Устройства хранения информации в компьютере

В любом компьютере обязательно есть устройства, которые хранят информацию. Устройства хранения информации в компьютере разделяются на оперативную память (память, которая нужна для хранения промежуточных результатов вычислений) и долговременную — здесь хранятся файлы (определение довольно грубое но,суть отражает верно).

В оперативной памяти компьютера любая информация хранится только до выключения компьютера. Если вам нужно сохранить документ и вернуться к работе над ним завтра, его нужно записать на долговременное устройство хранения, обычно – на диск. Вот самые распространенные типы дисков и устройств хранения.

1. Дискеты: 3,5-дюймовые дискеты емкостью 1,44 Мбайт когда-то были «вездесущим» средством хранения информации, но сейчас они безнадежно устарели. Можете считать, что дисковод для них в вашем компьютере необязателен. Вот так она выглядела.

2. Карты памяти SD/xD/MS: даже сейчас, после ухода дискет со сцены, во многих корпусах компьютеров есть отсек, предназначенный для установки дисководов. Почему бы не установить в этот отсек считыватель для карт памяти? С помощью этого считывателя вы можете считывать данные с карт памяти для фотоаппаратов (и записывать тоже). Устройства для работы с картами памяти (кардридеры -дословно «читатель карт») стоят очень недорого, и обычные кардридеры позволят работать со множеством разных карт – SD, xD, CF, Memory Stick и т.д.

3. Жесткие диски, или винчестеры: купите самый емкий жесткий диск, какой сможете себе позволить. Цифровые фотографии всегда занимают больше места, чем вы рассчитывали, а музыкальная коллекция вашего сына наверняка занимает больше, чем весь архив ЦРУ. Хотя в целом считается, что более дорогие жесткие диски надежнее дешевых, индивидуальные результаты бывают разными, и трудно утверждать что-то наверняка.

Быстродействие, т.е. скорость, с которой жесткий диск записывает и считывает данные, менее важно, чем емкость. Быстродействие станет более важным, если вы будете регулярно работать с большими объемами данных, например с видеозаписями. Однако стоит подумать о том, чтобы за несколько дополнительных долларов купить винчестер с новым интерфейсом SATA этот интерфейс быстро приходит на смену устаревшему и более медленному IDE (также известному как ATA или PATA). Кроме того, кабели SATA уже и гибче, чем широкие и неудобные кабели IDE.

Также обратите внимание на внешние жесткие диски, которые обычно подключаются к компьютеру через USB-кабель(внешние жесткие диски). Они работают почти так же быстро, как внутренние жесткие диски, и их можно подключать к компьютеру и отключать по мере необходимости. Кроме того, они не вносят своего вклада в нагрев, что находится в корпусе компьютера.
Если вы покупаете новый винчестер, пусть его установит в компьютер продавец. При установке жесткого диска нужно обращать внимание на ряд мелочей, малопонятных неспециалисту.
4. Приводы CD и DVD: эти приводы позволяют читать и записывать диски с различной информацией (от текстовых документов до музыки и видео) на обычные компакт-диски (CD) помещается порядка 700 Мбайт данных; на DVD помещается порядка 4,5 Гбайт, а на двухслойные DVD – около 8 Гбайт. Не жадничайте – купите себе привод, поддерживающий двухслойные DVD (DVD+RW DL), даже если двухслойные диски дорого стоят. Если вы не знаете, как установить этот привод, купите себе внешний USB-вариант – Windows отлично работает с такими приводами.

Многие старые CD-проигрыватели (например, в музыкальных центрах или автомагнитолах) не могут читать перезаписываемые диски (CD-RW). Для таких приводов нужны однократно записываемые CD (CD-RW).
Если вы хотите записывать на новом компьютере диски CD или DVD и затем проиграть их на устройствах, которые у вас уже есть, лучше перед покупкой запишите тестовый диск и проверьте, будет ли он нормально воспроизводится. Многие дешевые DVD-проигрыватели запросто могут работать с дисками, целиком заполненными MP3-музыкой. Однако есть модели, и среди дорогих – которые не воспринимают такие диски совсем. Единственный способ проверить возможности вашего проигрывателя — провести эксперимент.

5. USB флеш-накопители: замечательные вещи! Размером с пачку жевательной резинки и при этом способны вместить море данных. Существуют флеш-накопители емкостью 16 Гбайт и более – это несколько DVD-дисков. Кроме того, эти устройства не боятся ударов и магнитных полей, а возможность подключения через порт USB означает минимум возни с ними при переносе данных между разными компьютерами. Windows обнаруживает такой накопитель сразу после его подключения к порту USB. Выбирая такой флеш-накопитель определенного объема, берите самый дешевый: в более дорогих моделях того же объема обычно добавляются малоиспользуемые возможности.

