Какво е устройство за съхранение?

Една от критичните характеристики на компютъра е способността за постоянно запазване на файлове, документи, работа, рекламни снимки. Наистина всякакви данни, които може да искате да запазите. За съжаление основната памет, която компютърът има – системната RAM и кешът на процесора – е непостоянна. Летливата памет губи всички данни, които съхранява, когато компютърът се изключи. Въпреки че това е добре за сигурността и стабилността, това също означава, че първичната памет не може да се използва за постоянно съхранение.

За да се отговори на тази нужда, е необходима вторична памет. Вторичната памет обхваща устройства за дългосрочно съхранение на данни, които са енергонезависими, което означава, че те не губят данни, когато компютърът е изключен. Тази памет обикновено остава постоянно свързана с компютри, обикновено устройства за съхранение. Технически, същият клас устройства за съхранение може да се използва и като третична или четвъртична памет. Това са устройства за съхранение, които не са свързани, но компютърът може да ги свърже. И устройства за съхранение, които не са свързани и се нуждаят от ръчна човешка намеса, за да може компютърът да има достъп. Устройствата за съхранение може да са предназначени предимно да бъдат статични. Те обаче могат да бъдат и подвижни.

Съвременни устройства за съхранение

Магнитните носители за съхранение, по-специално твърдите дискове или твърдите дискове, са стандартно устройство за съхранение от дълго време. Те предлагат голям капацитет при ниски разходи, но имат ограничена производителност при четене и запис поради зависимостта от движещи се части. В твърдите дискове магнитните полета в дисковата плоча са подравнени или неподравнени с главата за запис. След това магнитните полета могат да бъдат препрочетени с четяща глава.

SSD или Solid-State Drives са бъдещият цар на носителите за съхранение. Те използват високоскоростна флаш памет, която може да работи много по-бързо от HDD. До такава степен, че те обикновено използват различна, по-бърза транспортна шина, тъй като шината SATA III, подходяща за HDD, може да бъде изцяло наситена от SSD. Ключът към скоростта на SSD е, че те нямат движещи се части, тъй като използват внимателно проектирани електронни схеми за съхраняване на данни.

За съжаление, тъй като са авангардна технология, SSD имат висока цена. Това обаче е много по-малко сериозно, отколкото беше само преди няколко години, като се има предвид капацитет от 2TB или по-малко. USB флаш устройствата и външните USB SSD също използват флаш памет. Въпреки че честотната лента на USB връзката обикновено ограничава това.

Оптичните носители за съхранение като CD, DVD и Blu-ray са донякъде подобни на HDD. Макар че вместо магнетизъм и четящи глави, физическите канали в диска променят поведението на четящия лазер. Оптичните носители страдат от същите ограничения на скоростта като HDD поради използването на движещи се части. Всяко изброено поколение има увеличен капацитет благодарение на новоизмислени трикове и намаляване на дължината на вълната на лазера. По-малката дължина на вълната на лазера означава, че могат да бъдат открити повече малки бразди. Те могат да бъдат опаковани по-близо една до друга, увеличавайки капацитета за съхранение.

Исторически устройства за съхранение

Една от най-ранните технически форми на съхранение ще бъде перфокартата. Те са били използвани предимно за въвеждане и извеждане на данни, но като се има предвид, че данните ще бъдат постоянно съхранени на перфокартата, това технически се брои. Въпреки това, по принцип не би се очаквало компютърът да прочете изходния резултат от друг компютър.

Основната въжена памет беше стара форма на ROM, която беше направена чрез тъкане на проводяща жица през или около серия от магнитни пръстени. Кодирането на данните е твърдо кодирано в процеса на тъкане чрез преминаване през или около магнитния пръстен, което прави невъзможно актуализирането. Тази памет е използвана на космическия кораб Аполо, който кацна на Луната.

Флопи дисковете бяха форма на сменяеми магнитни носители за съхранение, които използваха гъвкав диск, защитен в пластмасова кутия. Работеше на същите принципи като твърдия диск, но имаше много по-малък капацитет и по-ниски скорости.

Паметта 3D XPoint, предлагана на пазара като Optane от Intel и QuantX от Micron, беше форма на памет с промяна на фазата, която предлагаше отлична латентност и пропускателна способност. Той се продаваше в две роли, SSD и кеш за други устройства за съхранение. Неговата скорост беше приблизително сравнима със SSD, което означава, че опцията за кеширане може да осигури значително повишаване на производителността на системи, базирани на HDD, при удобни за кеширане операции за четене.

SSD продуктите обикновено се считаха за SSD от висок клас. Сравнително слабото усвояване обаче в крайна сметка доведе до изоставянето на 3D XPoint от Micron през 2021 г. и Intel през 2022 г., въпреки че устройствата все още са на пазара. Магнитната лента за съхранение исторически се използва като архивен носител. Докато лентата вероятно все още е в архивна „използване“, повечето архивни данни сега се съхраняват на твърди дискове.

Заключение

Устройствата за съхранение са форми на вторична компютърна памет, която може постоянно да съхранява данни. Това е критично за целите на операционните системи, но също така е необходимо за съхраняване на документи, снимки, файлове и т.н. С течение на времето плътността на съхранение на устройствата за съхранение намаля драстично. В същото време скоростите на четене и запис на тези устройства за съхранение също са се увеличили значително, а цената на единица за съхранение е намаляла рязко. Тази тенденция като цяло изглежда ще продължи, въпреки че може да се забави, когато границите на миниатюризация се приближават и достигат.