Kuantumrun

KREDI I IMAZHIT: Kuantumrun

Revolucioni i ruajtjes dixhitale: E ardhmja e kompjuterëve P3

David Tal, Botues, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

E martë, 09 - 15:2020

Shumica prej jush që e lexoni këtë ndoshta ju kujtohet disketa e thjeshtë dhe ka 1.44 MB hapësirë në disk. Disa prej jush me siguri e kishin zili atë një mik kur ai nxori USB-në e parë të gishtit, me hapësirën e tij monstruoze prej 8 MB, gjatë një projekti shkollor. Në ditët e sotme, magjia është zhdukur dhe ne jemi lodhur. Një terabajt memorie vjen standard në shumicën e kompjuterëve desktop të 2018-ës dhe Kingston madje shet një terabajt USB tani.

Obsesioni ynë për ruajtjen rritet nga viti në vit ndërsa ne konsumojmë dhe krijojmë gjithnjë e më shumë përmbajtje dixhitale, pavarësisht nëse është një raport shkolle, foto udhëtimi, mixtape i grupit tuaj ose një video GoPro ku ju po bëni ski poshtë Whistler. Tendenca të tjera si Interneti i Gjërave në zhvillim vetëm sa do të përshpejtojnë malin e të dhënave që prodhon bota, duke shtuar më tej karburantin e raketave në kërkesën për ruajtje dixhitale

Kjo është arsyeja pse për të diskutuar siç duhet ruajtjen e të dhënave, së fundmi vendosëm ta modifikojmë këtë kapitull duke e ndarë në dysh. Kjo gjysmë do të mbulojë risitë teknologjike në ruajtjen e të dhënave dhe ndikimin e saj tek konsumatorët mesatarë dixhitalë. Ndërkohë, kapitulli tjetër do të mbulojë revolucionin e ardhshëm në re.

Inovacionet e ruajtjes së të dhënave në tubacion

(TL;DR - Seksioni vijues përshkruan teknologjinë e re që do të mundësojë ruajtjen e sasive gjithnjë e më të mëdha të të dhënave në disqet e ruajtjes gjithnjë e më të vogla dhe më efikase. Nëse nuk ju intereson teknologjia, por dëshironi të lexoni për më të gjerë tendencat dhe ndikimet rreth ruajtjes së të dhënave, atëherë ju rekomandojmë të kaloni në nëntitullin tjetër.)

Shumë prej jush kanë dëgjuar tashmë për Ligjin e Moore-s (vëzhgimi se numri i transistorëve në një qark të integruar të dendur dyfishohet afërsisht çdo dy vjet), por në anën e ruajtjes së biznesit të kompjuterëve, ne kemi Ligjin e Kryder-it - në thelb, aftësinë tonë për të shtrydhur Gjithnjë e më shumë pjesë në tkurrjen e hard disqeve po dyfishohen gjithashtu afërsisht çdo 18 muaj. Kjo do të thotë se personi që shpenzoi 1,500 dollarë për 5 MB 35 vjet më parë, tani mund të shpenzojë 600 dollarë për një makinë 6 TB.

Ky është përparim mahnitës dhe nuk do të ndalet së shpejti.

Lista e mëposhtme është një vështrim i shkurtër i inovacioneve afatshkurtra dhe afatgjata që prodhuesit e ruajtjes dixhitale do të përdorin për të kënaqur shoqërinë tonë të uritur për ruajtje.

Hard disk më të mirë. Deri në fillim të viteve 2020, prodhuesit do të vazhdojnë ndërtimin e disqeve tradicionale të diskut (HDD), duke paketuar më shumë kapacitet memorie derisa të mos mund të ndërtojmë më disqe të ngurtë më të dendur. Teknikat e shpikura për të udhëhequr këtë dekadë të fundit të teknologjisë HDD përfshijnë Regjistrimi magnetik i zhveshur (SMR), e ndjekur nga Regjistrimi magnetik dydimensional (TDMR), dhe potencialisht Regjistrimi magnetik me ndihmën e nxehtësisë (HAMR).

