Kuantumrun

KREDIT GAMBAR: Kuantumrun

Revolusi neundeun digital: Masa Depan Komputer P3

David Tal, Penerbit, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Salasa, 09/15/2020 - 15:43

Seuseueurna anjeun maca ieu sigana émut kana floppy disk anu rendah sareng éta padet 1.44 MB ruang disk. Sababaraha anjeun sigana timburu ka babaturan éta nalika anjeunna ngaluarkeun USB thumb drive munggaran, kalayan rohangan 8MB anu luar biasa, salami proyék sakola. Kiwari, sihir geus musna, sarta kami geus jaded. Hiji mémori terabyte janten standar dina kalolobaan desktop 2018 — sareng Kingston malah ngajual hiji drive USB terabyte ayeuna.

Obsesi urang kana neundeun tumuwuh ti taun ka taun nalika urang meakeun jeung nyieun leuwih digital eusi, naha éta laporan sakola, poto perjalanan, mixtape band anjeun, atawa video GoPro anjeun ski handap Whistler. Tren sanés sapertos Internet of Things anu munculna ngan bakal ngagancangkeun gunung data anu diproduksi ku dunya, nambihan bahan bakar rokét salajengna pikeun paménta pikeun neundeun digital.

Ieu sababna pikeun ngabahas panyimpen data anu leres, kami nembé mutuskeun pikeun ngédit bab ieu ku ngabagi dua. Satengah ieu bakal nutupan inovasi téknologi dina neundeun data sareng dampakna dina rata-rata konsumen digital. Samentara éta, bab salajengna bakal nutupan revolusi datang dina awan.

Inovasi neundeun data dina pipa

(TL; DR - Bagian di handap ieu outlines téknologi anyar anu bakal ngamungkinkeun jumlah data anu langkung ageung disimpen kana drive panyimpenan anu langkung alit sareng langkung efisien. Upami anjeun henteu paduli ngeunaan téknologi, tapi hoyong maca ngeunaan anu langkung lega. tren sareng dampak sabudeureun panyimpenan data, teras kami nyarankeun skip ka subjudul salajengna.)

Seueur ti anjeun anu parantos ngadéngé Hukum Moore (pangémutan yén jumlah transistor dina sirkuit terpadu anu padet dua kali langkung unggal dua taun), tapi dina sisi panyimpen dina bisnis komputer, urang gaduh Hukum Kryder-dasarna, kamampuan urang pikeun squeeze. Langkung seueur bit kana ngaleutikan hard drive ogé ngagandakeun kasarna unggal 18 bulan. Éta hartosna jalma anu nyéépkeun $ 1,500 pikeun 5MB 35 sababaraha taun ka pengker ayeuna tiasa nyéépkeun $ 600 pikeun drive 6TB.

Ieu kamajuan rahang-muterna, sarta éta moal eureun iraha wae geura-giru.

Daptar di handap ieu mangrupikeun sakedapan ngeunaan inovasi anu caket sareng jangka panjang anu bakal dianggo ku produsén panyimpen digital pikeun nyugemakeun masarakat urang anu lapar.

Hard disk drive hadé. Nepi ka awal 2020s, pabrik bakal neruskeun ngawangun hard disk drive tradisional (HDD), packing dina kapasitas memori leuwih nepi ka urang teu bisa deui ngawangun hard disk naon denser. Téhnik anu diciptakeun pikeun mingpin dékade ahir téknologi HDD ieu kalebet Rékaman Magnét Shingled (SMR), dituturkeun ku Rékam Magnétik Dua Diménsi (TDMR), sarta berpotensi Rékaman Magnét Dibantosan Panas (HAMR).

