Quantumrun

КРЕДИТ НА СЛИКА: Quantumrun

Револуција за дигитално складирање: Иднината на компјутерите P3

Дејвид Тал, издавач, футурист
@DavidTalWrites
Скопје

Вто, 09 - 15:2020 часот

Повеќето од вас што го читаат ова веројатно се сеќаваат на скромната флопи диск и има солидни 1.44 MB простор на дискот. Некои од вас веројатно беа љубоморни на тој еден пријател кога го избриша првиот УСБ-диск, со неговите чудовишни 8 MB простор, за време на училишен проект. Во денешно време, магијата ја нема, а ние станавме уморни. Еден терабајт меморија е стандарден во повеќето десктоп компјутери во 2018 година - а Kingston дури сега продава USB-дискови од еден терабајт.

Нашата опсесија со складирање расте од година во година додека трошиме и создаваме сè повеќе дигитални содржини, без разлика дали се работи за училишен извештај, фотографија од патување, микс од вашиот бенд или видео од GoPro на кое скијате надолу со Вистлер. Другите трендови, како што е појавниот Интернет на нештата, само ќе ја забрзаат планината на податоци што ги произведува светот, додавајќи дополнително ракетно гориво на побарувачката за дигитално складирање

Ова е причината зошто за правилно да разговараме за складирање податоци, неодамна решивме да го уредиме ова поглавје со тоа што ќе го поделиме на два дела. Оваа половина ќе ги опфати технолошките иновации во складирањето податоци и нивното влијание врз просечните дигитални потрошувачи. Во меѓувреме, следното поглавје ќе ја покрие претстојната револуција во облакот.

Иновации за складирање на податоци во нафтоводот

(TL;DR - Следниот дел ја прикажува новата технологија која ќе овозможи складирање на поголеми количини на податоци на уште помали и поефикасни дискови за складирање. Ако не ви е грижа за технологијата, туку сакате да читате за пошироката трендови и влијанија околу складирањето податоци, тогаш препорачуваме да прескокнете на следниот поднаслов.)

Многумина од вас веќе слушнале за Муровиот закон (набљудувањето дека бројот на транзистори во густо интегрирано коло се удвојува на секои две години), но на страната на складирањето на компјутерскиот бизнис, го имаме Крајдеровиот закон - во основа, нашата способност да стискаме Сè повеќе делови во смалувањето на хард дисковите исто така се удвојуваат приближно на секои 18 месеци. Тоа значи дека лицето кое потрошило 1,500 долари за 5 MB пред 35 години, сега може да потроши 600 долари за диск од 6 ТБ.

Ова е неверојатен напредок и не запира наскоро.

Следната листа е краток увид во скоро и долгорочните иновации што производителите на дигитални складишта ќе ги користат за да го задоволат нашето општество кое е гладно за складирање.

Подобри хард дискови. До почетокот на 2020-тите, производителите ќе продолжат со изградбата на традиционалните хард дискови (HDD), спакувајќи поголем капацитет на меморија додека повеќе не можеме да правиме погусти хард дискови. Техниките измислени да ја водат оваа последна деценија на технологијата на HDD вклучуваат Шингл магнетно снимање (SMR), проследено со Дводимензионално магнетно снимање (TDMR), и потенцијално Магнетно снимање со помош на топлина (ХАМР).

Цврсти државни хард дискови. Замената на традиционалниот хард диск забележан погоре е цврстиот хард диск (SATA SSD). За разлика од хард дисковите, SSD дисковите немаат никакви дискови што се вртат - всушност, тие воопшто немаат подвижни делови. Ова им овозможува на SSD-уредите да работат многу побрзо, со помали димензии и со поголема издржливост од нивниот претходник. SSD дисковите се веќе стандард на денешните лаптопи и постепено стануваат стандарден хардвер кај повеќето нови десктоп модели. И иако првично беа далеку поскапи од HDD-овите, нивните цената паѓа побрзо од HDD-овите, што значи дека нивната продажба би можела целосно да ги надмине HDD-овите до средината на 2020-тите.

Следната генерација SSD-дискови исто така постепено се воведуваат, при што производителите преминуваат од SATA SSD на PCIe SSD-дискови кои имаат најмалку шест пати поголема пропусност од SATA-дискови и се зголемуваат.

