Квантумрун

Кредити тасвирӣ: Квантумрун

Инқилоби нигаҳдории рақамӣ: Ояндаи компютерҳо P3

Дэвид Тал, ношир, футурист
@DavidTalWrites
LinkedIn

Сешанбе, 09 - 15:2020

Аксарияти шумо инро хонда истодаед, эҳтимол диски нарми хоксорро дар хотир доред ва он 1.44 МБ фазои сахти диск дорад. Эҳтимол баъзеи шумо ба ин як дӯст ҳасад бурданд, вақте ки ӯ гардонандаи аввалини USB-ро бо фазои даҳшатноки 8МБ дар як лоиҳаи мактабӣ берун кард. Имрӯзҳо, ҷодугарӣ аз байн рафтааст ва мо хаста шудаем. Як терабайт хотира дар аксари мизи кории соли 2018 стандартӣ аст - ва Кингстон ҳатто як диски терабайтиро ҳоло мефурӯшад.

Васвасаи мо ба нигоҳдорӣ сол аз сол меафзояд, зеро мо мундариҷаи рақамии бештарро истеъмол мекунем ва эҷод мекунем, хоҳ ин гузориши мактабӣ, акси сайёҳӣ, микстейпи гурӯҳи шумо ё видеои GoPro дар бораи лижаронии шумо дар Вистлер. Тамоюлҳои дигар ба монанди пайдоиши Интернети чизҳо танҳо кӯҳи маълумотро, ки дар ҷаҳон истеҳсол мекунанд, суръат мебахшанд ва ба талабот ба нигаҳдории рақамӣ сӯзишвории мушакӣ илова мекунанд.

Ин аст, ки чаро барои дуруст муҳокима кардани нигоҳдории маълумот, мо ба наздикӣ тасмим гирифтем, ки ин бобро ба ду тақсим карда таҳрир кунем. Ин нисфи навовариҳои технологӣ дар нигоҳдории маълумот ва таъсири он ба истеъмолкунандагони миёнаи рақамиро фаро мегирад. Дар ҳамин ҳол, боби оянда инқилоби ояндаро дар абр фаро мегирад.

Навовариҳои нигоҳдории маълумот дар лӯла

(TL;DR - Дар фасли зерин технологияи нав нишон дода шудааст, ки имкон медиҳад, ки миқдори бештари маълумот дар дискҳои нигаҳдории ҳамеша хурдтар ва муассир захира карда шаванд. Агар шумо ба технология аҳамият надиҳед, аммо ба ҷои он мехоҳед, ки дар бораи маълумоти васеътар хонед. тамоюлҳо ва таъсирҳо дар атрофи нигоҳдории маълумот, пас тавсия медиҳем, ки ба зерсарлавҳаи навбатӣ гузаред.)

Бисёре аз шумо аллакай дар бораи Қонуни Мур шунидаед (мушоҳида мешавад, ки шумораи транзисторҳо дар микросхемаҳои интегралӣ дар ҳар ду сол тақрибан дучанд мешавад), аммо дар паҳлӯи нигоҳдории тиҷорати компютерӣ мо қонуни Крайдер дорем - асосан қобилияти фишурдани мо ҳар 18 моҳ битҳои хурдтар аз дискҳои сахт низ тақрибан дучанд мешавад. Ин маънои онро дорад, ки шахсе, ки 1,500 сол пеш барои 5 МБ 35 доллар сарф кардааст, акнун метавонад барои як диски 600TB 6 доллар харҷ кунад.

Ин пешравии ҳайратангез аст ва он ба зудӣ қатъ намешавад.

Рӯйхати зерин як назари мухтасар ба навовариҳои наздик ва дарозмуддатест, ки истеҳсолкунандагони анбори рақамӣ барои қонеъ кардани ҷомеаи гуруснаи нигаҳдории мо истифода хоҳанд кард.

Дискҳои сахти беҳтар. То аввали солҳои 2020-ум, истеҳсолкунандагон сохтани дискҳои анъанавии сахтро (HDD) идома медиҳанд, то он даме, ки мо дигар дискҳои сахтро зичтар сохта натавонем, иқтидори бештари хотираро ҷамъ кунанд. Усулҳое, ки барои пешбурди ин даҳсолаи охирини технологияи HDD ихтироъ шудаанд, дар бар мегиранд Сабти магнитӣ (SMR), пас аз он Сабти магнитии ду-ченака (TDMR) ва эҳтимолан Сабти магнитии бо ёрии гармӣ (ХАМР).