Hard drive kaayaan padet. Ngaganti hard disk drive tradisional nyatet luhur nyaéta hard drive solid state (SATA SSD). Beda sareng HDD, SSD henteu ngagaduhan disk anu puteran-saleresna, aranjeunna henteu ngagaduhan bagian anu gerak. Hal ieu ngamungkinkeun SSDs beroperasi jauh leuwih gancang, dina ukuran nu leuwih leutik, sarta kalawan leuwih durability ti miheulaan maranéhanana. SSDs parantos janten standar dina laptop ayeuna sareng laun-laun janten hardware standar dina kalolobaan model desktop énggal. Sarta bari asalna jauh leuwih mahal batan HDDs, maranéhna harga ragrag leuwih gancang ti HDDs, hartina penjualan maranéhanana bisa nyusul HDDs outright ku pertengahan 2020s.

SSDs generasi salajengna laun-laun diwanohkeun ogé, sareng produsén transisi tina SATA SSDs ka PCIe SSDs anu sahenteuna genep kali lebar bandwidth drive SATA sareng ngembang.

Memori flash janten 3D. Tapi lamun speed mangrupakeun gawang, euweuh ngéléhkeun nyimpen sagalana dina mémori.

HDD sareng SSD tiasa dibandingkeun sareng mémori jangka panjang anjeun, sedengkeun lampu kilat langkung mirip sareng mémori jangka pondok anjeun. Sareng sapertos uteuk anjeun, komputer sacara tradisional peryogi dua jinis panyimpen pikeun fungsina. Ilaharna disebut memori aksés acak (RAM), komputer pribadi tradisional condong datangna kalawan dua batang RAM dina 4 nepi ka 8GB unggal. Samentara éta, hitters heaviest kawas Samsung ayeuna ngajual kartu mémori 2.5D nu nahan 128GB unggal - endah pisan pikeun gamers hardcore, tapi leuwih praktis pikeun superkomputer generasi saterusna.

Tangtangan sareng kartu mémori ieu nyaéta aranjeunna ngajalankeun kana konstrain fisik anu sami sareng hard disk. Anu langkung parah, transistor anu langkung alit janten di jero RAM, langkung parah aranjeunna ngalaksanakeunana-transistor janten langkung hese ngahapus sareng nyerat sacara akurat, antukna nabrak témbok kinerja anu maksakeun ngagantian ku stik RAM anu seger. Kusabab ieu, perusahaan mimiti ngawangun kartu mémori generasi salajengna:

3D NAND. Perusahaan sapertos Intel, Samsung, Micron, Hynix, sareng Taiwan Semiconductor ngadorong pikeun nyoko kana skala anu lega. 3D NAND, nu tumpukan transistor kana tilu diménsi jero chip.
Mémori Aksés Acak Résistif (Ram). Téknologi ieu ngagunakeun résistansi tinimbang muatan listrik pikeun nyimpen bit (0s sareng 1s) mémori.
chip 3D. Ieu bakal dibahas leuwih jéntré dina bab séri salajengna, tapi sacara ringkes, chip 3D Tujuan pikeun ngagabungkeun komputasi jeung neundeun data dina lapisan vertikal tumpuk, kukituna ngaronjatkeun speed processing jeung ngurangan konsumsi énergi.
Fase Robah Mémori (PCM). nu tech balik PCMs dasarna heats jeung cools kaca chalcogenide, shifting eta antara crystallized kana non-crystallized nagara bagian, unggal kalawan résistansi listrik unik maranéhna ngalambangkeun binér 0 jeung 1. Sakali disampurnakeun, tech ieu bakal lepas jauh leuwih lila ti varian RAM ayeuna sarta non-volatile, hartina. eta bisa nahan data sanajan kakuatan urang pareum (teu kawas RAM tradisional).
Spin-Transfer Torsi Random-Akses Mémori (STT-RAM). A Frankenstein kuat nu ngagabungkeun kapasitas DRAM kalawan laju SRAM, babarengan jeung ningkat non-volatility sarta deukeut daya tahan taya.
3D XPoint. Kalayan téknologi ieu, tinimbang ngandelkeun transistor pikeun nyimpen inpormasi, 3D Xpoint ngagunakeun bolong mikroskopis tina kawat, disaluyuan ku "selektor" nu tumpuk di luhureun hiji lianna. Sakali disampurnakeun, ieu tiasa ngarobih industri sabab 3D Xpoint henteu volatile, bakal beroperasi rébuan kali langkung gancang tibatan lampu kilat NAND, sareng 10 kali langkung padet tibatan DRAM.