Disqet e ngurtë në gjendje të ngurtë. Zëvendësimi i diskut tradicional të diskut të përmendur më sipër është hard disku i gjendjes së ngurtë (SATA SSD). Ndryshe nga HDD-të, SSD-të nuk kanë disqe rrotulluese—në fakt, ato nuk kanë fare pjesë lëvizëse. Kjo lejon që SSD-të të funksionojnë shumë më shpejt, në madhësi më të vogla dhe me më shumë qëndrueshmëri se paraardhësi i tyre. SSD-të janë tashmë një standard në laptopët e sotëm dhe gradualisht po bëhen pajisje standarde në shumicën e modeleve të reja të desktopit. Dhe ndërsa fillimisht shumë më të shtrenjta se HDD-të, e tyre çmimi po bie më shpejt se HDD, që do të thotë se shitjet e tyre mund të tejkalojnë HDD-të plotësisht nga mesi i viteve 2020.

SSD-të e gjeneratës së ardhshme po prezantohen gjithashtu gradualisht, me prodhuesit që kalojnë nga SATA SSD në SSD PCIe që kanë të paktën gjashtë herë gjerësinë e brezit të disqeve SATA dhe po rriten.

Memoria flash shkon 3D. Por nëse qëllimi është shpejtësia, asgjë nuk e kalon ruajtjen e gjithçkaje në kujtesë.

HDD dhe SSD mund të krahasohen me kujtesën tuaj afatgjatë, ndërsa flashi është më i ngjashëm me kujtesën tuaj afatshkurtër. Dhe ashtu si truri juaj, një kompjuter tradicionalisht ka nevojë për të dy llojet e ruajtjes për të funksionuar. Zakonisht i referuar si memorie me akses të rastësishëm (RAM), kompjuterët personalë tradicionalë priren të vijnë me dy shkopinj RAM nga 4 deri në 8 GB secili. Ndërkohë, lojtarët më të rëndë si Samsung po shesin tani kartat e memories 2.5D që mbajnë 128 GB secila - e mrekullueshme për lojtarët e fortë, por më praktike për superkompjuterët e gjeneratës së ardhshme.

Sfida me këto karta memorie është se ato po përballen me të njëjtat kufizime fizike me të cilat përballen disqet e ngurtë. Më keq, tranzistorët më të vegjël bëhen brenda RAM-it, aq më keq performojnë me kalimin e kohës - tranzistorët bëhen më të vështirë për t'u fshirë dhe shkruar me saktësi, duke goditur përfundimisht në një mur të performancës që detyron zëvendësimin e tyre me shkopinj të rinj RAM. Në dritën e kësaj, kompanitë kanë filluar të ndërtojnë gjeneratën e ardhshme të kartave të kujtesës:

3D NAND. Kompanitë si Intel, Samsung, Micron, Hynix dhe Taiwan Semiconductor po bëjnë presion për miratimin në shkallë të gjerë të 3D NAND, i cili grumbullon transistorët në tre dimensione brenda një çipi.
Memorie rezistente me akses të rastësishëm (RAM). Kjo teknologji përdor rezistencë në vend të një ngarkese elektrike për të ruajtur bit (0 dhe 1 s) të memories.
Çipa 3D. Kjo do të diskutohet më në detaje në kapitullin vijues të serisë, por shkurtimisht, Çipa 3D synojnë të kombinojnë llogaritjen dhe ruajtjen e të dhënave në shtresa të grumbulluara vertikalisht, duke përmirësuar kështu shpejtësinë e përpunimit dhe duke reduktuar konsumin e energjisë.
Memoria e ndryshimit të fazës (PCM). teknologjia prapa PCM-ve në thelb ngroh dhe ftoh xhamin kalkogjenid, duke e zhvendosur atë midis gjendjeve të kristalizuara në jokristalizuese, secila me rezistencën e tyre elektrike unike që përfaqëson binaren 0 dhe 1. Pasi të përsoset, kjo teknologji do të zgjasë shumë më gjatë se variantet aktuale të RAM-it dhe është e paqëndrueshme, që do të thotë mund të mbajë të dhëna edhe kur energjia është e fikur (ndryshe nga RAM-i tradicional).
Memorie me akses të rastësishëm të rrotullimit të rrotullimit (STT-RAM). Një Frankenstein i fuqishëm që kombinon kapacitetin e DRAM me shpejtësinë e SRAM, së bashku me përmirësimin e paqëndrueshmërisë dhe qëndrueshmërisë pothuajse të pakufizuar.
3D XPoint. Me këtë teknologji, në vend që të mbështetemi te transistorët për të ruajtur informacionin, 3D Xpoint përdor një rrjetë mikroskopike telash, të koordinuara nga një "përzgjedhës" që vendosen njëra mbi tjetrën. Pasi të perfeksionohet, kjo mund të revolucionarizojë industrinë pasi 3D Xpoint nuk është i paqëndrueshëm, do të funksionojë mijëra herë më shpejt se flashi NAND dhe 10 herë më i dendur se DRAM.