Флеш меморијата станува 3D. Но, ако брзината е целта, ништо не е подобро да складирате сè во меморијата.

HDD и SSD дискови може да се споредат со вашата долгорочна меморија, додека блицот е повеќе сличен на вашата краткорочна меморија. И исто како и вашиот мозок, на компјутерот традиционално му требаат двата вида складирање за да функционира. Обично се нарекува меморија за случаен пристап (RAM), традиционалните персонални компјутери имаат тенденција да доаѓаат со две стапчиња RAM од 4 до 8 GB секоја од нив. Во меѓувреме, најтешките играчи како Samsung сега продаваат 2.5D мемориски картички кои имаат по 128 GB секоја - неверојатно за хардкор гејмерите, но попрактични за суперкомпјутерите од следната генерација.

Предизвикот со овие мемориски картички е што тие се соочуваат со истите физички ограничувања со кои се соочуваат хард дисковите. Што е уште полошо, што поситните транзистори стануваат внатре во RAM меморијата, толку полошо функционираат со текот на времето - транзисторите стануваат потешко да се избришат и прецизно да пишуваат, на крајот удирајќи во ѕидот на перформансите што принудува нивна замена со свежи стапчиња за RAM меморија. Во светло на ова, компаниите почнуваат да ја градат следната генерација на мемориски картички:

3D NAND. Компаниите како Intel, Samsung, Micron, Hynix и Taiwan Semiconductor се залагаат за широко усвојување на 3D NAND, кој ги става транзисторите во три димензии во чип.
Отпорна меморија за случаен пристап (RAM меморија). Оваа технологија користи отпор наместо електричен полнеж за складирање на битови (0 и 1 секунди) од меморијата.
3D чипови. Ова ќе биде дискутирано подетално во следното поглавје од серијата, но накратко, 3D чипови имаат за цел да ги комбинираат пресметките и складирањето податоци во вертикално наредени слоеви, а со тоа да ја подобрат брзината на обработка и да ја намали потрошувачката на енергија.
Меморија за промена на фаза (PCM). на технологија зад PCM во основа го загрева и лади халкогенидното стакло, префрлајќи го помеѓу кристализирано во некристализирано, секоја со нивните уникатни електрични отпори што ги претставуваат бинарните 0 и 1. Откако ќе се усоврши, оваа технологија ќе трае многу подолго од сегашните варијанти на RAM меморија и е неиспарлива, што значи може да чува податоци дури и кога напојувањето е исклучено (за разлика од традиционалната RAM меморија).
Меморија за случаен пристап на вртежен момент на центрифугирање (STT-RAM). Моќен Франкенштајн кој го комбинира капацитетот на DRAM со брзина на SRAM, заедно со подобрена нестабилност и речиси неограничена издржливост.
3D XPoint. Со оваа технологија, наместо да се потпираме на транзистори за складирање на информации, 3D Xpoint користи микроскопска мрежа од жици, координирани од „селектор“ кои се наредени еден врз друг. Откако ќе се усоврши, ова може да направи револуција во индустријата бидејќи 3D Xpoint е неиспарлив, ќе работи илјадници пати побрзо од NAND блицот и 10 пати погуст од DRAM.

Со други зборови, запомнете кога рековме „HDD и SSD може да се споредат со вашата долгорочна меморија, додека блицот е повеќе сличен на вашата краткорочна меморија“? Па, 3D Xpoint ќе се справи со двете и ќе го направи тоа подобро од било кое од било кое одделно.

Без оглед на тоа која опција ќе победи, сите овие нови форми на флеш меморија ќе понудат поголем капацитет на меморија, брзина, издржливост и енергетска ефикасност.

Иновации за долгорочно складирање. Во меѓувреме, за оние случаи на употреба каде брзината е помалку важна од зачувувањето на големи количини на податоци, во моментов се работат нови и теоретски технологии:

Погони за лента. Измислен пред повеќе од 60 години, првично користевме касети за архивирање даночни и здравствени документи. Денес, оваа технологија се усовршува во близина на својот теоретски врв со IBM поставува рекорд со архивирање на 330 терабајти некомпресирани податоци (~ 330 милиони книги) во кертриџ со лента со големина колку вашата рака.
Складирање на ДНК. Истражувачите од Универзитетот во Вашингтон и Microsoft Research разви систем за кодирање, складирање и враќање на дигитални податоци со помош на молекули на ДНК. Откако ќе се усоврши, овој систем може еден ден да архивира информации милиони пати покомпактно од сегашните технологии за складирање податоци.
Килобајти атомска меморија што може да се препишува. Со манипулирање со поединечни атоми на хлор на рамен лист од бакар, напишаа научниците порака од 1 килобајт со 500 терабити по квадратен инч - приближно 100 пати повеќе информации по квадратен инч од најефикасниот хард диск на пазарот.
5D складирање податоци. Овој специјален систем за складирање, предводен од Универзитетот во Саутемптон, има капацитет за податоци од 360 TB/диск, термичка стабилност до 1,000°C и речиси неограничен животен век на собна температура (13.8 милијарди години на 190°C). Со други зборови, 5D складирањето на податоци би било идеално за архивска употреба во музеи и библиотеки.

Инфраструктура за складирање дефинирана со софтвер (SDS). Не само хардверот за складирање гледа иновации, туку и софтверот што го работи исто така доживува возбудлив развој. СДС се користи најчесто во компјутерски мрежи на големи компании или услуги за складирање облак каде податоците се складираат централно и се пристапува преку поединечни, поврзани уреди. Во основа ја зема вкупната количина на капацитет за складирање податоци во мрежата и ја дели меѓу различните услуги и уреди што работат на мрежата. Подобрите SDS системи постојано се кодираат за поефикасно користење на постоечкиот (наместо нов) хардвер за складирање.

Дали воопшто ќе ни треба складирање во иднина?

Во ред, така што технологијата за складирање ќе се подобри многу во текот на следните неколку децении. Но, она што треба да го разгледаме е, каква разлика прави тоа сепак?

Просечниот човек никогаш нема да го искористи терабајтот простор за складирање што сега е достапен во најновите модели на десктоп компјутери. И за уште две до четири години, вашиот следен паметен телефон ќе има доволно простор за складирање за да собере слики и видеа вредни една година без да мора да го чистите вашиот уред пролетно. Секако, има мал број луѓе таму кои сакаат да собираат огромни количини на податоци на нивните компјутери, но за нас останатите, постојат голем број трендови кои ја намалуваат нашата потреба за прекумерен, приватен простор за складирање на дискот.

Стриминг услуги. Некогаш нашите музички колекции вклучуваа собирање плочи, па касети, па ЦД-а. Во 90-тите, песните станаа дигитализирани во MP3 за да ги собираат илјадници (прво преку торенти, а потоа се повеќе и повеќе преку дигитални продавници како iTunes). Сега, наместо да складираме и организираме музичка колекција на вашиот домашен компјутер или телефон, можеме да пренесуваме бесконечен број песни и да ги слушаме насекаде преку услуги како Spotify и Apple Music.

Оваа прогресија прво го намали физичкиот простор што музиката го зафаќа дома, а потоа дигиталниот простор на вашиот компјутер. Сега сето тоа може да се замени со надворешна услуга која ви овозможува евтин и удобен, каде било/во секое време пристап до целата музика што би можеле да ја сакате. Се разбира, повеќето од вас што го читаат ова веројатно сè уште имаат неколку ЦД-а наоколу, повеќето сè уште ќе имаат солидна колекција на MP3 на нивниот компјутер, но следната генерација на компјутерски корисници нема да го трошат своето време полнејќи ги своите компјутери со музика што можат. слободен пристап онлајн.

Очигледно, копирајте сè што штотуку кажав за музиката и применете го на филмот и телевизијата (здраво, Нетфликс!) и заштедата на личниот простор постојано расте.

социјалните медиуми. Бидејќи музиката, филмовите и ТВ емисиите сè помалку ги затнуваат нашите персонални компјутери, следната најголема форма на дигитална содржина се личните слики и видеа. Повторно, физички правевме слики и видеа, на крајот да собираме прашина на нашите тавани. Потоа нашите слики и видеа станаа дигитални, само за повторно собирање прашина во долниот дел на нашите компјутери. И тоа е проблемот: ретко ги гледаме повеќето од сликите и видеата што ги правиме.