Приведенный выше список отнюдь не является исчерпывающим – существует множество более экзотических устройств хранения информации: магнитооптические, ленточные накопители и т.д.

Похожие статьи:

 

Запись имеет метки: Железо

обзор для новичков / 1cloud.ru corporate blog / Habr

Международный рынок гипермасштабируемых дата-центров растет с ежегодными темпами в 11%. Основные «драйверы» — предприятия, подключенные устройства и пользователи — они обеспечивают постоянное появление новых данных. Вместе с объемом рынка растут и требования к надежности хранения и уровню доступности данных.

Ключевой фактор, влияющий на оба критерия — системы хранения. Их классификация не ограничивается типами оборудования или брендами. В этой статье мы рассмотрим разновидности хранилищ — блочное, файловое и объектное — и определим, для каких целей подходит каждое из них.

/ Flickr / Jason Baker / CC

Типы хранилищ и их различия

Хранение на уровне блоков лежит в основе работы традиционного жесткого диска или магнитной ленты. Файлы разбиваются на «кусочки» одинакового размера, каждый с собственным адресом, но без метаданных. Пример — ситуация, когда драйвер HDD пишет и считывает блоки по адресам на отформатированном диске. Такие СХД используются многими приложениями, например, большинством реляционных СУБД, в списке которых Oracle, DB2 и др. В сетях доступ к блочным хостам организуется за счет SAN с помощью протоколов Fibre Channel, iSCSI или AoE.

Файловая система — это промежуточное звено между блочной системой хранения и вводом-выводом приложений. Наиболее распространенным примером хранилища файлового типа является NAS. Здесь, данные хранятся как файлы и папки, собранные в иерархическую структуру, и доступны через клиентские интерфейсы по имени, названию каталога и др.

/ Wikimedia / Mennis / CC

При этом следует отметить, что разделение «SAN — это только сетевые диски, а NAS — сетевая файловая система» искусственно. Когда появился протокол iSCSI, граница между ними начала размываться. Например, в начале нулевых компания NetApp стала предоставлять iSCSI на своих NAS, а EMC — «ставить» NAS-шлюзы на SAN-массивы. Это делалось для повышения удобства использования систем.

Что касается объектных хранилищ, то они отличаются от файловых и блочных отсутствием файловой системы. Древовидную структуру файлового хранилища здесь заменяет плоское адресное пространство. Никакой иерархии — просто объекты с уникальными идентификаторами, позволяющими пользователю или клиенту извлекать данные.

Марк Горос (Mark Goros), генеральный директор и соучредитель Carnigo, сравнивает такой способ организации со службой парковки, предполагающей выдачу автомобиля. Вы просто оставляете свою машину парковщику, который увозит её на стояночное место. Когда вы приходите забирать транспорт, то просто показываете талон — вам возвращают автомобиль. Вы не знаете, на каком парковочном месте он стоял.

Большинство объектных хранилищ позволяют прикреплять метаданные к объектам и агрегировать их в контейнеры. Таким образом, каждый объект в системе состоит из трех элементов: данных, метаданных и уникального идентификатора — присвоенного адреса. При этом объектное хранилище, в отличие от блочного, не ограничивает метаданные атрибутами файлов — здесь их можно настраивать.

/ 1cloud

Применимость систем хранения разных типов

Блочные хранилища

Блочные хранилища обладают набором инструментов, которые обеспечивают повышенную производительность: хост-адаптер шины разгружает процессор и освобождает его ресурсы для выполнения других задач. Поэтому блочные системы хранения часто используются для виртуализации. Также хорошо подходят для работы с базами данных.

Недостатками блочного хранилища являются высокая стоимость и сложность в управлении. Еще один минус блочных хранилищ (который относится и к файловым, о которых далее) — ограниченный объем метаданных. Любую дополнительную информацию приходится обрабатывать на уровне приложений и баз данных.

Файловые хранилища

Среди плюсов файловых хранилищ выделяют простоту. Файлу присваивается имя, он получает метаданные, а затем «находит» себе место в каталогах и подкаталогах. Файловые хранилища обычно дешевле по сравнению с блочными системами, а иерархическая топология удобна при обработке небольших объемов данных. Поэтому с их помощью организуются системы совместного использования файлов и системы локального архивирования.

Пожалуй, основной недостаток файлового хранилища — его «ограниченность». Трудности возникают по мере накопления большого количества данных — находить нужную информацию в куче папок и вложений становится трудно. По этой причине файловые системы не используются в дата-центрах, где важна скорость.