Me fjalë të tjera, mbani mend kur thamë "HDD dhe SSD mund të krahasohen me kujtesën tuaj afatgjatë, ndërsa flashi është më i ngjashëm me kujtesën tuaj afatshkurtër"? Epo, 3D Xpoint do t'i trajtojë të dyja dhe do ta bëjë këtë më mirë se secila veç e veç.

Pavarësisht se cili opsion fiton, të gjitha këto forma të reja të memories flash do të ofrojnë më shumë kapacitet memorie, shpejtësi, qëndrueshmëri dhe efikasitet të energjisë.

Inovacionet e ruajtjes afatgjatë. Ndërkohë, për ato raste përdorimi ku shpejtësia ka më pak rëndësi se ruajtja e sasive të mëdha të të dhënave, teknologjitë e reja dhe teorike janë aktualisht në punë:

Drejtues kasetë. Të shpikur mbi 60 vjet më parë, ne fillimisht përdorëm kasetë për të arkivuar dokumentet tatimore dhe të kujdesit shëndetësor. Sot, kjo teknologji po perfeksionohet pranë kulmit të saj teorik me IBM vendos një rekord duke arkivuar 330 terabajt të dhëna të pakompresuara (~ 330 milionë libra) në një fishek shiriti rreth madhësisë së dorës suaj.
Ruajtja e ADN-së. Studiues nga Universiteti i Uashingtonit dhe Microsoft Research zhvilluar një sistem për të koduar, ruajtur dhe marrë të dhëna dixhitale duke përdorur molekulat e ADN-së. Pasi të jetë përsosur, ky sistem një ditë mund të arkivojë informacionin miliona herë më kompakt se teknologjitë aktuale të ruajtjes së të dhënave.
Kujtesa atomike e rishkueshme kilobajt. Duke manipuluar atomet individuale të klorit në një fletë të sheshtë bakri, shkruajtën shkencëtarët një mesazh 1 kilobajt me 500 terabit për inç katror—afërsisht 100 herë më shumë informacion për inç katror sesa hard disku më efikas në treg.
Ruajtja e të dhënave 5D. Ky sistem specialiteti i ruajtjes, i kryesuar nga Universiteti i Southampton, përmban kapacitet të dhënash prej 360 TB/disk, stabilitet termik deri në 1,000°C dhe një jetëgjatësi pothuajse të pakufizuar në temperaturën e dhomës (13.8 miliardë vjet në 190°C). Me fjalë të tjera, ruajtja e të dhënave 5D do të ishte ideale për përdorime arkivore në muze dhe biblioteka.

Infrastruktura ruajtëse e përcaktuar nga softueri (SDS). Nuk është vetëm hardueri i ruajtjes ai që po sheh risi, por softueri që e drejton po ashtu po kalon një zhvillim emocionues. SDS përdoret kryesisht në rrjetet kompjuterike të kompanive të mëdha ose në shërbimet e ruajtjes së cloud ku të dhënat ruhen në mënyrë qendrore dhe aksesohen përmes pajisjeve individuale, të lidhura. Në thelb merr sasinë totale të kapacitetit të ruajtjes së të dhënave në një rrjet dhe e ndan atë midis shërbimeve dhe pajisjeve të ndryshme që funksionojnë në rrjet. Sisteme më të mira SDS po kodohen gjatë gjithë kohës për të përdorur në mënyrë më efikase harduerin ekzistues (në vend të ri) të ruajtjes.

A do të kemi nevojë edhe për ruajtje në të ardhmen?

Mirë, kështu që teknologjia e ruajtjes do të përmirësohet shumë gjatë dekadave të ardhshme. Por gjëja që duhet të marrim parasysh është, çfarë ndryshimi ka kjo gjithsesi?

