Quantumrun

KREDITU TAL-IMMAĠNI: Quantumrun

Ir-rivoluzzjoni tal-ħażna diġitali: Futur tal-Kompjuters P3

David Tal, Pubblikatur, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

It-Tlieta, 09/15/2020 - 15:43

Ħafna minnkom taqra dan probabbilment tiftakar il-floppy disk umli u huwa solidu 1.44 MB ta 'spazju fuq disk. Xi wħud minnkom probabbilment kienu jealous ta 'dak il-ħabib wieħed meta bit-tarjola barra l-ewwel USB thumb drive, bil-mostruż tiegħu 8MB ta' spazju, waqt proġett skolastiku. Illum il-ġurnata, il-maġija hija marret, u konna sirna imżejjed. Terabyte wieħed tal-memorja jiġi standard fil-biċċa l-kbira tad-desktops tal-2018—u Kingston saħansitra tbigħ USB drives terabyte wieħed issa.

L-ossessjoni tagħna għall-ħażna tikber minn sena għal oħra hekk kif nikkunsmaw u noħolqu dejjem aktar kontenut diġitali, kemm jekk huwa rapport tal-iskola, ritratt tal-ivvjaġġar, mixtape tal-band tiegħek, jew vidjo GoPro ta’ inti tiskijjar minn Whistler. Xejriet oħra bħall-Internet tal-Oġġetti emerġenti se jaċċelleraw biss il-muntanja ta’ dejta li tipproduċi d-dinja, u jżidu aktar fjuwil rokit mad-domanda għall-ħażna diġitali.

Dan huwa għaliex biex niddiskutu l-ħażna tad-dejta kif suppost, reċentement iddeċidejna li neditjaw dan il-kapitolu billi naqsmuh fi tnejn. Din in-nofs se tkopri l-innovazzjonijiet teknoloġiċi fil-ħażna tad-dejta u l-impatt tagħha fuq il-konsumaturi diġitali medji. Sadanittant, il-kapitolu li jmiss se jkopri r-rivoluzzjoni li ġejja fis-sħaba.

Innovazzjonijiet fil-ħażna tad-dejta fil-pipeline

(TL;DR - Is-sezzjoni li ġejja tiddeskrivi t-teknoloġija l-ġdida li se tippermetti li kwantitajiet dejjem akbar ta' data jiġu maħżuna fuq drives tal-ħażna dejjem iżgħar u aktar effiċjenti. Jekk ma jimpurtakx it-teknoloġija, iżda minflok trid taqra dwar l-usa' xejriet u impatti madwar il-ħażna tad-dejta, allura nirrakkomandaw li taqbeż għas-subintestatura li jmiss.)

Ħafna minnkom diġà smajtu bil-Liġi ta’ Moore (l-osservazzjoni li n-numru ta’ transistors f’ċirkwit integrat dens jirdoppja bejn wieħed u ieħor kull sentejn), iżda min-naħa tal-ħażna tan-negozju tal-kompjuter, għandna l-Liġi ta’ Kryder — bażikament, il-ħila tagħna li ngħasru dejjem aktar bits fis-hard drives li qed jiċkienu qed jirdoppja wkoll bejn wieħed u ieħor kull 18-il xahar. Dan ifisser li l-persuna li nefqet $1,500 għal 5MB 35 sena ilu issa tista 'tonfoq $600 għal drive ta' 6TB.

Dan huwa progress meraviljuż, u mhux se jieqaf dalwaqt.

Il-lista li ġejja hija ħarsa qasira lejn l-innovazzjonijiet qrib u fit-tul li l-manifatturi tal-ħażna diġitali se jużaw biex jissodisfaw is-soċjetà tagħna bil-ġuħ għall-ħażna.