Дискҳои сахти ҳолати сахт. Иваз кардани диски сахти анъанавии дар боло зикршуда диски сахти ҳолати сахт (SATA SSD) мебошад. Баръакси HDD-ҳо, SSD-ҳо ягон диски чархдор надоранд - дар асл онҳо қисмҳои ҳаракаткунанда надоранд. Ин имкон медиҳад, ки SSD-ҳо нисбат ба пешгузаштаи худ хеле зудтар, дар андозаҳои хурдтар ва устувории бештар кор кунанд. SSD-ҳо аллакай стандарти ноутбукҳои имрӯза мебошанд ва тадриҷан дар аксари моделҳои нави мизи корӣ ба сахтафзори стандартӣ табдил меёбанд. Ва дар ҳоле ки дар ибтидо нисбат ба HDD хеле гаронтар аст, онҳо нарх нисбат ба HDD тезтар меафтад, маънои фурӯши онҳо метавонад то миёнаҳои солҳои 2020-ум аз HDD-ҳо пеш ояд.

SSD-ҳои насли оянда низ тадриҷан ҷорӣ карда мешаванд ва истеҳсолкунандагон аз SATA SSD ба PCIe SSD-ҳо мегузаранд, ки ҳадди аққал шаш маротиба фарохмаҷрои дискҳои SATA доранд ва афзоиш меёбанд.

Хотираи флеш ба 3D мегузарад. Аммо агар суръат ҳадаф бошад, ҳеҷ чиз аз нигоҳ доштани ҳама чиз дар хотира нест.

HDD ва SSD-ҳоро бо хотираи дарозмуддати шумо муқоиса кардан мумкин аст, дар ҳоле ки флеш бештар ба хотираи кӯтоҳмуддати шумо монанд аст. Ва ба монанди майнаи шумо, компютер барои кор кардан ба ҳарду намуди нигоҳдорӣ ниёз дорад. Одатан ҳамчун хотираи дастрасии тасодуфӣ (RAM) номида мешавад, компютерҳои фардӣ одатан бо ду чӯби RAM аз 4 то 8 ГБ ҳар кадоме меоянд. Дар ҳамин ҳол, вазнинтарин зарбаҳо ба монанди Samsung ҳоло кортҳои хотираи 2.5D-ро мефурӯшанд, ки ҳар кадомашон 128 ГБ доранд - барои бозигарони хардкор аҷиб, аммо барои суперкомпютерҳои насли оянда амалӣтар аст.

Мушкилоти ин кортҳои хотира дар он аст, ки онҳо бо ҳамон маҳдудиятҳои физикии дискҳои сахт дучор меоянд. Бадтараш, транзисторҳои хурдтар дар дохили хотираи оперативӣ мубаддал мешаванд, бо мурури замон онҳо бадтар кор мекунанд — тоза кардан ва дуруст навиштани транзисторҳо душвортар мешавад ва дар ниҳоят ба девори корбар зарба мезанад, ки иваз кардани онҳоро бо чӯбҳои нави RAM маҷбур мекунад. Бо назардошти ин, ширкатҳо ба сохтани насли нави кортҳои хотира шурӯъ мекунанд:

3D NAND. Ширкатҳо ба монанди Intel, Samsung, Micron, Hynix ва Taiwan Semiconductor барои қабули миқёси васеъ талош мекунанд. 3D NAND, ки транзисторҳоро ба се андоза дар дохили чип ҷамъ мекунад.
Хотираи дастрасии тасодуфии муқовиматкунанда (RAM). Ин технология муқовиматро ба ҷои заряди барқ барои нигоҳ доштани битҳо (0s ва 1s) хотира истифода мебарад.
Чипҳои 3D. Ин дар боби силсилаи навбатӣ муфассалтар баррасӣ хоҳад шуд, аммо ба таври мухтасар, Чипҳои 3D Ҳадафи муттаҳид кардани ҳисоббарорӣ ва нигаҳдории маълумот дар қабатҳои амудӣ, ки ба ин васила суръати коркардро беҳтар ва масрафи энергияро коҳиш медиҳад.
Хотираи тағирёбии фаза (PCM). Дар технология дар паси PCMs шишаи халькогенидро асосан гарм мекунад ва сард мекунад ва онро байни кристаллшуда ба ҳолати ғайрикристаллӣ мегузарад, ки ҳар кадоми онҳо муқовимати барқии беҳамтои бинарии 0 ва 1-ро ифода мекунанд. Пас аз такмил додани ин технология, нисбат ба вариантҳои ҳозираи хотираи RAM дуртар дарозтар давом мекунад ва тағйирнопазир аст, яъне. он метавонад маълумотро ҳатто ҳангоми хомӯш кардани барқ нигоҳ дорад (бар хилофи RAM анъанавӣ).
Хотираи дастрасии тасодуфии моменти гардиши интиқол (STT-RAM). Франкенштейни тавоно, ки иқтидори онро муттаҳид мекунад DRAM бо суръати SRAM, дар баробари такмил додани ноустуворӣ ва истодагарии қариб номаҳдуд.
3D XPentral. Бо ин технология, ба ҷои такя ба транзисторҳо барои нигоҳ доштани маълумот, 3D Xpoint торхои микроскопии симхоро истифода мебарад, ки аз тарафи «селектор» координация карда мешавад, ки дар болои хамдигар чуста шудаанд. Пас аз мукаммал шудан, ин метавонад дар соҳа инқилоб кунад, зеро 3D Xpoint идоранашаванда аст ва аз флеши NAND ҳазорҳо маротиба тезтар ва аз DRAM 10 маротиба зичтар кор мекунад.

Ба ибораи дигар, дар хотир доред, вақте ки мо гуфта будем, ки "HDD ва SSD-ҳоро метавон бо хотираи дарозмуддати шумо муқоиса кард, дар ҳоле ки флеш ба хотираи кӯтоҳмуддати шумо бештар шабоҳат дорад"? Хуб, 3D Xpoint ҳардуро идора мекунад ва аз ҳардуи алоҳида беҳтар кор мекунад.

Новобаста аз он ки кадом вариант ғолиб меояд, ҳамаи ин шаклҳои нави хотираи флешҳо қобилияти бештари хотира, суръат, устуворӣ ва самаранокии барқро пешниҳод мекунанд.

Навовариҳои нигоҳдории дарозмуддат. Дар ҳамин ҳол, барои он ҳолатҳое, ки суръат аз нигоҳдории миқдори зиёди додаҳо аҳамияти камтар дорад, технологияҳои нав ва назариявӣ ҳоло дар кор ҳастанд:

Дискҳои лента. Зиёда аз 60 сол пеш ихтироъ шуда буд, мо дар ибтидо дискҳои лентаро барои бойгонии ҳуҷҷатҳои андоз ва тандурустӣ истифода мебурдем. Имрӯз, ин технология дар наздикии авҷи назариявии худ такмил дода мешавад IBM рекорд гузошт тавассути бойгонӣ кардани 330 терабайт маълумоти фишурнанашуда (~ 330 миллион китоб) ба картриджи лента дар атрофи андозаи дасти шумо.
нигаҳдории ДНК. Тадқиқотчиёни Донишгоҳи Вашингтон ва Microsoft Research система тартиб дод барои рамзгузорӣ, нигоҳдорӣ ва дарёфти маълумоти рақамӣ бо истифода аз молекулаҳои ДНК. Пас аз такмил додани ин система метавонад рӯзе маълумотро миллионҳо маротиба зичтар аз технологияҳои нигоҳдории маълумот бойгонӣ кунад.
Хотираи атомии килобайт аз нав сабтшаванда. Бо коркарди атомҳои алоҳидаи хлор дар варақи ҳамвори мис, олимон навиштаанд паёми 1 килобайт бо 500 терабит дар як дюйм мураббаъ - тақрибан 100 маротиба бештар маълумот дар як дюйм мураббаъ аз диски сахттарин дар бозор.
5D нигоҳдории маълумот. Ин системаи нигаҳдории махсус, ки аз ҷониби Донишгоҳи Саутгемптон роҳбарӣ шудааст, дорои иқтидори 360 TB / диски маълумот, устувории гармӣ то 1,000 ° C ва умри қариб номаҳдуди ҳарорати хонагӣ (13.8 миллиард сол дар 190 ° C) мебошад. Ба ибораи дигар, нигоҳдории маълумотҳои 5D барои истифодаи бойгонӣ дар осорхонаҳо ва китобхонаҳо беҳтарин хоҳад буд.