Kalayan kecap sanésna, émut nalika urang nyarios "HDD sareng SSD tiasa dibandingkeun sareng mémori jangka panjang anjeun, sedengkeun lampu kilat langkung mirip sareng mémori jangka pondok anjeun"? Nya, 3D Xpoint bakal nanganan duanana sareng ngalakukeunana langkung saé tibatan boh nyalira.

Henteu paduli pilihan mana anu meunang, sadaya bentuk mémori flash anyar ieu bakal nawiskeun langkung seueur kapasitas mémori, kagancangan, daya tahan sareng efisiensi kakuatan.

Inovasi gudang jangka panjang. Samentawis éta, pikeun kasus pamakean dimana kagancangan langkung penting tibatan pelestarian data anu ageung, téknologi anyar sareng téoritis ayeuna nuju didamel:

Tape drive. Diciptakeun langkung ti 60 taun ka pengker, kami mimitina nganggo pita drive pikeun ngarsipkeun pajeg sareng dokumén kasehatan. Kiwari, téknologi ieu disampurnakeun caket puncak téoritisna IBM netepkeun rékaman ku arsipkeun 330 terabyte data anu teu dikomprés (~ 330 juta buku) kana kartrij pita saukuran leungeun anjeun.
neundeun DNA. Panaliti ti Universitas Washington sareng Microsoft Research dimekarkeun sistem pikeun encode, nyimpen jeung meunangkeun data digital maké molekul DNA. Saatos disampurnakeun, sistem ieu tiasa ngarsipkeun inpormasi jutaan kali langkung kompak tibatan téknologi panyimpen data ayeuna.
Kilobyte rewritable memori atom. Ku cara ngamanipulasi atom klorin individu dina lambaran datar tambaga, élmuwan wrote pesen 1 kilobyte dina 500 terabit per inci kuadrat-kira-kira 100 kali leuwih info per inci kuadrat ti hard drive pang éfisiénna dina pasaran.
neundeun data 5D. Sistem panyimpen khusus ieu, dipingpin ku Universitas Southampton, gaduh 360 TB/kapasitas data disk, stabilitas termal dugi ka 1,000 ° C sareng umur hirup anu teu terbatas dina suhu kamar (13.8 milyar taun dina 190 ° C). Dina basa sejen, neundeun data 5D bakal idéal pikeun pamakéan arsip di museum jeung perpustakaan.

Infrastruktur Panyimpenan Ditetepkeun Parangkat Lunak (SDS). Henteu ngan ukur hardware panyimpen anu ningali inovasi, tapi parangkat lunak anu ngajalankeun éta ogé ngalaman pamekaran anu pikaresepeun. SDS dipaké lolobana dina jaringan komputer pausahaan badag atawa jasa panyimpen awan dimana data disimpen centrally tur diaksés ngaliwatan individu, alat disambungkeun. Dasarna nyandak jumlah total kapasitas panyimpen data dina jaringan sareng misahkeunana diantara rupa-rupa jasa sareng alat anu dijalankeun dina jaringan. Sistem SDS anu langkung saé nuju disandi unggal waktos supados langkung éfisién ngagunakeun hardware panyimpen anu tos aya (gaganti anu énggal).

Naha urang malah peryogi panyimpenan di hareup?

Oke, janten téknologi panyimpen bakal ningkat pisan dina sababaraha dekade ka hareup. Tapi hal anu urang kedah pertimbangkeun nyaéta, naon bédana éta?