Но, откако се случија социјалните мрежи, сајтовите како Flickr и Facebook ни дадоа можност да споделиме бесконечен број слики со мрежа на луѓе за кои се грижиме, а исто така да ги складираме тие слики (бесплатно) во самоорганизиран систем на папки или временска линија. Иако овој социјален елемент, заедно со минијатурни, врвни телефонски камери, значително го зголеми бројот на слики и видеа произведени од просечен човек, тој исто така ја намали нашата навика да складираме фотографии на нашите приватни компјутери, охрабрувајќи нè да ги складираме онлајн, приватно. или јавно.

Облак и услуги за соработка. Со оглед на последните две точки, останува само скромниот текстуален документ (и неколку други ниши типови на податоци). Овие документи, во споредба со мултимедијата за кои штотуку разговаравме, обично се толку мали што нивното складирање на вашиот компјутер никогаш нема да биде проблем.

Сепак, во нашиот сè поподвижен свет, има зголемена побарувачка за пристап до документи во движење. И тука повторно, истата прогресија за која разговаравме со музиката се случува овде - каде прво транспортиравме документи користејќи флопи дискови, ЦД-а и USB-а, сега користиме поудобно и ориентирани кон потрошувачите облак складирање услуги, како Google Drive и Dropbox, кои ги складираат нашите документи во надворешен центар за податоци за безбедно да пристапиме на интернет. Услугите како овие ни овозможуваат пристап и споделување на нашите документи каде било, во секое време, на кој било уред или оперативен систем.

Да бидеме фер, користењето на услугите за стриминг, социјалните медиуми и услугите во облак не мора да значи дека ќе префрлиме сè на облакот - некои работи што претпочитаме да ги држиме премногу приватни и безбедни - но овие услуги се намалија и ќе продолжат да се намалуваат. вкупниот износ на физички простор за складирање податоци што треба да го поседуваме од година во година.

Зошто е важно експоненцијално повеќе складирање

Додека просечниот поединец може да види помала потреба за повеќе дигитално складирање, постојат големи сили кои го водат законот на Крајдер напред.

Најпрво, поради скоро годишниот список на безбедносни прекршувања во низа компании за технолошки и финансиски услуги - секоја од нив ги загрозува дигиталните информации на милиони поединци - загриженоста за приватноста на податоците со право расте кај јавноста. Во зависност од индивидуалните потреби, ова може да ја поттикне јавната побарувачка за поголеми и поевтини опции за складирање податоци за лична употреба за да се избегне во зависност од облакот. Идните поединци може дури и да постават приватни сервери за складирање податоци во нивните домови за да се поврзат надворешно наместо да зависат од серверите во сопственост на големите технолошки компании.

Друго внимание е дека ограничувањата за складирање податоци моментално го блокираат напредокот во голем број сектори од биотехнологија до вештачка интелигенција. Секторите кои зависат од акумулацијата и обработката на големи податоци треба да складираат уште поголеми количини на податоци за да иновираат нови производи и услуги.

Следно, до крајот на 2020-тите, Интернетот на нештата (IoT), автономните возила, роботите, проширената реалност и другите такви „најнови технологии“ од следната генерација ќе поттикнат инвестиции во технологија за складирање. Тоа е затоа што за да функционираат овие технологии, ќе треба да имаат компјутерска моќ и капацитет за складирање за да ја разберат нивната околина и да реагираат во реално време без постојана зависност од облакот. Овој концепт го истражуваме понатаму петто поглавје од оваа серија.

Конечно, Интернет на нештата (целосно објаснето во нашата Иднината на Интернетот серија) ќе резултира со милијарди до трилиони сензори кои ќе го следат движењето или статусот на милијарди до трилиони работи. Огромното количество податоци што овие безброј сензори ќе ги произведат ќе бараат ефективен капацитет за складирање пред да можат ефективно да бидат обработени од суперкомпјутерите што ќе ги покриеме при крајот на оваа серија.

Сè на сè, додека просечниот човек сè повеќе ќе ја намалува потребата за лична сопственост, дигитален хардвер за складирање, секој на планетата сепак ќе има индиректна корист од бесконечниот капацитет за складирање што ќе го понудат идните технологии за дигитално складирање. Се разбира, како што беше навестено претходно, иднината на складирањето лежи во облакот, но пред да можеме да нурнеме длабоко во таа тема, прво треба да ги разбереме комплементарните револуции што се случуваат на страната на обработката (микрочипот) на компјутерскиот бизнис - тема на следното поглавје.