Personi mesatar nuk do të përdorë kurrë terabajtin e hapësirës së ruajtjes që tani është i disponueshëm në modelet më të fundit të kompjuterëve desktop. Dhe në dy deri në katër vjet të tjera, smartfoni juaj i ardhshëm do të ketë hapësirë të mjaftueshme ruajtëse për të grumbulluar fotografi dhe video të një viti pa pasur nevojë të pastroni pajisjen tuaj. Sigurisht, ka një pakicë njerëzish që duan të grumbullojnë sasi masive të dhënash në kompjuterët e tyre, por për ne të tjerët, ka një sërë tendencash që reduktojnë nevojën tonë për hapësirë të tepruar të ruajtjes së diskut në pronësi private.

Shërbime transmetimi. Një herë e një kohë, koleksionet tona muzikore përfshinin mbledhjen e disqeve, pastaj kasetave, pastaj CD-ve. Në vitet '90, këngët u digjitalizuan në MP3 për t'u grumbulluar me mijëra (së pari përmes torrenteve, pastaj gjithnjë e më shumë përmes dyqaneve dixhitale si iTunes). Tani, në vend që të na duhet të ruajmë dhe organizojmë një koleksion muzikor në kompjuterin ose telefonin tuaj të shtëpisë, ne mund të transmetojmë një numër të pafund këngësh dhe t'i dëgjojmë ato kudo nëpërmjet shërbimeve si Spotify dhe Apple Music.

Ky përparim fillimisht reduktoi hapësirën fizike që zë muzika në shtëpi, pastaj hapësirën dixhitale në kompjuterin tuaj. Tani e gjitha mund të zëvendësohet nga një shërbim i jashtëm që ju ofron akses të lirë dhe të përshtatshëm, kudo/në çdo kohë në të gjithë muzikën që mund të dëshironi. Sigurisht, shumica prej jush që e lexojnë këtë ndoshta kanë ende disa CD të shtrira përreth, shumica do të kenë ende një koleksion të fortë MP3 në kompjuterin e tyre, por gjenerata e ardhshme e përdoruesve të kompjuterave nuk do të humbasë kohën e tyre duke mbushur kompjuterët e tyre me muzikë që munden. akses lirisht në internet.

Natyrisht, kopjoni gjithçka që sapo thashë për muzikën dhe zbatojeni atë në film dhe televizion (përshëndetje, Netflix!) dhe kursimet personale të ruajtjes vazhdojnë të rriten.

mediat sociale. Me muzikën, filmat dhe shfaqjet televizive që bllokojnë gjithnjë e më pak kompjuterët tanë personalë, forma tjetër më e madhe e përmbajtjes dixhitale janë fotografitë dhe videot personale. Përsëri, ne prodhonim fotografi dhe video fizikisht, në fund të fundit për të mbledhur pluhur në papafingo. Më pas fotografitë dhe videot tona u bënë dixhitale, vetëm për të mbledhur sërish pluhur në pjesën e poshtme të kompjuterëve tanë. Dhe kjo është çështja: Ne rrallë shohim shumicën e fotografive dhe videove që bëjmë.

Por pasi ndodhi media sociale, faqe si Flickr dhe Facebook na dhanë mundësinë për të ndarë një numër të pafund fotografish me një rrjet njerëzish që na interesojnë, ndërkohë që gjithashtu i ruanim ato fotografi (falas) në një sistem dosjesh vetë-organizuese ose afat kohor. Ndërsa ky element social, i shoqëruar me kamerat telefonike miniaturë dhe të nivelit të lartë, rriti shumë numrin e fotove dhe videove të prodhuara nga një person mesatar, ai gjithashtu reduktoi zakonin tonë për të ruajtur fotot në kompjuterët tanë privatë, duke na inkurajuar t'i ruajmë ato në internet, privatisht. ose publikisht.

Cloud dhe shërbimet e bashkëpunimit. Duke pasur parasysh dy pikat e fundit, mbetet vetëm dokumenti i thjeshtë i tekstit (dhe disa lloje të tjera të dhënash të veçanta). Këto dokumente, në krahasim me multimedian që sapo diskutuam, janë zakonisht aq të vegjël saqë ruajtja e tyre në kompjuterin tuaj nuk do të jetë kurrë një problem.

