Що таке запамятовуючий пристрій?

Однією з найважливіших особливостей комп’ютера є можливість постійного збереження файлів, документів, роботи, рекламних зображень. Дійсно будь-які дані, які ви можете зберегти. На жаль, основна пам’ять комп’ютера – системна оперативна пам’ять і кеш-пам’ять центрального процесора – є енергозалежними. Енергозалежна пам’ять втрачає всі дані, які вона зберігає, коли комп’ютер вимикається. Хоча це добре для безпеки та стабільності, це також означає, що основну пам’ять не можна використовувати для постійного зберігання.

Для задоволення цієї потреби потрібна вторинна пам'ять. Вторинна пам’ять охоплює довгострокові пристрої зберігання даних, які є енергонезалежними, тобто вони не втрачають дані, коли комп’ютер вимикається. Ця пам'ять зазвичай залишається постійно підключеною до комп'ютерів, зазвичай пристроїв зберігання даних. Технічно той же клас запам'ятовуючих пристроїв також може використовуватися як третинна або четвертинна пам'ять. Це пристрої зберігання даних, які не підключені, але які комп’ютер може підключити. І пристрої зберігання даних, які не пов’язані між собою та потребують ручного втручання людини, щоб комп’ютер міг отримати доступ. Запам'ятовуючі пристрої можуть бути в основному статичними. Однак вони також можуть бути знімними.

Сучасні пристрої зберігання даних

Магнітні носії інформації, зокрема жорсткі диски або жорсткі диски, протягом тривалого часу були стандартними пристроями зберігання. Вони пропонують високу ємність за низьку вартість, але мають обмежену продуктивність читання та запису через залежність від рухомих частин. У жорстких дисках магнітні поля в пластині диска вирівнюються або зміщуються з головкою запису. Потім магнітні поля можна повторно зчитувати за допомогою зчитувальної голівки.

SSD, або твердотільні накопичувачі, є перспективним королем носіїв інформації. Вони використовують високошвидкісну флеш-пам'ять, яка може працювати набагато швидше, ніж жорсткий диск. До того, що вони зазвичай використовують іншу, швидшу транспортну шину, оскільки шина SATA III, яка підходить для жорстких дисків, може бути повністю насичена SSD. Ключ до швидкості SSD полягає в тому, що вони не мають рухомих частин, оскільки вони використовують ретельно розроблені електронні схеми для зберігання даних.

На жаль, будучи передовою технологією, SSD мають високу ціну. Однак це набагато менш серйозно, ніж це було лише кілька років тому, враховуючи ємність у 2 ТБ або менше. USB-накопичувачі та зовнішні USB-SSD також використовують флеш-пам’ять. Хоча пропускна здатність USB-з’єднання зазвичай обмежує це.

Оптичні носії інформації, такі як компакт-диски, DVD-диски та Blu-ray, дещо схожі на жорсткі диски. Хоча замість магнетизму та зчитувальних головок фізичні канавки на диску змінюють поведінку зчитувального лазера. Оптичні носії мають ті ж обмеження швидкості, що й жорсткі диски, через використання рухомих частин. Кожне перераховане покоління має збільшену потужність завдяки нещодавно винайденим прийомам і зменшенню довжини хвилі лазера. Менша довжина хвилі лазера означає, що можна виявити більше дрібних канавок. Їх можна упаковувати ближче один до одного, збільшуючи ємність для зберігання.

Історичні пристрої зберігання

Однією з найперших технічних форм зберігання даних була перфокарта. Вони в основному використовувалися для введення та виведення даних, але з огляду на те, що дані будуть постійно зберігатися на перфокарті, технічно це має значення. Однак, як правило, не очікується, що комп’ютер зчитує вихідний результат з іншого комп’ютера.

Основна пам’ять була старою формою ПЗП, яку створювали шляхом переплетення провідних проводів через серію магнітних кілець або навколо них. Кодування даних було жорстко закодовано в процесі плетіння через магнітне кільце, яке проходило крізь або навколо нього, що унеможливлювало оновлення. Ця пам'ять була використана на космічному кораблі "Аполлон", який приземлився на Місяць.

Дискети були різновидом знімних магнітних носіїв інформації, які використовували гнучкий диск, захищений пластиковим футляром. Він працював за тими ж принципами, що й жорсткий диск, але мав набагато меншу ємність і повільнішу швидкість.

Пам'ять 3D XPoint, яка продається як Optane від Intel і QuantX від Micron, була формою пам'яті зі зміною фази, яка забезпечувала чудову затримку та пропускну здатність. Він продавався у двох ролях: SSD і кеш для інших пристроїв зберігання даних. Його швидкість була приблизно порівнянна з SSD, що означає, що опція кешування може забезпечити значне підвищення продуктивності систем на базі жорсткого диска в операціях читання, дружніх до кешу.

Продукти SSD зазвичай вважалися висококласними SSD. Однак відносно низьке поширення призвело до того, що Micron у 2021 році та Intel у 2022 році відмовилися від 3D XPoint, хоча пристрої все ще на ринку. Магнітна стрічка історично використовувалася як архівний носій. Хоча стрічка, ймовірно, все ще «використовується» для архівування, більшість архівних даних тепер зберігається на жорстких дисках.

Висновок

Пристрої зберігання — це форми вторинної пам’яті комп’ютера, які можуть постійно зберігати дані. Це критично важливо для цілей операційних систем, але також необхідно для зберігання документів, фотографій, файлів тощо. З часом щільність зберігання пристроїв зберігання різко зменшилася. У той же час швидкість читання та запису цих пристроїв зберігання також значно зросла, а вартість одиниці пам’яті різко знизилася. Схоже, що ця тенденція збережеться, хоча вона може сповільнитися в міру наближення та досягнення меж мініатюризації.