Объектные хранилища

Что касается объектных хранилищ, то они хорошо масштабируются, поэтому способны работать с петабайтами информации. По статистике, объем неструктурированных данных во всем мире достигнет 44 зеттабайт к 2020 году — это в 10 раз больше, чем было в 2013. Объектные хранилища, благодаря своей возможности работать с растущими объемами данных, стали стандартом для большинства из самых популярных сервисов в облаке: от Facebook до DropBox.

Такие хранилища, как Haystack Facebook, ежедневно пополняются 350 млн фотографий и хранят 240 млрд медиафайлов. Общий объем этих данных оценивается в 357 петабайт.

Хранение копий данных — это другая функция, с которой хорошо справляются объектные хранилища. По данным исследований, 70% информации лежит в архиве и редко изменяется. Например, такой информацией могут выступать резервные копии системы, необходимые для аварийного восстановления.

Но недостаточно просто хранить неструктурированные данные, иногда их нужно интерпретировать и организовывать. Файловые системы имеют ограничения в этом плане: управление метаданными, иерархией, резервным копированием — все это становится препятствием. Объектные хранилища оснащены внутренними механизмами для проверки корректности файлов и другими функциями, обеспечивающими доступность данных.

Плоское адресное пространство также выступает преимуществом объектных хранилищ — данные, расположенные на локальном или облачном сервере, извлекаются одинаково просто. Поэтому такие хранилища часто применяются для работы с Big Data и медиа. Например, их используют Netflix и Spotify. Кстати, возможности объектного хранилища сейчас доступны и в сервисе 1cloud.

Благодаря встроенным инструментам защиты данных с помощью объектного хранилища можно создать надежный географически распределенный резервный центр. Его API основан на HTTP, поэтому к нему можно получить доступ, например, через браузер или cURL. Чтобы отправить файл в хранилище объектов из браузера, можно прописать следующее:

<form action  = "[url_storage/account/container/object]"
      method  = "post"
      enctype = "multipart/form-data">
      <input type="hidden" name="redirect"  value="[url_result]">
      <input type="hidden" name="signature" value="[hmac]">
      <input type="file"   name="file_name">
      <input type="submit">
</form>

После отправки к файлу добавляются необходимые метаданные. Для этого есть такой запрос:

curl -i [url_storage/account/container/object] -X POST 
-H "X-Auth-Token: [token]" -H "X-Object-Meta-ValueA: [value-a]"

Богатая метаинформация объектов позволит оптимизировать процесс хранения и минимизировать затраты на него. Эти достоинства — масштабируемость, расширяемость метаданных, высокая скорость доступа к информации — делают объектные системы хранения оптимальным выбором для облачных приложений.

Однако важно помнить, что для некоторых операций, например, работы с транзакционными рабочими нагрузками, эффективность решения уступает блочным хранилищам. А его интеграция может потребовать изменения логики приложения и рабочих процессов.

P.S. Еще несколько материалов о хранении данных из блога 1cloud:

Устройства хранения важной для вас информации

Тема: IT 0

12 февраля 2014, 11:09

Наиболее безопасные устройства хранения важной для вас информации.

В наш информационный, двадцать первый век сложно обойтись без компьютера. И ещё сложнее без надёжного информационного носителя.

Давайте не будем заострять внимание на лишнем, и перейдём сразу к рассмотрению всех носителей информации, которые существуют в природе:

1. DVD, CD, Blu Ray диски
2. Flash-память
3. Жёсткие диски

Конечно, существует ещё десятки других, известных человечеству носителей информации, в том числе и живых! (ха-ха!) (ДНК, например). Кроме шуток — они либо используются в очень узком кругу, либо используются в лабораториях, либо уже исчезли. Давайте рассмотрим троицу с точки зрения безопасности хранения данных!

1) DVD, CD, Blu Ray диски:

Появились уже давно. Получили широкое применение для хранения мультимедиа-файлов. Чаще всего музыки.

Достоинства:

1. Компактность:
   Действительно, кто поспорит? Думаю, нету таких. Диски удобно хранить, но нужно знать, как их хранить. Об этом чуть позже.
2. Цена:
   Цена — главное достоинство CD, DVD, Blu Ray дисков. Стоят они немного, каждый может себе их позволить. Цена сильно отличается от того, каким будет диск — перезаписывающимся (DVD-RW, CD-RW), или нет (CD-R, DVD-R).

