Kuantumrun

KREDIT GAMBAR: Kuantumrun

Revolusi panyimpenan digital: Masa Depan Komputer P3

David Tal, Penerbit, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Sel, 09/15/2020 - 15:43

Paling sing maca iki mbokmenawa elinga floppy disk andhap asor lan ngalangi 1.44 MB ruang disk. Sawetara sampeyan bisa uga cemburu karo kanca kasebut nalika nyopot USB thumb drive pisanan, kanthi papan 8MB sing gedhe banget, sajrone proyek sekolah. Saiki, sihir wis ilang, lan kita dadi jaded. Siji terabyte memori dadi standar ing umume desktop 2018-lan Kingston malah adol siji terabyte USB drive saiki.

Obsesi kita babagan panyimpenan mundhak saben taun amarga kita nggunakake lan nggawe konten digital sing luwih akeh, apa laporan sekolah, foto lelungan, mixtape band sampeyan, utawa video GoPro nalika sampeyan main ski mudhun Whistler. Tren liyane kaya Internet of Things sing berkembang mung bakal nyepetake gunung data sing diasilake ing jagad iki, nambah bahan bakar roket kanggo panjaluk panyimpenan digital.

Mulane kanggo ngrembug panyimpenan data kanthi bener, kita bubar mutusake kanggo ngowahi bab iki kanthi dipérang dadi loro. Setengah iki bakal nutupi inovasi teknologi ing panyimpenan data lan pengaruhe ing rata-rata konsumen digital. Kangge, bab sabanjure bakal nutupi revolusi teka ing méga.

Inovasi panyimpenan data ing pipa

(TL; DR - Bagean ing ngisor iki njlentrehake teknologi anyar sing bakal ngidini jumlah data sing luwih gedhe disimpen ing drive panyimpenan sing luwih cilik lan luwih efisien. Yen sampeyan ora peduli karo teknologi kasebut, nanging pengin maca babagan sing luwih akeh. tren lan pengaruh babagan panyimpenan data, banjur disaranake mlumpat menyang subjudul sabanjure.)

Akeh sing wis krungu babagan Hukum Moore (pengamatan manawa jumlah transistor ing sirkuit terintegrasi sing padhet tikel kaping pindho saben rong taun), nanging ing sisih panyimpenan bisnis komputer, kita duwe Hukum Kryder-sejatine, kemampuan kita kanggo ngempet. bit liyane menyang shrinking hard drive uga tikel kaping pindho saben 18 sasi. Tegese wong sing mbuwang $1,500 kanggo 5MB 35 taun kepungkur saiki bisa mbuwang $600 kanggo drive 6TB.

Iki minangka kemajuan sing nyenengake, lan ora bakal mandheg.

Dhaptar ing ngisor iki minangka ringkesan ringkes babagan inovasi sing cedhak lan jangka panjang sing bakal digunakake dening produsen panyimpenan digital kanggo nyukupi masyarakat sing keluwen.

Hard disk drive sing luwih apik. Nganti awal 2020s, pabrikan bakal terus mbangun hard disk drive tradisional (HDD), kanthi kapasitas memori sing luwih akeh nganti ora bisa nggawe hard disk sing luwih padhet. Teknik sing diciptakake kanggo mimpin teknologi HDD dekade pungkasan iki kalebu Rekaman Magnetik Shingled (SMR), disusul Rekaman Magnetik Loro Dimensi (TDMR), lan potensial Rekaman Magnetik Dibantu Panas (HAMR).

Hard drive solid state. Ngganti hard disk drive tradisional sing kasebut ing ndhuwur yaiku hard drive solid state (SATA SSD). Ora kaya HDD, SSD ora duwe disk sing bisa muter - nyatane, ora ana bagean sing obah. Iki ngidini SSD bisa digunakake kanthi luwih cepet, kanthi ukuran sing luwih cilik, lan luwih awet tinimbang sing sadurunge. SSD wis dadi standar ing laptop saiki lan mboko sithik dadi hardware standar ing umume model desktop anyar. Lan nalika asline luwih larang tinimbang HDD, sing rega Mudhun luwih cepet saka HDDs, tegese dodolan bisa nyusul HDD ing pertengahan 2020-an.

SSD generasi sabanjure uga mboko sithik, kanthi produsen transisi saka SSD SATA menyang SSD PCIe sing paling sethithik kaping enem bandwidth drive SATA lan akeh.

Memori lampu kilat dadi 3D. Nanging yen kacepetan minangka tujuane, ora ana sing bisa ngalahake nyimpen kabeh ing memori.