Rata-rata jalma moal pernah nganggo terabyte ruang panyimpen anu ayeuna sayogi dina modél komputer desktop panganyarna. Sareng dina dua dugi ka opat taun deui, telepon sélulér anjeun salajengna bakal gaduh rohangan panyimpen anu cekap pikeun nyéépkeun gambar sareng pidéo salami sataun tanpa kedah ngabersihan alat anjeun. Yakin, aya minoritas jalma kaluar aya anu resep horde jumlah masif data dina komputer maranéhanana, tapi pikeun sésana urang, aya sababaraha tren ngurangan kabutuhan urang pikeun kaleuleuwihan, spasi gudang disk milik pribadi.

Jasa streaming. Jaman baheula, kumpulan musik urang milu ngumpulkeun rékaman, tuluy kaset, tuluy CD. Dina taun 90-an, lagu-lagu didigitalkeun jadi MP3 pikeun disimpen ku rébuan (mimiti ngaliwatan torrents, teras beuki loba ngaliwatan toko digital kawas iTunes). Ayeuna, tinimbang kedah nyimpen sareng ngatur koleksi musik dina komputer atanapi telepon bumi anjeun, urang tiasa ngalirkeun lagu sajumlah anu teu terbatas sareng ngadangukeunana di mana waé ngalangkungan jasa sapertos Spotify sareng Apple Music.

Kamajuan ieu mimiti ngirangan musik rohangan fisik di bumi, teras rohangan digital dina komputer anjeun. Ayeuna éta sadayana tiasa diganti ku jasa éksternal anu nyayogikeun anjeun murah sareng merenah, dimana waé / iraha waé aksés ka sadaya musik anu anjeun pikahoyong. Tangtosna, seuseueurna anjeun anu maca ieu sigana masih gaduh sababaraha CD anu aya di sabudeureun, kalolobaanana masih gaduh koleksi MP3 anu padet dina komputerna, tapi generasi pangguna komputer salajengna moal miceunan waktos ngeusian komputerna ku musik anu aranjeunna tiasa. aksés bébas online.

Jelas, nyalin sadayana anu kuring nyarioskeun ngeunaan musik sareng nerapkeun kana pilem sareng televisi (halo, Netflix!) Sareng tabungan panyimpenan pribadi terus ningkat.

média sosial. Kalayan musik, pilem, sareng acara TV anu ngirangan komputer pribadi urang, bentuk kontén digital anu paling ageung salajengna nyaéta gambar sareng pidéo pribadi. Sakali deui, urang biasa ngahasilkeun gambar sareng pidéo sacara fisik, pamustunganana pikeun ngumpulkeun lebu dina loteng urang. Teras gambar sareng pidéo urang janten digital, ngan ukur ngumpulkeun deui lebu dina bagian handap komputer urang. Sareng éta masalahna: Urang jarang ningali kalolobaan gambar sareng pidéo anu urang candak.

Tapi saatos kajadian média sosial, situs sapertos Flickr sareng Facebook masihan kami kamampuan pikeun ngabagi gambar anu henteu terbatas sareng jaringan jalma anu urang jaga, bari ogé nyimpen gambar-gambar éta (gratis) dina sistem folder atanapi timeline anu ngatur diri. Bari unsur sosial ieu, gandeng jeung miniatur, kaméra telepon high-end, greatly ngaronjatna jumlah gambar jeung video dihasilkeun ku jalma rata-rata, éta ogé ngurangan kabiasaan urang nyimpen poto dina komputer pribadi urang, encouraging urang pikeun nyimpen poto eta online, pribadi. atawa umum.

Awan sareng jasa kolaborasi. Dibikeun dua titik anu terakhir, ngan ukur dokumén téks anu sederhana (sareng sababaraha jinis data niche sanés) anu tetep. Dokumén ieu, dibandingkeun sareng multimédia anu kami bahas, biasana leutik pisan sahingga nyimpenna dina komputer anjeun moal janten masalah.