Недостатки:

1. Чувствительность обратной, записывающейся стороны на физические повреждения:
   Да, даже самая незначительная царапина уже усложнит дисководу доступ к вашему диску. Самый нелепый удар об пол может дать ему трещину — тогда вообще не стоит включать его в дисковод, т.к. последствия могут быть плачевными (вплоть до поломки дисковода, или инфаркта (если диск в приводе лопнет слишком громко! хах! шутка конечно.)
2. Маленькая ёмкость:
   Да, даже самые ёмкие диски Blu Ray (до 25 ГБ) всё-равно не составят конкуренцию жёстким дискам, или флеш-памяти. А на дисках DVD вообще не поместится больше 4.7 ГБ. (про CD я молчу (0.7 ГБ).

Итак, плюсы и минусы мы разобрали. Диск — весьма чувствительное устройство для хранения информации, поэтому только вам решать — доверять ли дискам, или нет. Лично я — не рекомендую. Если всё-же намерены остановиться на дисках, обратите внимание:

Неправильное хранение может привести к частичной, или полной потере записанной на диск информации. Диски нужно хранить в специальных боксах для дисков. А ещё лучше, в дисковом пенале. Важно помнить, что на длительность хранения информации на диске влияет окружающая температура, влажность воздуха, а экстремальный вид хранения может сократить хранение информации на носителе до нескольких дней.

____________________________________________________

Перейдём ко второму носителю информации — Flash-памяти.

2) Flash-память:

Флэш-память в наше время широко-широко используется. Впрочем, даже не стоило бы это говорить — и так известно. Рассмотрим достоинства, и недостатки предпочтения хранения важной информации на флэш-устройствах.

Достоинства:

1. Соотношение объёмкомпактность:
   То же, что и у дисков, только, считаю, гораздо менее места. Флешку можно оставить хоть где, к тому же места она займёт гораздо меньше, чем диск. Да и к тому же, меньше — и больше. На обычной флешке может вместиться от 1 до 256 ГБ информации. И это не предел, ведь технологии развиваются. Но я говорю — на данный момент.
2. Быстрота работы:
   Флеш-память, особенно, если она поддерживает USB 3.0 — записывает, считывает, или копирует на компьютер информацию значительно быстрее, чем диски.

Недостатки:

— Риск наткнуться на подделку:

Действительно, стоит научиться правильно выбирать флеш-карты себе. Ведь можно очень легко наткнуться на подделку, которая впоследствии может перестать работать по многоразличным факторам. Чтобы этого не допустить — не стоит вестись на недорогую цену. А также лучше флеш-память покупать в крупных магазинах, с гарантией (желательно, на пол-года, и более).

Вот и закончили с флеш-памятью.

___________________________________________________

Переходим к последнему — жёстким дискам:

3) Жёсткие диски:

Самое широко используемое устройство для хранения информации больших объёмов. Достоинства:

1. Объём:
   Да, любая флеш-карта, SSD-накопитель, а тем более компакт-диск позавидует ёмкости жёстких дисков! Современные жёсткие диски вмещают в себя от 40 ГБ (гигабайт), до 4 ТБ (терабайт) (4000 ГБ) информации! Коллосальная ёмкость, правда?
2. Скорость работы:
   Конечно, если операционную систему установить на SSD-накопитель — она будет работать быстрее, чем на HDD, но всё-же и они не обделены скоростью чтениязаписи. Скорости бывают разными — 5200 обмин, 5400 обмин, 7200 обмин, 10000 обмин (серверные), 15000 обмин (серверные). Распространённые — 5400, и 7200 обмин.

Недостатки:

1. Риск потерять всё при плохом блоке питания:
   Блок питания — важная часть ПК. У меня есть свои статьи на эту тематику, но не об этом. Чтобы обеспечить долгую, и стабильную работу своему жёсткому диску — нужно включать его только в доверенный источник питания (блок питания). Однако, в 60% случаев можно починить жёсткий диск (ведь сгорает, чаще всего — контроллёр).
2. Высокая чувствительность к физическим повреждениям:
   Даже удар средней силы, по компьютеру (если он включён), а если ещё хуже по самому жёсткому диску может сместить считывающие пластины, повредить информационные пластины жёсткого диска, навсегда лишив вас нужной вам информации, без возможности восстановления. Поэтому с жёсткими дисками нужно обращаться, как с новорождёнными детьми :).

_____________________________________________________

Исходя из всего вышеописанного — самым безопасным хранением данных я рекомендую SSD-накопители, или mobile-rack-носители (HDD-диски маленького форм-фактора, оборудованные в противоударный корпус, и питающиеся только от USB (+5 V). Берегите свои носители, иначе это может обернуться плачевным для вас исходом. Удачи!

Читайте также:

Компоненты персонального компьютера – системный блок и хранение данных

Если вы используете ноутбук, то, наверное, уже знаете, что не существует отдельной составляющей, которая называется «компьютер».