HDD lan SSD bisa dibandhingake karo memori jangka panjang, dene lampu kilat luwih mirip karo memori jangka pendek. Lan kaya otak sampeyan, komputer biasane mbutuhake rong jinis panyimpenan supaya bisa digunakake. Biasane diarani minangka memori akses acak (RAM), komputer pribadi tradisional biasane duwe rong batang RAM kanthi masing-masing 4 nganti 8GB. Kangge, hitters paling abot kaya Samsung saiki adol kertu memori 2.5D sing duwe 128GB saben-nggumunake kanggo tukang game hardcore, nanging luwih praktis kanggo superkomputer generasi sabanjuré.

Tantangan karo kertu memori iki lagi mlaku menyang alangan fisik hard disk padha madhep. Luwih elek, transistor sing luwih cilik dadi ing njero RAM, saya suwe saya suwe - transistor saya angel mbusak lan nulis kanthi akurat, pungkasane nempuh tembok kinerja sing meksa ngganti karo stik RAM sing anyar. Amarga iki, perusahaan wiwit nggawe kertu memori generasi sabanjure:

3D NAND. Perusahaan kaya Intel, Samsung, Micron, Hynix, lan Taiwan Semiconductor nyurung adopsi skala lebar 3D NAND, sing numpuk transistor dadi telung dimensi ing jero chip.
Memori Akses Acak Resistif (RAM). Teknologi iki nggunakake resistensi tinimbang muatan listrik kanggo nyimpen bit (0s lan 1s) memori.
Kripik 3D. Iki bakal dibahas luwih rinci ing seri sabanjure, nanging kanthi ringkes, Kripik 3D tujuane kanggo nggabungake komputasi lan panyimpenan data ing lapisan vertikal ditumpuk, saéngga nambah kacepetan pangolahan lan nyuda konsumsi energi.
Phase Change Memory (PCM). The tech konco PCMs Sejatine heats lan cools kaca chalcogenide, owah-owahan ing antarane crystallized kanggo negara non-crystallized, saben karo resistances electrical unik sing makili binar 0 lan 1. Sawise sampurna, teknologi iki bakal luwih adoh saka varian RAM saiki lan non-molah malih, tegesé bisa nahan data sanajan daya mati (ora kaya RAM tradisional).
Memori Akses Acak Torsi Transfer Spin (STT-RAM). A Frankenstein kuat sing nggabungke kapasitas saka DRAM kanthi kacepetan SRAM, bebarengan karo apik non-volatility lan near toleransi Unlimited.
3D XPoint. Kanthi teknologi iki, tinimbang ngandelake transistor kanggo nyimpen informasi, 3D Xpoint nggunakake bolong mikroskopis kabel, diselarasake dening "selektor" sing ditumpuk ing ndhuwur siji liyane. Sawise disempurnakake, iki bisa ngowahi revolusi industri amarga 3D Xpoint ora molah malih, bakal operate ewonan kaping luwih cepet tinimbang lampu kilat NAND, lan 10 kaping luwih padhet tinimbang DRAM.

Ing tembung liya, elinga nalika ujar "HDD lan SSD bisa dibandhingake karo memori jangka panjang, dene lampu kilat luwih mirip karo memori jangka pendek sampeyan"? Ya, 3D Xpoint bakal nangani loro-lorone lan nindakake luwih apik tinimbang siji-sijine.

Preduli saka pilihan kang menang metu, kabeh iki wangun anyar saka memori lampu kilat bakal kurban kapasitas memori luwih, kacepetan, toleransi lan efficiency daya.

Inovasi panyimpenan jangka panjang. Kangge, kanggo kasus panggunaan sing kacepetan kurang penting tinimbang njaga data sing akeh, teknologi anyar lan teoretis saiki ditindakake:

Tape drive. Dicipta luwih saka 60 taun kepungkur, mula kita nggunakake tape drive kanggo arsip dokumen pajak lan kesehatan. Dina iki, teknologi iki disempurnakake cedhak puncak teoritis IBM nyetel rekor kanthi arsip 330 terabyte data sing ora dikompres (~330 yuta buku) menyang kartrij tape sak ukuran tangan sampeyan.
panyimpenan DNA. Peneliti saka Universitas Washington lan Microsoft Research ngembangaken sistem kanggo encode, nyimpen lan njupuk data digital nggunakake molekul DNA. Sawise disempurnakake, sistem iki bisa uga siji dina arsip informasi yuta kaping luwih kompak tinimbang teknologi panyimpenan data saiki.
Memori atom sing bisa ditulis ulang kilobyte. Kanthi manipulasi atom klorin individu ing sheet flat tembaga, ilmuwan wrote pesen 1 kilobyte ing 500 terabits saben kothak inch-kira-kira 100 kaping info saben kothak inch saka hard drive paling efisien ing pasar.
panyimpenan data 5D. Sistem panyimpenan khusus iki, sing dipimpin dening Universitas Southampton, nduweni kapasitas data TB/disk 360, stabilitas termal nganti 1,000°C lan umure meh ora ana watesan ing suhu kamar (13.8 milyar taun ing 190°C). Kanthi tembung liyane, panyimpenan data 5D bakal cocog kanggo panggunaan arsip ing museum lan perpustakaan.