Nanging, di dunya urang anu beuki mobile, aya paménta anu ageung pikeun ngaksés dokumén dina perjalanan. Sareng di dieu deui, kamajuan anu sami anu urang bahas sareng musik kajantenan di dieu-dimana mimitina urang ngangkut dokumén nganggo floppy disk, CD, sareng USB, ayeuna urang nganggo langkung merenah sareng berorientasi konsumen. gudang awan jasa, sapertos Google Drive sareng Dropbox, anu nyimpen dokumén kami di pusat data éksternal pikeun kami aksés aman sacara online. Ladenan sapertos kieu ngamungkinkeun urang pikeun ngaksés sareng ngabagi dokumén kami dimana waé, iraha waé, dina alat atanapi sistem operasi naon waé.

Janten adil, nganggo jasa streaming, média sosial, sareng jasa awan sanés hartosna urang bakal mindahkeun sadayana kana méga-sababaraha hal anu urang langkung resep tetep pribadi sareng aman-tapi jasa ieu parantos dipotong, sareng bakal terus dipotong, jumlah total spasi panyimpen data fisik urang kudu boga sataun leuwih sataun.

Naha éksponénsial leuwih hal gudang

Sanaos rata-rata individu tiasa ningali kirang peryogi panyimpen digital langkung seueur, aya kakuatan-kakuatan anu ageung anu ngadorong Hukum Kryder maju.

Anu mimiti, kusabab daptar pelanggaran kaamanan ampir-taunan dina sajumlah perusahaan téknologi sareng jasa kauangan — masing-masing ngabahayakeun inpormasi digital jutaan individu — prihatin ngeunaan privasi data leres-leres tumbuh di masarakat. Gumantung kana kabutuhan individu, ieu tiasa nyababkeun paménta umum pikeun pilihan panyimpen data anu langkung ageung sareng langkung mirah pikeun panggunaan pribadi supados henteu gumantung kana méga. Individu anu bakal datang malah tiasa nyetél server panyimpen data pribadi di jero imahna pikeun nyambung ka luar tibatan gumantung kana server anu dipiboga ku perusahaan téknologi ageung.

Pertimbangan sanésna nyaéta watesan panyimpen data ayeuna ngahalangan kamajuan dina sababaraha séktor tina biotéhnologi ka intelijen buatan. Séktor anu gumantung kana akumulasi sareng ngolah data ageung kedah nyimpen jumlah data anu langkung ageung pikeun ngainnovasi produk sareng jasa énggal.

Salajengna, dina ahir taun 2020-an, Internet of Things (IoT), kendaraan otonom, robot, realitas nambahan, sareng 'téknologi tepi' generasi salajengna anu sanés bakal ngadorong investasi kana téknologi panyimpen. Ieu sabab pikeun téknologi ieu tiasa dianggo, aranjeunna kedah gaduh kakuatan komputasi sareng kapasitas panyimpen pikeun ngartos lingkunganana sareng ngaréaksikeun sacara real waktos tanpa gumantungna kana méga. Urang ngajalajah konsep ieu salajengna dina bab lima tina séri ieu.

Tungtungna, anu Internét tina ieu Hirup (dijelaskeun lengkep dina kami Kahareup Internet runtuyan) bakal ngahasilkeun milyaran-ka-triliun sensor nyukcruk gerakan atawa status milyaran-ka-trilyun mahluk. Jumlah data anu seueur pisan anu bakal ngahasilkeun sénsor ieu bakal nungtut kapasitas panyimpen anu épéktip sateuacan tiasa diolah sacara épéktip ku superkomputer anu bakal kami tutup dina tungtung séri ieu.

Sadayana, sedengkeun jalma rata-rata bakal beuki ngirangan kabutuhan pikeun hardware panyimpen digital milik pribadi, sadayana di pangeusina masih bakal nguntungkeun sacara henteu langsung tina kapasitas panyimpen tanpa wates anu bakal ditawarkeun téknologi panyimpen digital. Tangtosna, sakumaha anu diisyaratkeun sateuacana, masa depan panyimpen aya dina méga, tapi sateuacan urang tiasa nyelapkeun irung jero kana topik éta, urang kedah ngartos révolusi complimentary anu lumangsung dina sisi pangolahan (microchip) tina bisnis komputer-éta. topik bab salajengna.