Компьютер – это действительно система из многих составляющих, которые работают вместе. Материальные части, к которым можно прикоснуться и которые можно увидеть, называют оборудованием. Программным обеспечением называют инструкции или программы, которые предписывают оборудованию, что следует делать.

На иллюстрациях ниже показано самое распространенное оборудование настольного компьютера. Ваша система может выглядеть немного иначе, но, наверное, имеет большинство из этих составляющих. Ноутбук имеет подобные составляющие, но они содержатся в одном корпусе размером с тетрадь.

Посмотрим на каждую составляющую.

Системный блок компьютера

Системный блок – это ядро компьютерной системы. Обычно это прямоугольная коробка, расположенная на столе или под ним. В ней много электроники, которая обрабатывает информацию. Важнейший из этих компонентов – центральный процессор (ЦП), или микропроцессор, является «мозгом» компьютера.

Еще один компонент – оперативная память (ОЗУ), временно хранит информацию, которую использует центральный процессор, когда компьютер включен. После выключения компьютера все данные из оперативной памяти стираются.

Почти каждая другая составляющая компьютера соединяется с системным блоком с помощью кабелей. Кабели подключаются в специальные порты (гнезда), обычно на задней панели системного блока. Оборудование, которое не входит в состав системного блока, иногда называют периферийными устройствами или просто устройствами.

Системы хранения данных на компьютере

В компьютере имеется один или несколько накопителей – устройств, которые хранят информацию на металлическом или пластиковом диске. Информация на диске сохраняется, даже когда компьютер выключен.

Накопитель жесткого диска

Накопитель жесткого диска на компьютере сохраняет информацию на жестком диске – негибкой круглой пластине или стопке пластин с магнитным покрытием.

Поскольку жесткие диски могут содержать большие объемы информации, они обычно являются основным средством хранения данных на компьютере и содержат почти все ваши программы и файлы. Накопитель на жестких дисках обычно находится в системном блоке.

Устройства чтения компакт- и DVD-дисков

Почти все компьютеры сегодня оборудованы устройствами чтения компакт- и DVD-дисков, которые обычно расположены на передней панели системного блока. С помощью лазеров устройства чтения компакт-дисков считывают (получают) данные с компакт-диска, много таких устройств могут еще и записывать на компакт-диски данных.

Если у вас есть устройство записи дисков, можно хранить копии файлов на чистых компакт-дисках. Также можно использовать устройство чтения компакт-дисков, воспроизведение на компьютере музыкальные компакт-диски.

Устройства чтения DVD выполняют все функции устройств чтения компакт-дисков и, кроме того, читают DVD-диски. Если в компьютере есть устройство чтения DVD-дисков, то можно просматривать фильмы. Многие устройства чтения DVD-дисков могут записывать данные на пустые DVD-диски.

Если у вас есть устройство записи компакт- или DVD-дисков, периодически делайте резервные копии важных файлов на компакт-или DVD-дисках. Если жесткий диск выйдет из строя, вы сохраните важные данные.

Накопитель на гибких дисках

Накопители на гибких дисках хранят информацию на гибких дисках, которые также называют дискетами. По сравнению с компакт- и DVD-дисками, дискеты могут хранить небольшое количество данных.

Также они медленнее записываются и более устойчивы к повреждениям. Именно поэтому накопители на гибких дисках менее популярны, чем прежде, хотя в некоторых компьютерах они все еще используются.

Почему эти диски называют гибкими? Внешнюю ее часть сделана из твердого пластика, и это только обложка. Сам диск сделан из тонкого и гибкого винила.

Компьютерная мышь или манипулятор

Компьютерная мышь – это небольшое устройство, которое используется, чтобы выбирать или указывать на объекты на экране компьютера. Хотя мыши бывают разных форм, типичная мышь действительно напоминает живую мышку. Она маленькая, продолговатая и соединена с системным блоком при помощи длинного провода, который напоминает хвост. Некоторые новые модели мышей беспроводные.

Обычно мышь имеет две кнопки: основную (обычно расположена слева) и вспомогательную. Многие мыши также имеют колесико между двумя кнопками, которое позволяет плавно прокручивать страницы.

При перемещении мыши рукой, на экране в том же направлении движется указатель. (Вид указателя может изменяться в зависимости от его расположения на экране.)

Чтобы выбрать объект, следует навести на него указатель и щелкнуть (нажать и отпустить) основную кнопку. Основной способ взаимодействия с компьютером – это наведение указателя мыши на соответствующий элемент и нажатия основной кнопки. Дополнительные сведения см. Использование мыши.

