokumentuak artxibatzeko. Gaur egun, teknologia hau bere gailur teorikotik gertu hobetzen ari da IBM errekor bat ezartzen konprimitu gabeko 330 terabyte datu (~330 milioi liburu) zure eskuaren tamaina inguruko zinta-kartutxo batean artxibatuz.
DNA biltegiratzea. Washingtongo Unibertsitateko eta Microsoft Research-eko ikertzaileak sistema bat garatu zuen DNA molekulak erabiliz datu digitalak kodetzeko, gordetzeko eta berreskuratzeko. Perfekzionatu ondoren, sistema honek egunen batean informazioa biltegiratzeko egungo teknologiek baino milioika aldiz trinkoago artxiba dezakete.
Kilobyte berridatzi daitekeen memoria atomikoa. Kloro atomo indibidualak kobrezko xafla lau batean manipulatuz, zientzialariek idatzi zuten 1 kilobyte-ko mezua hazbete karratuko 500 terabit-ekoa, merkatuan dagoen disko gogor eraginkorrena baino 100 aldiz informazio gehiago hazbete karratuko.
5D datu biltegiratzea. Southamptongo Unibertsitateak zuzendutako biltegiratze-sistema berezi honek 360 TB/diskoko datu-gaitasuna, 1,000 °C arteko egonkortasun termikoa eta giro-tenperaturan ia mugagabeko bizitza (13.8 mila milioi urte 190 °C-tan) ditu. Beste era batera esanda, 5D datuen biltegiratzea ezin hobea izango litzateke museoetan eta liburutegietan artxibo-erabilerarako.

Softwareak definitutako biltegiratze-azpiegitura (SDS). Ez da soilik biltegiratze-hardwarea berrikuntza ikusten ari dena, baizik eta exekutatzen duen softwarea ere garapen zirraragarrian ari da. SDS gehienbat enpresa handien sare informatikoetan edo hodeian biltegiratzeko zerbitzuetan erabiltzen da, non datuak zentralki gordetzen diren eta banakako eta konektatutako gailuen bidez sartzen diren. Funtsean, sare batean datuak biltegiratzeko ahalmen osoa hartzen du eta sarean exekutatzen diren zerbitzu eta gailu ezberdinen artean bereizten du. SDS sistema hobeak kodetzen ari dira denbora guztian lehendik dagoen (berriaren) biltegiratze hardwarea modu eraginkorragoan erabiltzeko.

Biltegiratzea ere beharko dugu etorkizunean?

Ados, biltegiratze-teknologia asko hobetuko da datozen hamarkadetan. Baina kontuan hartu behar duguna zera da, zer alde du horrek, hala ere?

Batez besteko pertsonak ez du inoiz erabiliko mahaigaineko azken ordenagailu modeloetan orain eskuragarri dagoen biltegiratze-espazioa. Eta beste bi edo lau urte barru, zure hurrengo telefonoak biltegiratze leku nahikoa izango du urtebeteko argazki eta bideoak gordetzeko, zure gailua udaberrian garbitu gabe. Noski, gutxiengo bat dago bere ordenagailuetan datu-kopuru izugarriak pilatzea gustatzen zaiena, baina gainerakoentzat, hainbat joera daude, jabetza pribatuko diskoen biltegiratze espazioaren gehiegizko beharra murrizten dutenak.

Streaming zerbitzuak. Garai batean, gure musika bildumak diskoak biltzen ziren, gero kaseteak, gero CDak. 90eko hamarkadan, abestiak MP3-etan digitalizatu ziren milaka biltzeko (lehen torrent bidez, gero eta gehiago iTunes bezalako denda digitalen bidez). Orain, zure etxeko ordenagailuan edo telefonoan musika bilduma bat gorde eta antolatu behar izan beharrean, abesti kopuru infinitu bat erreproduzitu eta edonon entzun ditzakegu Spotify eta Apple Music bezalako zerbitzuen bidez.

Progresio honek lehenik musikak etxean hartzen zuen espazio fisikoa murrizten zuen, gero zure ordenagailuko espazio digitala. Orain, dena ordezkatu daiteke nahi duzun musika guztietarako sarbidea merkea eta erosoa eskaintzen dizun kanpoko zerbitzu batekin. Jakina, hau irakurtzen duzuen gehienek ziurrenik CD batzuk dituzue inguruan, gehienek oraindik MP3 bilduma sendoa izango dute ordenagailuan, baina hurrengo belaunaldiko erabiltzaileek ez dute denbora galduko ordenagailuak ahal duten musikaz betetzen. sarean doan sartu.

Jakina, kopiatu musikari buruz esan berri dudan guztia eta aplikatu zinemara eta telebistara (kaixo, Netflix!) eta biltegiratze pertsonalaren aurrezkiak hazten jarraitzen du.

social media. Musika, zinema eta telesaioek gure ordenagailu pertsonalak gero eta gutxiago trabatzen dituztenez, hurrengo eduki digitalaren formarik handiena argazki eta bideo pertsonalak dira. Berriz ere, argazkiak eta bideoak ekoizten genituen fisikoki, azken finean gure ganbaretan hautsa biltzeko. Ondoren, gure argazkiak eta bideoak digitalizatu egin ziren, berriro ere hautsa biltzeko gure ordenagailuen behealdean. Eta hori da kontua: gutxitan ikusten ditugu ateratzen ditugun argazki eta bideo gehienak.