Aħjar hard disk drives. Sal-bidu tas-snin 2020, il-manifatturi se jkomplu jibnu hard disks tradizzjonali (HDD), jippakkjaw aktar kapaċità ta 'memorja sakemm ma nkunux nistgħu nibnu aktar hard disks aktar densi. It-tekniki ivvintati biex imexxu dan l-aħħar għaxar snin ta 'teknoloġija HDD jinkludu Reġistrazzjoni manjetika Shingled (SMR), segwit minn Reġistrazzjoni manjetika b'żewġ dimensjonijiet (TDMR), u potenzjalment Reġistrazzjoni Manjetika Megħjuna bis-Sħana (HAMR).

Hard drives ta' stat solidu. Is-sostituzzjoni tal-hard disk drive tradizzjonali nnutat hawn fuq hija l-hard drive tal-istat solidu (SATA SSD). B'differenza mill-HDDs, l-SSDs m'għandhom l-ebda diski li jdawru—fil-fatt, m'għandhom l-ebda partijiet li jiċċaqilqu. Dan jippermetti li l-SSDs joperaw ferm aktar malajr, f'daqsijiet iżgħar, u b'aktar durabilità mill-predeċessur tagħhom. L-SSDs diġà huma standard fuq il-laptops tal-lum u gradwalment qed isiru ħardwer standard fuq il-biċċa l-kbira tal-mudelli tad-desktop ġodda. U filwaqt li oriġinarjament ħafna aktar għaljin minn HDDs, tagħhom il-prezz qed jonqos aktar malajr mill-HDDs, li jfisser li l-bejgħ tagħhom jista 'jaqbeż l-HDDs għal kollox sa nofs l-2020s.

SSDs tal-ġenerazzjoni li jmiss qed jiġu introdotti gradwalment ukoll, bil-manifatturi li jgħaddu minn SSDs SATA għal SSDs PCIe li għandhom mill-inqas sitt darbiet il-bandwidth ta 'drives SATA u qed jikbru.

Il-memorja flash tmur 3D. Imma jekk il-veloċità hija l-għan, xejn ma jaħżen kollox fil-memorja.

L-HDDs u l-SSDs jistgħu jitqabblu mal-memorja fit-tul tiegħek, filwaqt li l-flash hija aktar simili mal-memorja għal żmien qasir tiegħek. U bħal moħħok, kompjuter tradizzjonalment jeħtieġ iż-żewġ tipi ta 'ħażna biex jiffunzjona. Komunement imsejħa memorja ta 'aċċess każwali (RAM), il-kompjuters personali tradizzjonali għandhom it-tendenza li jiġu b'żewġ stikek ta' RAM f'4 sa 8GB kull wieħed. Sadanittant, l-itqal hitters bħal Samsung issa qed ibigħu karti tal-memorja 2.5D li jżommu 128GB kull wieħed—għaġeb għal gamers iebsa, iżda aktar prattiku għas-superkompjuters tal-ġenerazzjoni li jmiss.

L-isfida b'dawn il-karti tal-memorja hija li qed jiffaċċjaw l-istess restrizzjonijiet fiżiċi li qed jiffaċċjaw il-hard disks. Agħar minn hekk, it-transistors iżgħar isiru ġewwa r-RAM, aktar ma jagħmlux prestazzjoni agħar maż-żmien—it-transistors isiru aktar diffiċli biex iħassru u jiktbu b'mod preċiż, eventwalment jolqtu ħajt tal-prestazzjoni li jġiegħel is-sostituzzjoni tagħhom bi stikek RAM friski. Fid-dawl ta 'dan, il-kumpaniji qed jibdew jibnu l-ġenerazzjoni li jmiss ta' karti tal-memorja:

3D NAND. Kumpaniji bħal Intel, Samsung, Micron, Hynix, u Taiwan Semiconductor qed jimbuttaw għall-adozzjoni fuq skala wiesgħa ta' 3D NAND, li stacks transisters fi tliet dimensjonijiet ġewwa ċippa.
Memorja Reżistiva Aċċess Każwali (ram). Din it-teknoloġija tuża reżistenza minflok ċarġ elettriku biex taħżen bits (0s u 1s) tal-memorja.
Ċipep 3D. Dan se jiġi diskuss f'aktar dettall fil-kapitolu tas-serje li jmiss, iżda fil-qosor, Ċipep 3D jimmiraw li jgħaqqdu l-kompjuters u l-ħażna tad-dejta f'saffi f'munzelli vertikali, biex b'hekk ittejjeb il-veloċitajiet tal-ipproċessar u tnaqqas il-konsum tal-enerġija.
Memorja tal-Bidla tal-Fażi (PCM). il teknoloġija wara PCMs bażikament issaħħan u tkessaħ il-ħġieġ tal-kalkoġenidu, u ċċaqlaqha bejn stati kristallizzati għal stati mhux kristallizzati, kull wieħed bir-reżistenzi elettriċi uniċi tagħhom li jirrappreżentaw il-binarju 0 u 1. Ladarba pperfezzjonat, din it-teknoloġija se ddum ferm itwal mill-varjanti RAM attwali u mhix volatili, jiġifieri jista 'jżomm id-data anki meta l-enerġija mitfija (b'differenza RAM tradizzjonali).
Spin-Transfer Torque Memorja ta' Aċċess Każwali (STT-RAM). Frankenstein qawwi li jgħaqqad il-kapaċità ta DRAM bil-veloċità ta SRAM, flimkien ma 'nonvolatilità mtejba u reżistenza kważi illimitata.
3D XPoint. B'din it-teknoloġija, minflok tiddependi fuq transistors biex taħżen l-informazzjoni, 3D Xpoint juża xibka mikroskopika ta 'wajers, ikkoordinati minn "selettur" li huma f'munzelli fuq xulxin. Ladarba pperfezzjonat, dan jista 'jirrivoluzzjona l-industrija peress li 3D Xpoint mhuwiex volatili, se jopera eluf ta' darbiet aktar malajr minn NAND flash, u 10 darbiet aktar dens minn DRAM.

Fi kliem ieħor, ftakar meta għidna "l-HDDs u l-SSDs jistgħu jitqabblu mal-memorja fit-tul tiegħek, filwaqt li l-flash hija aktar simili għall-memorja għal żmien qasir tiegħek"? Ukoll, 3D Xpoint se jimmaniġġja t-tnejn u jagħmel dan aħjar minn kull wieħed minn kull wieħed separatament.

Irrispettivament minn liema għażla tirbaħ, dawn il-forom ġodda kollha ta 'memorja flash se joffru aktar kapaċità ta' memorja, veloċità, reżistenza u effiċjenza fl-enerġija.

Innovazzjonijiet tal-ħażna fit-tul. Sadanittant, għal dawk il-każijiet ta’ użu fejn il-veloċità hija inqas importanti mill-preservazzjoni ta’ ammonti kbar ta’ dejta, bħalissa qed isiru teknoloġiji ġodda u teoretiċi:

Tape drives. Ivvintat aktar minn 60 sena ilu, oriġinarjament użajna t-tape drives biex narkivjaw it-taxxa u d-dokumenti tal-kura tas-saħħa. Illum, din it-teknoloġija qed tiġi pperfezzjonata qrib il-quċċata teoretika tagħha IBM jistabbilixxi rekord billi jiġu arkivjati 330 terabytes ta' data mhux kompressata (~ 330 miljun ktieb) fi skartoċċ tape madwar id-daqs ta' idejk.
Ħażna tad-DNA. Riċerkaturi mill-Università ta’ Washington u Microsoft Research żviluppat sistema biex tikkodifika, taħżen u tirkupra data diġitali billi tuża molekuli tad-DNA. Ladarba tkun pperfezzjonata, din is-sistema tista' xi darba tarkivja l-informazzjoni miljuni ta' drabi b'mod aktar kompatt mit-teknoloġiji attwali tal-ħażna tad-data.
Memorja atomika kilobyte rewritable. Billi timmanipula atomi individwali tal-klorin fuq folja ċatta tar-ram, kitbu x-xjentisti messaġġ ta’ kilobyte b’1 terabit kull pulzier kwadru—madwar 500 darba aktar informazzjoni għal kull pulzier kwadru mill-aktar hard drive effiċjenti fis-suq.
Ħażna tad-dejta 5D. Din is-sistema ta 'ħażna speċjali, immexxija mill-Università ta' Southampton, għandha kapaċità ta 'dejta ta' 360 TB/diska, stabbiltà termali sa 1,000 ° C u ħajja kważi illimitata f'temperatura tal-kamra (13.8 biljun sena f'190 ° C). Fi kliem ieħor, il-ħażna tad-dejta 5D tkun ideali għal użi arkivjali f'mużewijiet u libreriji.