Компьютерная клавиатура

Клавиатура используется в основном для ввода в компьютер. Как и на клавиатуре пишущей машинки, на ней есть клавиши с буквами и цифрами, но также и специальные клавиши:

• Функциональные клавиши, расположенные в верхнем ряду, выполняющих различные функции в зависимости от того, где они используются.
• Цифровая клавиатура расположена с правой стороны большинства клавиатур, позволяет быстро вводить цифры.
• Навигационные клавиши, например клавиши со стрелками, позволяют перемещаться по документу или веб-странице.

Также с помощью клавиатуры можно выполнить множество действий, выполняемых мышью. Дополнительные сведения см. Использование клавиатуры.

Монитор для компьютера

Монитор представляет информацию визуально с помощью текста и графики (Графический интерфейс). Часть монитора, на котором отображается информация, называется экран. Как и телевизионный экран, компьютерный экран может отображать статичные изображения или видео.

На данный момент используются два основных типа мониторов: ЭЛТ (электронно-лучевая трубка) и ЖК-монитор (ЖК). Оба типа предоставляют четкое изображение, но преимущество ЖК-мониторов в том, что они тоньше и легче.

Принтер для компьютера

Принтер переносит данные с компьютера на бумагу. Для работы с компьютером принтер не нужен, но он позволяет печатать сообщения электронной почты, открытки, приглашения, объявления и другие материалы. Также многим нравится печатать дома свои фото.

Есть два основных типа принтеров – струйные и лазерные. Струйные принтеры популярные для домашнего использования.

Они могут печатать черно-белые или полноцветные изображения, а в случае использования специальной бумаги – даже фотографии высокого качества. Лазерные принтеры быстрее и рассчитаны на интенсивное использование.

Звуковые устройства

Динамики воспроизводят звуки. Они могут быть встроены в системный блок или подключены с помощью кабелей. Динамики позволяют слушать музыку и слышать звуковые эффекты.

Модем для подключения к интернету

Чтобы подключить компьютер к интернету, нужен модем. Модем – это устройство, посылает и получает компьютерную информацию по телефонной линии или скоростном кабеля.

Модемы иногда встроены в системный блок, но скоростные модемы обычно являются отдельными компонентами.

Какое будущее нас ждет / 1cloud.ru corporate blog / Habr

Совсем недавно мы рассказывали о работе службы тех. поддержки нашего облачного сервиса 1cloud и предложили «пятничный формат», позволяющий познакомиться с устройством сервиса Netflix и оценками ученых относительно перспектив в области ИИ.

Сегодня мы решили посмотреть на положение дел в сфере хранения данных, а завтра вас ждет традиционный «пятничный формат» с разбором темы «облачной робототехники» и смежных сфер деятельности.

Уже «на пороге»

В 2014 году компания Seagate анонсировала свой новый дисковый накопитель Kinetic HDD с интерфейсом Ethernet, производительность которого в несколько раз превысила производительность всех существующих на тот момент продуктов.

У каждого диска Kinetic HDD есть два гигабитных Ethernet-порта, каждый со своим IP-адресом, а платформа Kinetic Open Storage дает возможность приложениям и хостам связываться друг с другом напрямую через жесткие диски с помощью TCP/IP-инфраструктуры дата-центров, используя открытый API.

Подобная технология может серьёзно преобразить инфраструктуру дата-центров и ИТ-индустрию в целом. Прямая связь дисков с приложениями позволит отказаться от контроллеров, файловых систем и даже массивов RAID. Это определенно поспособствует распространению распределенных баз данных вроде Cassandra.

В том же 2014 году компания HGST представила широкой публике новый жёсткий диск Ultrastar He8 SATA Ultra. Главным техническим решением стало заполнение камеры с вращающимися дисками гелием.

А уже в сентябре 2014 года компания Western Digital представила первый 10 ТБ жесткий диск, выполненный по этой технологии. Поскольку вместо воздуха в дисковой камере находится гелий, то дискам гораздо проще вращаться, из-за этого меньше греются и могут располагаться ближе друг к другу.

На данный момент такие диски не используются в коммерческих или профессиональных широковещательных видеосерверах, однако новые гелиевые HDD потребляют на 33% меньше электроэнергии. Это позволит увеличить дисковую плотность в центрах обработки данных, а также уменьшить операционные издержки и занимаемое устройствами пространство.

Что касается технологий записи, то еще одной техникой, способной ворваться на рынок в ближайшем будущем, является запись с перекрытием дорожек (SMR – Shingled Magnetic Recording) – это особая техника хранения, когда при записи информации на диск, дорожки накладываются друг на друга. Это позволяет увеличить количество дорожек на каждой пластине и сократить расстояние между ними, что в свою очередь приводит к повышению емкости диска на 25%.