Megjithatë, në botën tonë gjithnjë e më të lëvizshme, ka një kërkesë në rritje për të hyrë në dokumente në lëvizje. Dhe këtu përsëri, i njëjti progres që diskutuam me muzikën po ndodh këtu - ku në fillim transportuam dokumente duke përdorur disqe, CD dhe USB, tani përdorim më të përshtatshëm dhe të orientuar drejt konsumatorit magazinimit cloud shërbime, si Google Drive dhe Dropbox, të cilat i ruajnë dokumentet tona në një qendër të jashtme të dhënash që ne të qasemi në mënyrë të sigurt në internet. Shërbime si këto na lejojnë të aksesojmë dhe të ndajmë dokumentet tona kudo, në çdo kohë, në çdo pajisje ose sistem operativ.

Për të qenë të drejtë, përdorimi i shërbimeve të transmetimit, mediave sociale dhe shërbimeve cloud nuk do të thotë domosdoshmërisht se ne do të zhvendosim gjithçka në cloud - disa gjëra që preferojmë t'i mbajmë tepër private dhe të sigurta - por këto shërbime kanë shkurtuar dhe do të vazhdojnë të shkurtojnë. sasia totale e hapësirës së ruajtjes së të dhënave fizike që duhet të zotërojmë vit pas viti.

Pse ka rëndësi më shumë hapësirë ruajtëse

Ndërsa individi mesatar mund të shohë më pak nevojë për më shumë ruajtje dixhitale, ka forca të mëdha në lojë që po e çojnë përpara Ligjin e Kryder.

Së pari, për shkak të listës pothuajse vjetore të shkeljeve të sigurisë në një sërë kompanish të shërbimeve teknologjike dhe financiare – secila duke rrezikuar informacionin dixhital të miliona individëve – shqetësimet mbi privatësinë e të dhënave po rriten me të drejtë në publik. Në varësi të nevojave individuale, kjo mund të nxisë kërkesën publike për opsione më të mëdha dhe më të lira të ruajtjes së të dhënave për përdorim personal për të shmangur varësinë nga cloud. Individët e ardhshëm madje mund të krijojnë serverë privatë të ruajtjes së të dhënave brenda shtëpive të tyre për t'u lidhur me të jashtëm në vend që të varen nga serverët në pronësi të kompanive të mëdha të teknologjisë.

Një konsideratë tjetër është se kufizimet e ruajtjes së të dhënave aktualisht po bllokojnë përparimin në një numër sektorësh nga bioteknologjia në inteligjencën artificiale. Sektorët që varen nga grumbullimi dhe përpunimi i të dhënave të mëdha duhet të ruajnë sasi gjithnjë e më të mëdha të dhënash për të inovuar produkte dhe shërbime të reja.

Më pas, nga fundi i viteve 2020, Interneti i Gjërave (IoT), automjetet autonome, robotët, realiteti i shtuar dhe të tjera 'teknologji të fundit' të gjeneratës së ardhshme do të nxisin investimet në teknologjinë e ruajtjes. Kjo ndodh sepse që këto teknologji të funksionojnë, ato do të duhet të kenë fuqinë kompjuterike dhe kapacitetin e ruajtjes për të kuptuar rrethinën e tyre dhe për të reaguar në kohë reale pa një varësi të vazhdueshme nga cloud. Ne e shqyrtojmë këtë koncept më tej kapitulli i pestë të kësaj serie.

Së fundi, Internet e Gjërave (shpjeguar plotësisht në tonë E ardhmja e internetit seri) do të rezultojë në miliarda deri në triliona sensorë që gjurmojnë lëvizjen ose statusin e miliarda në triliona gjërave. Sasitë e pafundme të të dhënave që do të prodhojnë këta sensorë të panumërt do të kërkojnë kapacitet efektiv ruajtjeje përpara se ato të mund të përpunohen në mënyrë efektive nga superkompjuterët që do të mbulojmë afër fundit të kësaj serie.

Mbi të gjitha, ndërsa personi mesatar do të reduktojë gjithnjë e më shumë nevojën e tij për pajisje të ruajtjes dixhitale në pronësi personale, të gjithë në planet do të përfitojnë ende në mënyrë indirekte nga kapaciteti i pafund i ruajtjes që do të ofrojnë teknologjitë e ardhshme të ruajtjes dixhitale. Sigurisht, siç u la të kuptohet më herët, e ardhmja e ruajtjes qëndron në renë kompjuterike, por përpara se të mund të zhytemi thellë në këtë temë, së pari duhet të kuptojmë revolucionet plotësuese që ndodhin në anën e përpunimit (mikroçipit) të biznesit të kompjuterit - temën e kapitullit të ardhshëm.