Infrastruttura tal-Ħażna Definita mis-Softwer (SDS). Mhux biss il-ħardwer tal-ħażna li qed jara l-innovazzjoni, iżda s-softwer li jmexxih għaddej ukoll minn żvilupp eċċitanti. SDS tintuża l-aktar f’netwerks tal-kompjuter ta’ kumpanija kbira jew servizzi ta’ ħażna ta’ sħab fejn id-dejta tinħażen ċentralment u tiġi aċċessata permezz ta’ apparati individwali konnessi. Bażikament jieħu l-ammont totali tal-kapaċità tal-ħażna tad-dejta f'netwerk u jifred fost id-diversi servizzi u apparati li jaħdmu fuq in-netwerk. Sistemi SDS aħjar qed jiġu kkodifikati l-ħin kollu biex jużaw b'mod aktar effiċjenti hardware tal-ħażna eżistenti (minflok ġdid).

Se jkollna bżonn anke ħażna fil-futur?

Tajjeb, allura t-teknoloġija tal-ħażna se ttejjeb ħafna matul l-għexieren ta’ snin li ġejjin. Imma l-ħaġa li rridu nikkunsidraw hija, liema differenza tagħmel xorta waħda?

Il-persuna medja qatt ma se tuża t-terabyte ta 'spazju għall-ħażna issa disponibbli fl-aħħar mudelli ta' kompjuters desktop. U f'sentejn jew erba' snin oħra, l-ismartphone li jmiss tiegħek ikollu biżżejjed spazju għall-ħażna biex iżżid sena ta' stampi u vidjows mingħajr ma jkollok għalfejn inaddfu t-tagħmir tiegħek. Żgur, hemm minoranza ta 'nies hemmhekk li jixtiequ horde ammonti massivi ta' dejta fuq il-kompjuters tagħhom, iżda għall-bqija minna, hemm numru ta 'tendenzi li jnaqqsu l-ħtieġa tagħna għal spazju eċċessiv ta' ħażna fuq disk ta 'proprjetà privata.

Servizzi ta 'streaming. Darba, il-kollezzjonijiet tal-mużika tagħna kienu jinvolvu ġbir ta’ diski, imbagħad cassettes, imbagħad CDs. Fis-snin 90, il-kanzunetti saru diġitalizzati f'MP3s biex jinġabru b'eluf (l-ewwel permezz ta' torrents, imbagħad aktar u aktar permezz ta' ħwienet diġitali bħall-iTunes). Issa, minflok ma jkollna biex taħżen u torganizza kollezzjoni tal-mużika fuq il-kompjuter tad-dar jew it-telefon tiegħek, nistgħu nistrimjaw numru infinit ta 'kanzunetti u nisimgħuhom kullimkien permezz ta' servizzi bħal Spotify u Apple Music.