Baina sare sozialak gertatu ondoren, Flickr eta Facebook bezalako guneek argazki kopuru infinitu bat partekatzeko gaitasuna eman ziguten gogoko ditugun pertsonen sare batekin, eta, aldi berean, argazki horiek (doan) autoantolatzen den karpeta-sistema edo denbora-lerro batean gordetzen zituzten. Elementu sozial honek, miniaturazko eta goi-mailako telefono-kamerekin batera, batez besteko pertsona batek ekoitzitako argazki eta bideo kopurua asko handitu zuen arren, gure ordenagailu pribatuetan argazkiak gordetzeko ohitura murriztu zuen, sarean, pribatuan gordetzera bultzatuz. edo publikoki.

Hodeia eta lankidetza zerbitzuak. Azken bi puntuak kontuan hartuta, testu-dokumentu xumea (eta beste datu nitxo batzuk) baino ez da geratzen. Dokumentu hauek, eztabaidatu berri dugun multimediarekin alderatuta, hain txikiak izan ohi dira, non ordenagailuan gordetzea ez baita arazorik izango.

Hala ere, gero eta mugikorragoa den gure munduan, gero eta eskaera handiagoa dago dokumentuetara edonon sartzeko. Eta hemen berriro ere, musikarekin eztabaidatu dugun progresio bera gertatzen ari da hemen: lehen dokumentuak disketeak, CDak eta USBak erabiliz garraiatzen genituen, orain erosoagoak eta kontsumitzaileei zuzendutakoak erabiltzen ditugu. hodeiko biltegiratzea zerbitzuak, Google Drive eta Dropbox bezalakoak, gure dokumentuak kanpoko datu-zentro batean gordetzen dituztenak sarean modu seguruan atzitzeko. Horrelako zerbitzuek gure dokumentuak edonon, edonoiz, edozein gailu edo sistema eragiletan sartzeko eta partekatzeko aukera ematen digute.

Bidezkoak izateko, streaming zerbitzuak, sare sozialak eta hodeiko zerbitzuak erabiltzeak ez du zertan esan nahi dena hodeira eramango dugunik —gauza batzuk pribatuegia eta seguruegia izatea nahiago dugu—, baina zerbitzu horiek moztu egin dira, eta murrizten jarraituko dute. urtez urte eduki behar dugun datu fisikoen biltegiratze-espazio kopuru osoa.

Zergatik axola esponentzialki biltegiratze gehiago?

Batez besteko gizabanakoak biltegiratze digital gehiagoren behar gutxiago ikusten badu ere, indar handiak daude jokoan Kryderren Legea aurrera eramaten dutenak.

Lehenik eta behin, ia urteko segurtasun-hausteen zerrenda dela eta, teknologia eta finantza-zerbitzuetako hainbat enpresetan —bakoitzak milioika pertsonen informazio digitala arriskuan jartzen du— datuen pribatutasunari buruzko kezkak hazten ari dira jendearen artean. Banakako beharren arabera, horrek erabilera pertsonalerako datu biltegiratze aukera handiagoak eta merkeagoak eskaria eragin dezake hodeiaren araberakoa saihesteko. Etorkizuneko pertsonek beren etxe barruan datuen biltegiratze zerbitzari pribatuak ere konfigura ditzakete kanpotik konektatzeko, enpresa teknologiko handien zerbitzarien mende egon beharrean.

Beste kontu bat da datuak biltegiratzeko mugak gaur egun bioteknologiatik adimen artifizialera arte hainbat sektoretan aurrerapena blokeatzen ari direla. Big data metaketaren eta prozesatzearen menpe dauden sektoreek gero eta datu kopuru handiagoak gorde behar dituzte produktu eta zerbitzu berriak berritzeko.

Ondoren, 2020ko hamarkadaren amaierarako, Gauzen Internetek (IoT), ibilgailu autonomoek, robotek, errealitate areagotuek eta hurrengo belaunaldiko "ertzeko teknologiak" bezalako beste teknologia batzuek biltegiratze teknologian inbertsioak bultzatuko dituzte. Hau da, teknologia hauek funtzionatzeko, informatika-potentzia eta biltegiratze-gaitasuna izan beharko dutelako ingurua ulertzeko eta denbora errealean erreakzionatzeko, hodeiarekiko etengabeko menpekotasunik gabe. Kontzeptu hau sakonago aztertzen dugu bost kapitulua serie honetakoak.

Azkenik, Gauzen Internet (gurean osorik azalduta Interneten etorkizuna serieak) bilioi-bilioi bilioi sentsoreen mugimendua edo egoeraren jarraipena egingo du. Sentsore ugari hauek sortuko dituzten datu-kopuru izugarriak biltegiratze-ahalmen eraginkorra eskatuko du serie honen amaieran landuko ditugun superordenagailuek eraginkortasunez prozesatu aurretik.

Oro har, batez besteko pertsonak gero eta pertsonalki biltegiratze digitaleko hardwarearen beharra gero eta murrizten duen arren, planetako guztiek etorkizuneko biltegiratze digitaleko teknologiek eskainiko duten biltegiratze ahalmen infinituaz zeharka onuratuko dute. Jakina, lehen esan bezala, biltegiratzearen etorkizuna hodeian dago, baina gai horretan sakondu baino lehen, ordenagailuen negozioaren prozesatzeko (mikrotxiparen) aldean gertatzen diren iraultza osagarriak ulertu behar ditugu. hurrengo kapituluko gaia.