Инфраструктураи нигаҳдории аз ҷониби нармафзор муайяншуда (SDS). Ин на танҳо сахтафзори нигаҳдорӣ аст, ки инноватсияро мебинад, балки нармафзоре, ки онро идора мекунад, инчунин дар рушди ҳаяҷонбахш қарор дорад. SDS асосан дар шабакаҳои бузурги компютерии ширкат ё хидматҳои нигоҳдории абр истифода мешавад, ки дар он маълумот ба таври мутамарказ нигоҳ дошта мешавад ва тавассути дастгоҳҳои инфиродӣ ва пайваст дастрас мешавад. Он асосан ҳаҷми умумии иқтидори нигаҳдории маълумотро дар шабака мегирад ва онро дар байни хидматҳо ва дастгоҳҳои мухталифе, ки дар шабака кор мекунанд, ҷудо мекунад. Системаҳои беҳтари SDS ҳама вақт рамзгузорӣ карда мешаванд, то таҷҳизоти нигаҳдории мавҷуда (ба ҷои нав) самараноктар истифода шаванд.

Оё мо ҳатто дар оянда ба нигаҳдорӣ ниёз дорем?

Хуб, аз ин рӯ, технологияи нигоҳдорӣ дар тӯли чанд даҳсолаи оянда хеле беҳтар хоҳад шуд. Аммо чизе, ки мо бояд ба назар гирем, ин аст, ки ин чӣ фарқияте дорад?

Одами миёна ҳеҷ гоҳ фазои нигоҳдории терабайтро, ки ҳоло дар моделҳои охирини компютерҳои мизи корӣ мавҷуд аст, истифода намекунад. Ва дар ду-чор соли дигар, смартфони навбатии шумо фазои кофӣ хоҳад дошт, то тасвирҳо ва видеоҳоро дар тӯли як сол бидуни баҳор тоза кардани дастгоҳи шумо ҷамъ кунад. Албатта, дар он ҷо ақаллияти одамоне ҳастанд, ки мехоҳанд миқдори зиёди маълумотро дар компютерҳои худ ҷамъ кунанд, аммо барои дигарон, як қатор тамоюлҳо мавҷуданд, ки эҳтиёҷоти моро ба фазои нигоҳдории дискҳои аз ҳад зиёд ва хусусӣ кам мекунанд.

Хадамоти ҷараёнро. Як вактхо коллекцияхои мусикии мо ба чамъоварии пластинкахо, баъд кассетахо, баъд дискхо машгул мешуд. Дар солҳои 90-ум, сурудҳо ба MP3-ҳои рақамӣ табдил ёфтанд, то ҳазорон нафар ҷамъоварӣ кунанд (аввал тавассути ҷӯйборҳо, сипас бештар ва бештар тавассути мағозаҳои рақамӣ ба монанди iTunes). Ҳоло, ба ҷои нигоҳдорӣ ва ташкили маҷмӯаи мусиқӣ дар компютери хонагӣ ё телефони шумо, мо метавонем шумораи беохири сурудҳоро ҷараён дода, онҳоро тавассути хидматҳои монанди Spotify ва Apple Music дар ҳама ҷо гӯш кунем.

Ин пешравӣ аввал фазои физикии мусиқиро дар хона кам кард, баъд фазои рақамиро дар компютери шумо. Акнун ҳамаи онро метавон бо хидмати беруна иваз кард, ки ба шумо дастрасии арзон ва қулай, дар ҳама ҷо/ҳар вақт ба ҳама мусиқии дилхоҳатонро фароҳам меорад. Албатта, аксари шумо, ки ин китобро мехонед, эҳтимол то ҳол дар гирду атрофи он чанд CD мавҷуд аст, аксарият дар компютери худ коллексияи устувори MP3-ҳо хоҳанд дошт, аммо насли ояндаи корбарони компютер вақти худро барои пур кардани компютерҳои худ бо мусиқие, ки метавонистанд, беҳуда сарф накунанд. дастрасии озодона онлайн.