Однако здесь есть несколько сложностей. Например, чтобы перезаписать или обновить информацию, нужно обновить не только нужный фрагмент, но и данные на последних дорожках, поскольку записывающая головка таких дисков шире считывающей и захватывает захватывает данные на граничащих дорожках. Все это приводит к низкой производительности записи.

Развитием технологии SMR занимаются как Seagate, так и HGST. Что касается HGST, то компания выпускала гелиевый диск объемом 10 ТБ, использующий эту технологию. Он предназначался «холодного» хранения данных.

Перспективные разработки

В течение около 50 лет производители магнитных накопителей использовали метод, именуемый параллельной магнитной записью (LMR – Longitudinal Magnetic Recording), в которой вектор намагниченности для каждого бита информации расположен параллельно поверхности носителя (пленки или диска).

В то время как в исторической ретроспективе поверхностная плотность записи удваивалась приблизительно каждый год, в конце концов скорость этого роста замедлилась, и за прошедшие десять лет продольная магнитная запись достигла фундаментального предела плотности записи, который составил около 100-200 гигабит на квадратный дюйм.

Этот предел получил название «суперпарамагнитного предела», обусловленного температурными колебаниями в момент поляризации гранул (изменения состояний) во время записи на устройство. Эффект парамагнетизма ведет к возникновению полей рассеяния и неправильной ориентации зарядов на плоскости диска – «битовым ошибкам».

Чтобы расширить возможности HDD, была придумана перпендикулярная магнитная запись (PMR – Perpendicular Magnetic Recording), способная обеспечить запись 1 ТБ данных на дисковую пластину: биты поляризовались «перпендикулярно плоскости», а не «параллельно».

Изначально технология PMR рассматривалась как временное решение, но она стала использоваться повсеместно. Однако PMR имеет все те же проблемы с устойчивостью чтения и записи, как в случае с LMR.

Поэтому Western Digital и Seagate работают над дисками, использующими технологию термоассистируемой магнитной записи (HAMR – Heat Assisted Magnetic Recording), с помощью которой можно будет создать диски формата 3,5” с емкостью до 60 ТБ.

HAMR призвана заменить PMR и использует небольшой лазер для нагрева части диска, на которую планируется осуществить запись. Это позволяет уменьшить размеры магнитной области, хранящей один бит информации, и увеличить стабильность хранения данных.

Однако все вышеописанные технологии являются предшественниками новой многослойной 3D-записи. Еще в конце 2013 года исследователи из Международного университета Флориды показали, что 3D-запись обладает колоссальным потенциалом и позволяет создавать магнитные носители огромной емкости.

В ML-3D вместо одного магнитного слоя используются сразу три, между которыми проложен изолятор. Для записи используется специальная магнитная головка. Чтение осуществляется с помощью более слабой магнитной головки, путем вычисления векторной суммы наностолбцов. На рисунке ниже показаны наборы битов, сформированные магнитным полем разной силы и направления и сгруппированные в наноколонки.

Еще одной интересной и перспективной технологией является память с фазовым переходом (PCM – Phase Change Memory), которая рассматривается как будущая замена технологии флэш-памяти NAND. PCM использует халькогенид, материал, способный при нагреве переходить из кристаллического состояния в аморфное.

Изменения состояния ячейки могут быть произведены около миллиона раз, что значительно превышает параметры коммерчески успешных NAND-ячеек в SSD-винчестерах корпоративного уровня (около 30 000 циклов перезаписи).

Проблема PCM-памяти в большой задержке записи, но IBM продемонстрировала, что гибридное устройство с PCM, NAND и DRAM на одном контроллере способно работать в 275 раз быстрее обычного SSD-устройства. По оценкам IBM, первые коммерческие продукты, основанные на гибридной технологии PCM, появятся в продаже уже в 2016 году.

Несмотря на то, что все большее количество компаний занимается вопросами увеличения емкости жестких дисков, существуют разработки, призванные повысить емкость оптических дисков. Активная работа над голографическими дисками (HVD) ведется уже как минимум десятилетие. В 2011 году GE представила свое голографическое хранилище: диски размером с DVD, которые могут уместить до 500 ГБ данных в крошечных голограммах.

Для этого используется два лазера: красный и зеленый, объединенные в один луч. Зелёный лазер читает данные, закодированные в виде сетки с голографического слоя, близкого к поверхности диска, в то время как красный лазер используется для чтения вспомогательных сигналов с обычного слоя, расположенного в глубине.

Однако в последнее время о технологии HVD мало что слышно, а один из главных разработчиков, компания InPhase Technologies, в 2010 году обанкротилась. Однако не хотелось бы, чтобы технология так и осталась «недореализованной», ведь эти диски достаточно надежны и считается, что они могут хранить данные на протяжении 30 лет.