Din il-progressjoni l-ewwel naqqset l-ispazju fiżiku tal-mużika li ħa d-dar, imbagħad l-ispazju diġitali fuq il-kompjuter tiegħek. Issa dan kollu jista 'jiġi sostitwit minn servizz estern li jipprovdilek aċċess irħis u konvenjenti, kullimkien/f'kull ħin għall-mużika kollha li tista' tixtieq. Naturalment, ħafna minnkom li taqraw dan probabbilment għad għandhom ftit CDs li jinsabu madwar, ħafna xorta se jkollhom kollezzjoni solida ta 'MP3s fuq il-kompjuter tagħhom, iżda l-ġenerazzjoni li jmiss ta' utenti tal-kompjuter mhux se jaħlu l-ħin tagħhom jimlew il-kompjuters tagħhom bil-mużika li jistgħu aċċess liberu online.

Ovvjament, ikkupja dak kollu li għadni kif għidt dwar il-mużika u applikah għall-films u t-televiżjoni (hello, Netflix!) u l-iffrankar tal-ħażna personali jkompli jikber.

midja soċjali. Bil-mużika, il-films, u l-ispettakli tat-TV qed jimblukkaw dejjem inqas il-kompjuters personali tagħna, l-akbar forma ta’ kontenut diġitali li jmiss huma stampi u vidjows personali. Għal darb'oħra, konna nipproduċu stampi u vidjows fiżikament, fl-aħħar mill-aħħar biex niġbru t-trab fl-attics tagħna. Imbagħad l-istampi u l-vidjows tagħna marru diġitali, biss biex jerġgħu jiġbru t-trab fil-qiegħ tal-kompjuters tagħna. U dik hija l-kwistjoni: Rari nħarsu lejn ħafna mill-istampi u l-vidjows li nieħdu.

Iżda wara li ġara l-midja soċjali, siti bħal Flickr u Facebook tawna l-abbiltà li naqsmu numru infinit ta 'stampi ma' netwerk ta 'nies li jimpurtahom minnhom, filwaqt li jaħżnu wkoll dawk l-istampi (b'xejn) f'sistema ta' folders jew timeline li jorganizzaw lilhom infushom. Filwaqt li dan l-element soċjali, flimkien ma 'kameras tat-telefon ta' daqs żgħir u għoli, żied ħafna in-numru ta 'stampi u vidjow prodotti mill-persuna medja, naqqas ukoll il-vizzju tagħna li naħżnu ritratti fuq il-kompjuters privati tagħna, u ħeġġiġna biex naħżnuhom online, privatament. jew pubblikament.

Cloud u servizzi ta’ kollaborazzjoni. Minħabba l-aħħar żewġ punti, għad fadal biss id-dokument tat-test umli (u ftit tipi oħra ta 'dejta niċċa). Dawn id-dokumenti, meta mqabbla mal-multimedja li għadna kif iddiskutejna, huma ġeneralment tant żgħar li l-ħażna tagħhom fuq il-kompjuter tiegħek qatt ma tkun problema.

Madankollu, fid-dinja dejjem aktar mobbli tagħna, hemm domanda dejjem tikber għall-aċċess tad-doks fuq il-go. U hawn għal darb'oħra, l-istess progressjoni li ddiskutejna mal-mużika qed isseħħ hawn—fejn l-ewwel ittrasportajna docs bl-użu ta' floppy disks, CDs, u USBs, issa nużaw aktar konvenjenti u orjentati lejn il-konsumatur. ħażna sħaba servizzi, bħal Google Drive u Dropbox, li jaħżnu d-dokumenti tagħna f’ċentru tad-dejta estern biex aħna naċċessaw b’mod sigur online. Servizzi bħal dawn jippermettulna naċċessaw u naqsmu d-dokumenti tagħna kullimkien, f'kull ħin, fuq kwalunkwe apparat jew sistema operattiva.

Biex inkunu ġusti, l-użu ta’ servizzi ta’ streaming, midja soċjali u servizzi tal-cloud mhux bilfors ifisser li se nċaqalqu kollox lejn il-cloud—xi affarijiet li nippreferu li nżommu wisq privati u sikuri—iżda dawn is-servizzi qatgħu, u se jkomplu jonqsu, l-ammont totali ta 'spazju fiżiku għall-ħażna tad-data li għandna bżonn li jkollna sena wara sena.