Аён аст, ҳама чизеро, ки ман дар бораи мусиқӣ гуфтам, нусхабардорӣ кунед ва онро дар филм ва телевизион татбиқ кунед (салом, Netflix!) ва пасандозҳои нигаҳдории шахсӣ афзоиш меёбанд.

ВАО иҷтимоӣ. Вақте ки мусиқӣ, филмҳо ва намоишҳои телевизионӣ компютерҳои шахсии моро камтар ва камтар мебанданд, шакли навбатии бузургтарин мундариҷаи рақамӣ тасвирҳо ва видеоҳои шахсӣ мебошанд. Боз, мо расмҳо ва видеоҳоро ба таври ҷисмонӣ истеҳсол мекардем ва дар ниҳоят чангро дар болохонаҳои худ ҷамъ мекардем. Пас аз он, тасвирҳо ва видеоҳои мо рақамӣ шуданд, танҳо барои бори дигар чанг дар канори поёни компютерҳои мо ҷамъоварӣ шуданд. Ва ин масъала аст: Мо ба аксари аксҳо ва видеоҳое, ки мегирем, хеле кам нигоҳ мекунем.

Аммо пас аз он ки васоити ахбори иҷтимоӣ рӯй дод, сайтҳо ба монанди Flickr ва Facebook ба мо имкон доданд, ки шумораи беохири тасвирҳоро бо шабакаи одамоне, ки мо ба онҳо ғамхорӣ мекунем, мубодила кунем ва инчунин ин тасвирҳоро (бепул) дар системаи папка ё ҷадвали худташкилкунанда нигоҳ дорем. Гарчанде ки ин унсури иҷтимоӣ дар якҷоягӣ бо камераҳои телефонии миниатюрӣ ва олӣ шумораи тасвирҳо ва видеоҳои истеҳсолкардаи одами миёнаро хеле зиёд кард, он инчунин одати нигоҳ доштани аксҳоро дар компютерҳои шахсии мо коҳиш дод ва моро ташвиқ кард, ки онҳоро онлайн ва хусусӣ нигоҳ дорем. ё ба таври оммавӣ.

Хидматҳои абрӣ ва ҳамкорӣ. Бо назардошти ду нуқтаи охир, танҳо ҳуҷҷати матнии хоксор (ва чанд намуди дигари маълумот) боқӣ мемонад. Ин ҳуҷҷатҳо дар муқоиса бо мултимедиявие, ки мо дар боло муҳокима кардем, одатан он қадар хурданд, ки нигоҳ доштани онҳо дар компютери шумо ҳеҷ гоҳ мушкиле нахоҳад буд.

Бо вуҷуди ин, дар ҷаҳони мобилии мо, талабот ба дастрасӣ ба ҳуҷҷатҳо дар роҳ афзоиш меёбад. Ва дар ин ҷо боз ҳамон пешрафте, ки мо бо мусиқӣ муҳокима кардем, дар ин ҷо ба амал меояд - дар он ҷо аввал мо ҳуҷҷатҳоро бо истифода аз дискетҳо, CDҳо ва USBҳо интиқол медодем, ҳоло мо қулайтар ва ба истеъмолкунандагон нигаронидашуда истифода мебарем. нигаҳдории абр хидматҳо, ба монанди Google Drive ва Dropbox, ки ҳуҷҷатҳои моро дар як маркази додаҳои беруна нигоҳ медоранд, то ки мо ба таври бехатар дастрасӣ пайдо кунем. Чунин хидматҳо ба мо имкон медиҳанд, ки ҳуҷҷатҳои худро дар ҳама ҷо, дар вақти дилхоҳ, дар ҳама гуна дастгоҳ ё системаи оператсионӣ дастрас ва мубодила кунем.