Infrastruktur Panyimpenan sing Ditetepake Piranti Lunak (SDS). Ora mung hardware panyimpenan sing ndeleng inovasi, nanging piranti lunak sing mlaku uga ngalami pangembangan sing nyenengake. SDS biasane digunakake ing jaringan komputer perusahaan gedhe utawa layanan panyimpenan maya ing ngendi data disimpen ing tengah lan diakses liwat piranti sing disambungake. Sejatine njupuk jumlah total kapasitas panyimpenan data ing jaringan lan misahake antarane macem-macem layanan lan piranti sing mbukak ing jaringan. Sistem SDS sing luwih apik dikode saben wektu supaya luwih efisien nggunakake hardware panyimpenan sing ana (tinimbang anyar).

Apa kita butuh panyimpenan ing mangsa ngarep?

Oke, supaya teknologi panyimpenan bakal nambah akeh sajrone sawetara dekade sabanjure. Nanging sing kudu dipikirake yaiku, apa bedane sing ditindakake?

Rata-rata wong ora bakal nggunakake terabyte ruang panyimpenan sing saiki kasedhiya ing model komputer desktop paling anyar. Lan ing rong nganti patang taun liyane, smartphone sabanjure bakal duwe ruang panyimpenan sing cukup kanggo ngempalaken gambar lan video setaun tanpa kudu ngresiki piranti. Mesthi, ana minoritas wong ing kana sing seneng nglumpukake data sing akeh banget ing komputer, nanging kanggo liyane, ana sawetara tren sing nyuda kabutuhan papan panyimpenan disk sing diduweni pribadi.

Layanan streaming. Ing jaman biyen, koleksi musik kita melu nglumpukake rekaman, banjur kaset, banjur CD. Ing taun 90-an, lagu dadi digitalisasi dadi MP3 kanggo disimpen nganti ewonan (pisanan liwat torrents, banjur luwih akeh liwat toko digital kaya iTunes). Saiki, tinimbang kudu nyimpen lan ngatur koleksi musik ing komputer omah utawa telpon, kita bisa streaming lagu tanpa wates lan ngrungokake ing ngendi wae liwat layanan kaya Spotify lan Apple Music.

Perkembangan iki pisanan nyuda ruang musik fisik ing omah, banjur ruang digital ing komputer sampeyan. Saiki kabeh bisa diganti karo layanan eksternal sing nyedhiyakake akses sing murah lan trep, ing ngendi wae / kapan wae menyang kabeh musik sing dikarepake. Mesthine, akeh sing maca iki mbokmenawa isih duwe sawetara CD sing ana, umume isih duwe koleksi MP3 sing solid ing komputer, nanging pangguna komputer generasi sabanjure ora bakal mbuwang wektu kanggo ngisi komputer kanthi musik sing bisa ditindakake. akses online kanthi bebas.

Temenan, nyalin kabeh sing dakkandhakake babagan musik lan aplikasi menyang film lan televisi (halo, Netflix!) Lan tabungan panyimpenan pribadi terus saya tambah.

media sosial. Kanthi musik, film, lan acara TV sing nyepetake komputer pribadi kita, konten digital paling gedhe sabanjure yaiku gambar lan video pribadi. Maneh, kita biyen nggawe gambar lan video kanthi fisik, pungkasane ngumpulake bledug ing loteng kita. Banjur gambar lan video kita dadi digital, mung kanggo ngumpulake bledug ing ngisor komputer kita. Lan masalah iki: Kita arang banget ndeleng gambar lan video sing dijupuk.

Nanging sawise kedadeyan media sosial, situs kaya Flickr lan Facebook menehi kita kemampuan kanggo nuduhake gambar tanpa wates karo jaringan wong sing kita peduli, nalika uga nyimpen gambar kasebut (gratis) ing sistem folder utawa timeline sing ngatur dhewe. Nalika unsur sosial iki, ditambah karo miniatur, kamera telpon dhuwur-dhuwur, nemen nambah jumlah gambar lan video diprodhuksi dening wong rata-rata, iku uga suda pakulinan kita nyimpen foto ing komputer pribadi kita, nyemangati kita kanggo nyimpen online, pribadi. utawa umum.