Għaliex b'mod esponenzjali aktar kwistjonijiet ta 'ħażna

Filwaqt li l-individwu medju jista 'jara inqas ħtieġa għal aktar ħażna diġitali, hemm forzi kbar fil-logħob li qed imexxu 'l quddiem il-Liġi ta' Kryder.

L-ewwel nett, minħabba l-lista kważi annwali ta’ ksur tas-sigurtà f’firxa ta’ kumpaniji tat-teknoloġija u tas-servizzi finanzjarji—kull wieħed jipperikola l-informazzjoni diġitali ta’ miljuni ta’ individwi — it-tħassib dwar il-privatezza tad-dejta qed jikber bi dritt fost il-pubbliku. Skont il-ħtiġijiet individwali, dan jista 'jwassal id-domanda pubblika għal għażliet ta' ħażna ta 'dejta akbar u orħos għall-użu personali biex jiġi evitat li jiddependi fuq is-sħab. Individwi futuri jistgħu saħansitra jistabbilixxu servers privati tal-ħażna tad-dejta ġewwa djarhom biex jikkonnettjaw magħhom esternament minflok jiddependu fuq servers li huma proprjetà tal-kumpaniji kbar tat-teknoloġija.

Kunsiderazzjoni oħra hija li l-limitazzjonijiet tal-ħażna tad-dejta bħalissa qed jimblukkaw il-progress f’numru ta’ setturi mill-bijoteknoloġija għall-intelliġenza artifiċjali. Is-setturi li jiddependu fuq l-akkumulazzjoni u l-ipproċessar tal-big data jeħtieġ li jaħżnu ammonti dejjem akbar ta’ data biex jinnovaw prodotti u servizzi ġodda.

Sussegwentement, sal-aħħar tas-snin 2020, l-Internet tal-Oġġetti (IoT), il-vetturi awtonomi, ir-robots, ir-realtà miżjuda, u "teknoloġiji edge" oħra bħal dawn tal-ġenerazzjoni li jmiss se jixprunaw l-investiment fit-teknoloġija tal-ħażna. Dan għaliex biex dawn it-teknoloġiji jaħdmu, jeħtieġ li jkollhom is-saħħa tal-kompjuter u l-kapaċità tal-ħażna biex jifhmu l-madwar tagħhom u jirreaġixxu f'ħin reali mingħajr dipendenza kostanti fuq is-sħab. Aħna nesploraw dan il-kunċett aktar fi kapitlu ħamsa ta ’din is-serje.

Finalment, il- Internet tal-Oġġetti (spjegat bis-sħiħ fil-tagħna Futur tal-Internet serje) se tirriżulta f'biljuni għal triljuni ta 'sensors li jsegwu l-moviment jew l-istatus ta' biljuni għal triljuni ta 'affarijiet. L-ammonti enormi ta 'dejta li dawn is-sensuri bla għadd se jipproduċu se jitolbu kapaċità ta' ħażna effettiva qabel ma tkun tista 'tiġi pproċessata b'mod effettiv mis-superkompjuters li ser inkopru qrib it-tmiem ta' din is-serje.

Kollox ma 'kollox, filwaqt li l-persuna medja se tnaqqas dejjem aktar il-ħtieġa tagħhom għal ħardwer ta' ħażna diġitali proprjetà personali, kulħadd fuq il-pjaneta xorta se jibbenefika indirettament mill-kapaċità ta 'ħażna infinita teknoloġiji futuri ta' ħażna diġitali se joffru. Naturalment, kif aċċennat qabel, il-futur tal-ħażna jinsab fis-sħaba, iżda qabel ma nkunu nistgħu nidħlu fil-fond f'dak is-suġġett, l-ewwel irridu nifhmu r-rivoluzzjonijiet kumplimentari li qed iseħħu fuq in-naħa tal-ipproċessar (mikroċippa) tan-negozju tal-kompjuter—il- suġġett tal-kapitlu li jmiss.