Барои одилона, истифодаи хидматҳои ҷараён, васоити ахбори иҷтимоӣ ва хидматҳои абрӣ ҳатман маънои онро надорад, ки мо ҳама чизро ба абр интиқол медиҳем - баъзе чизҳоро мо бартарӣ медиҳем, ки аз ҳад зиёд махфӣ ва бехатар нигоҳ дорем - аммо ин хидматҳо коҳиш ёфтанд ва коҳиш хоҳанд дод, ҳаҷми умумии фазои нигоҳдории маълумотҳои физикӣ, ки мо бояд сол ба сол соҳиб шавем.

Чаро нигоҳдории экспоненсиалӣ бештар муҳим аст

Гарчанде ки як фарди миёна ниёз ба нигаҳдории рақамии бештарро камтар медонад, қувваҳои бузурге ҳастанд, ки қонуни Крайдерро пеш мебаранд.

Аввалан, аз сабаби рӯйхати қариб солонаи вайронкунии амният дар як қатор ширкатҳои хидматрасонии технологӣ ва молиявӣ, ки ҳар як иттилооти рақамии миллионҳо одамонро зери хатар мегузоранд - нигарониҳо дар бораи махфияти маълумот дар байни мардум ба таври дуруст афзоиш меёбанд. Вобаста ба эҳтиёҷоти инфиродӣ, ин метавонад талаботи ҷамъиятро ба имконоти нигоҳдории маълумоти калонтар ва арзонтар барои истифодаи шахсӣ ба вуҷуд орад, то вобаста ба абр пешгирӣ кунад. Шахсони оянда ҳатто метавонанд дар дохили хонаҳои худ серверҳои нигоҳдории маълумотро таъсис диҳанд, то ба ҷои он ки ба серверҳои ширкатҳои бузурги технологӣ тааллуқ доранд, ба берун пайваст шаванд.

Мулоҳизаҳои дигар ин аст, ки маҳдудиятҳои нигаҳдории маълумот дар айни замон пешрафтро дар як қатор бахшҳо аз биотехнология то зеҳни сунъӣ бозмедоранд. Бахшҳое, ки аз ҷамъоварӣ ва коркарди маълумоти калон вобастаанд, бояд миқдори зиёди маълумотро барои навоварии маҳсулот ва хидматҳои нав нигоҳ доранд.

Баъдан, дар охири солҳои 2020-ум, Интернети ашё (IoT), мошинҳои мустақил, роботҳо, воқеияти афзоишёфта ва дигар ба ин монанд "технологияҳои пешрафта" ба сармоягузорӣ ба технологияи нигаҳдорӣ мусоидат хоҳанд кард. Ин дар он аст, ки барои кор кардани ин технологияҳо онҳо бояд қудрати ҳисоббарорӣ ва иқтидори нигаҳдории худро дошта бошанд, то дарки атрофашон ва вокуниш дар вақти воқеӣ бидуни вобастагии доимӣ аз абр бошанд. Мо ин консепсияро минбаъд дар зер меомӯзем боби панчум ин силсила.

Дар охир, Интернети чизҳо (дар мо пурра шарх дода шудааст Ояндаи интернет силсила) боиси миллиардҳо то триллионҳо сенсорҳо мегардад, ки ҳаракат ё ҳолати миллиардҳо то триллион чизҳоро пайгирӣ мекунанд. Миқдори бузурги маълумоте, ки ин сенсорҳои бешумор истеҳсол мекунанд, қобилияти нигоҳдории муассирро талаб мекунанд, то он ки онҳо аз ҷониби суперкомпютерҳо, ки мо дар охири ин силсила фаро хоҳем гирифт, коркард карда шавад.

Дар маҷмӯъ, дар ҳоле ки одами оддӣ эҳтиёҷоти худро ба сахтафзори нигаҳдории рақамии шахсии худ торафт кам мекунад, ҳама дар сайёра ҳанӯз ҳам ба таври ғайримустақим аз иқтидори нигаҳдории беохири технологияҳои нигаҳдории рақамии оянда баҳра хоҳанд бурд. Албатта, тавре ки дар боло ишора карда будем, ояндаи нигаҳдорӣ дар абр аст, аммо пеш аз он ки мо ба ин мавзӯъ ғарқ шавем, мо аввал бояд инқилобҳои иловагиро дар паҳлӯи коркарди (микрочип) тиҷорати компютерӣ дарк кунем. мавзӯи боби оянда.