Layanan awan lan kolaborasi. Diwenehi rong poin pungkasan, mung dokumen teks sing asor (lan sawetara jinis data khusus liyane) sing isih ana. Dokumen kasebut, dibandhingake karo multimedia sing lagi wae kita rembugan, biasane cilik banget nganti nyimpen ing komputer ora bakal dadi masalah.

Nanging, ing jagad seluler sing saya tambah akeh, ana panjaluk kanggo ngakses dokumen nalika lelungan. Lan ing kene maneh, kemajuan sing padha karo sing dibahas karo musik kedadeyan ing kene - ing ngendi pisanan kita ngirim dokumen nggunakake floppy disk, CD, lan USB, saiki nggunakake luwih trep lan berorientasi konsumen. maya panyimpenan layanan, kayata Google Drive lan Dropbox, sing nyimpen dokumen ing pusat data eksternal supaya bisa diakses kanthi online kanthi aman. Layanan kaya iki ngidini kita ngakses lan nuduhake dokumen ing ngendi wae, kapan wae, ing piranti utawa sistem operasi apa wae.

Supaya adil, nggunakake layanan streaming, media sosial, lan layanan maya ora ateges kita bakal mindhah kabeh menyang méga-sawetara prekara sing luwih disenengi kanggo tetep pribadi lan aman-nanging layanan kasebut wis dipotong, lan bakal terus dipotong, jumlah total papan panyimpenan data fisik kita kudu duwe taun liwat taun.

Apa exponentially liyane panyimpenan prakara

Nalika individu rata-rata bisa ndeleng kurang perlu kanggo panyimpenan digital liyane, ana pasukan gedhe ing muter sing nyopir Hukum Kryder maju.

Kaping pisanan, amarga dhaptar pelanggaran keamanan sing meh saben taun ing macem-macem perusahaan layanan teknologi lan finansial — saben-saben mbebayani informasi digital mayuta-yuta individu — kuwatir babagan privasi data saya tambah akeh ing masarakat. Gumantung saka kabutuhan individu, iki bisa nyebabake panjaluk umum kanggo pilihan panyimpenan data sing luwih gedhe lan luwih murah kanggo panggunaan pribadi supaya ora gumantung saka awan. Individu sing bakal teka bisa uga nyiyapake server panyimpenan data pribadi ing omah kanggo nyambung menyang njaba tinimbang gumantung ing server sing diduweni dening perusahaan teknologi gedhe.

Wawasan liyane yaiku watesan panyimpenan data saiki ngalangi kemajuan ing sawetara sektor saka biotek nganti intelijen buatan. Sektor sing gumantung marang akumulasi lan pangolahan data gedhe kudu nyimpen data sing luwih gedhe kanggo nggawe inovasi produk lan layanan anyar.

Sabanjure, ing pungkasan taun 2020-an, Internet of Things (IoT), kendharaan otonom, robot, realitas ditambah, lan 'teknologi pinggiran' generasi sabanjure bakal nyurung investasi menyang teknologi panyimpenan. Iki amarga supaya teknologi kasebut bisa digunakake, dheweke kudu duwe daya komputasi lan kapasitas panyimpenan kanggo ngerti lingkungane lan nanggepi ing wektu nyata tanpa katergantungan terus-terusan ing awan. We njelajah konsep iki luwih ing bab lima saka seri iki.

Pungkasan, ing Internet iku (dijelasake kanthi lengkap ing kita Masa depan Internet seri) bakal ngasilake milyaran nganti triliun sensor sing nglacak gerakan utawa status saka milyar nganti triliun. Jumlah data sing akeh banget sing bakal diasilake dening sensor iki bakal mbutuhake kapasitas panyimpenan sing efektif sadurunge bisa diproses kanthi efektif dening superkomputer sing bakal kita bahas ing pungkasan seri iki.

Kabeh-kabeh, nalika wong rata-rata bakal saya nyuda kabutuhan pribadi, hardware panyimpenan digital, kabeh wong ing planet iki isih bakal entuk manfaat kanthi ora langsung saka kapasitas panyimpenan tanpa wates sing bakal ditawakake teknologi panyimpenan digital ing mangsa ngarep. Mesthine, kaya sing dicritakake sadurunge, masa depan panyimpenan ana ing méga, nanging sadurunge kita bisa nyilem menyang topik kasebut, luwih dhisik kita kudu ngerti revolusi gratis sing kedadeyan ing sisih pangolahan (microchip) bisnis komputer - topik bab sabanjure.