Kaj je naprava za shranjevanje?

Ena od kritičnih lastnosti računalnika je zmožnost trajnega shranjevanja datotek, dokumentov, dela, oglasnih slik. Prav vse podatke, ki jih morda želite obdržati. Na žalost je primarni pomnilnik, ki ga ima računalnik – sistemski RAM in predpomnilnik procesorja – nestanoviten. Hlapni pomnilnik izgubi vse podatke, ki jih ima, ko se računalnik izklopi. Čeprav je to dobro za varnost in stabilnost, pomeni tudi, da primarnega pomnilnika ni mogoče uporabiti za trajno shranjevanje.

Za izpolnitev te potrebe je potreben sekundarni pomnilnik. Sekundarni pomnilnik zajema naprave za dolgoročno shranjevanje podatkov, ki so trajne, kar pomeni, da ne izgubijo podatkov, ko je računalnik izklopljen. Ta pomnilnik je običajno trajno povezan z računalniki, običajno s pomnilniškimi napravami. Tehnično se lahko isti razred pomnilniških naprav uporablja tudi kot terciarni ali kvartarni pomnilnik. To so naprave za shranjevanje, ki niso povezane, a jih računalnik lahko poveže. In naprave za shranjevanje, ki niso povezane in potrebujejo ročno človeško posredovanje, da lahko računalnik dostopa. Naprave za shranjevanje so morda namenjene predvsem statičnim. Lahko pa so tudi odstranljive.

Sodobne naprave za shranjevanje

Magnetni pomnilniški mediji, zlasti trdi diski ali trdi diski, so že dolgo standardna naprava za shranjevanje. Ponujajo visoko zmogljivost pri nizkih stroških, vendar imajo omejeno zmogljivost branja in pisanja zaradi odvisnosti od gibljivih delov. V trdih diskih so magnetna polja v plošči diska poravnana ali neporavnana s pisalno glavo. Magnetna polja lahko nato ponovno odčitate z bralno glavo.

SSD-ji ali pogoni SSD so prihajajoči kralj med mediji za shranjevanje. Uporabljajo hitri pomnilnik Flash, ki lahko deluje veliko hitreje kot trdi disk. Do te mere, da običajno uporabljajo drugačno, hitrejše transportno vodilo, ker lahko vodilo SATA III, primerno za trde diske, v celoti nasiči SSD. Ključ do hitrosti diskov SSD je, da nimajo gibljivih delov, saj za shranjevanje podatkov uporabljajo skrbno zasnovana elektronska vezja.

Na žalost imajo diski SSD visoko ceno, saj gre za vrhunsko tehnologijo. Vendar je to veliko manj resno, kot je bilo le pred nekaj leti, če upoštevamo zmogljivosti 2TB ali manj. USB ključki in zunanji USB SSD prav tako uporabljajo bliskovni pomnilnik. Čeprav pasovna širina povezave USB to običajno omejuje.

Optični pomnilniški mediji, kot so CD-ji, DVD-ji in Blu-ray, so nekoliko podobni trdim diskom. Čeprav namesto magnetizma in bralnih glav obnašanje bralnega laserja spreminjajo fizični utori na disku. Optični mediji imajo zaradi uporabe gibljivih delov enake hitrostne omejitve kot trdi diski. Vsaka našteta generacija ima povečano zmogljivost zahvaljujoč na novo izumljenim trikom in zmanjšanju valovne dolžine laserja. Manjša laserska valovna dolžina pomeni, da je mogoče zaznati več manjših utorov. Lahko jih pakiramo bližje skupaj, s čimer povečamo kapaciteto shranjevanja.

Naprave za zgodovinsko shranjevanje

Ena najzgodnejših tehničnih oblik shranjevanja bi bila luknjana kartica. Ti so bili primarno uporabljeni za vnos in izpis podatkov, vendar glede na to, da bi bili podatki trajno shranjeni na luknjani kartici, to tehnično šteje. Vendar se na splošno ne bi pričakovalo, da bo računalnik prebral izhodni rezultat drugega računalnika.

Pomnilnik jedrne vrvi je bil stara oblika ROM-a, ki je bil izdelan s tkanjem prevodne žice skozi vrsto magnetnih obročev ali okoli njih. Kodiranje podatkov je bilo med postopkom tkanja trdo kodirano, tako da je magnetni obroč šel skozi ali okoli njega, zaradi česar ni bilo mogoče posodobiti. Ta spomin je bil uporabljen na vesoljskem plovilu Apollo, ki je pristalo na Luni.

Diskete so bile oblika izmenljivih magnetnih medijev za shranjevanje, ki so uporabljali upogljivi disk, zaščiten v plastičnem ohišju. Deloval je na enakih principih kot trdi disk, vendar je imel veliko manjšo zmogljivost in počasnejše hitrosti.

Pomnilnik 3D XPoint, ki ga je Intel tržil kot Optane, Micron pa QuantX, je bil oblika fazno spremenjenega pomnilnika, ki je ponujal odlično zakasnitev in prepustnost. Prodajal se je v dveh vlogah, SSD in predpomnilnik za druge pomnilniške naprave. Njegova hitrost je bila približno primerljiva s SSD-ji, kar pomeni, da bi možnost predpomnjenja lahko zagotovila znatno povečanje zmogljivosti sistemov, ki temeljijo na trdem disku, pri bralnih operacijah, prijaznih do predpomnilnika.

Izdelki SSD so na splošno veljali za SSD diske višjega cenovnega razreda. Relativno nizka uporaba pa je sčasoma povzročila, da sta Micron leta 2021 in Intel leta 2022 opustila 3D XPoint, čeprav so naprave še vedno na trgu. Magnetni trak za shranjevanje se je v preteklosti uporabljal kot arhivski medij. Medtem ko je trak verjetno še vedno v arhivski "uporabi", je večina arhivskih podatkov zdaj shranjenih na trdih diskih.

Zaključek

Naprave za shranjevanje so oblike sekundarnega računalniškega pomnilnika, ki lahko trajno shranjuje podatke. To je kritično za namene operacijskih sistemov, vendar je potrebno tudi za shranjevanje dokumentov, fotografij, datotek itd. Sčasoma se je gostota shranjevanja pomnilniških naprav močno zmanjšala. Hkrati se je znatno povečala tudi hitrost branja in pisanja teh naprav za shranjevanje, cena na enoto za shranjevanje pa se je močno znižala. Zdi se, da se bo ta trend na splošno nadaljeval, čeprav se lahko upočasni, ko se približajo in dosežejo meje miniaturizacije.