Далекое будущее

В мае 2014 года IBM и Fujifilm анонсировали ленточное устройство хранения, которое может хранить 85,9 млрд бит на квадратном дюйме магнитной ленты. Подобная плотность позволяет создавать картриджи с емкостью до 154 ТБ, что в 62 раза превышает возможности картриджей LTO-6.

Для получения столь высокой плотности эксперты Fujifilm разработали технологию Nanocubic, благодаря которой можно сформировать сверхтонкий магнитный слой. Чем тоньше магнитный слой, тем больше намагниченных доменов размещается на единице площади магнитной ленты. Коммерческие реализации технологии могут появиться в течение ближайших 10 лет.

Однако самой перспективной и многообещающей технологией будущего являются хранилища на основе ДНК.

Возможно это одна из самых странных технологий будущего. В 2012 году исследователи из Гарварда смогли закодировать в ДНК книгу из 53 400 слов, одиннадцать JPEG-изображений и одну программу на JavaScript.

ДНК предлагает невероятную плотность записи – 2,2 петабайта на грамм. Это означает, что ДНК-диск размером с чайную ложку сможет уместить все данные, существующие в мире – каждую песню, каждую книгу, каждое видео. Помимо небольших размеров, еще одним достоинством ДНК-хранилищ является долговечность. По словам Джорджа Черча (George Church) из Гарварда, вы можете оставить ДНК-диск где угодно, хоть в пустыне, но данные останутся на нем даже 400 000 лет спустя.

Процесс синтеза последовательности ДНК похож на нанизывание жемчуга на нитку. В этом случае информация кодируется в виде традиционных нулей и единиц. Эти значения присваиваются определенным химическим компонентам, мономерам, которые при помощи химических методов сцепляются в одну цепь, образуя полимеры. Чтобы прочитать записанную информацию, достаточно воспользоваться масс-спектрометром – устройством для считывания ДНК-последовательности.

Для проверки того, как долго данные могут хранится в ДНК, ученые закодировали 83 килобайта данных (по данным New Scientist, стоимость кодирования 83 килобайт составила $1500). Материалом послужили Швейцарский Федеральный устав от 1291 года и палимпсест Архимеда. Выбор этих документов, по мнению ученых, показывает не только потенциальную применимость метода, но и его историческую важность. По оценкам представителей ETH Zurich, эти данные останутся неизменными на протяжении миллиона лет (если ДНК подвергнется заморозке).

Самым большим препятствием, которое пока еще не позволяет использовать ДНК для хранения информации на практике, является время. Даже с использованием современных технологий расшифровки, чтение молекулы ДНК занимает многие часы – на несколько порядков больше, чем чтение обычного файла на компьютере. Потому этот тип хранилищ не подходит для часто используемых данных. Более того, ученые до сих пор заносят информацию в искусственную ДНК и лишь после этого помещают её в бактерию.

Как известно, не все технологии начинают использоваться повсеместно и становятся широкодоступны. Но команда исследователей из США недавно осуществила прорыв, в котором показала, что можно хранить данные в так называемых «мягких веществах».

Согласно новому исследованию, микроскопические частицы в жидкости могут быть использованы, чтобы кодировать те же нули и единицы, прямо как в современных жёстких дисках. В теории кластеры таких частиц однажды смогут хранить до 1 ТБ данных в столовой ложке жидкости.

Термин «мягкое вещество» может относиться к жидкостям, полимерам и даже биоматериалам. Все эти вещества обладают предсказуемым поведением под воздействием различных температур – меняют форму на молекулярном уровне. Команда, ответственная за исследование, использовала определенный тип коллоидной суспензии со специальными наночастицами, сохраняющими свои свойства.

Такие частицы при нагреве организуются в группы. В данном конкретном случае наночастицы собирались в группы из четырех и более штук, в то время как одна из них являлась центром. Размеры связок едва превышали 5 микрометров в диаметре, но команда ученых смогла визуально отметить происходящие изменения.

Кластеры из четырех частиц могут находиться всего в двух состояниях, которые можно закодировать как ноль и единицу. Однако это всего лишь первый шажок в сторону «жидких хранилищ». Сейчас необходимо найти надежный способ формировать кластеры в больших объемах жидкости и быстро считывать записанные данные.

Но, вероятно, самой передовой технологией будущего могут стать квантовые хранилища. Сегодня ученые изучают способы хранения данных с применением законов квантовой физики – то есть пытаются закодировать информацию с помощью управляемой ориентации спина электрона.

На данный момент таким способом можно сохранить небольшое количество данных на очень непродолжительное время (менее дня), но если все получится, то, возможно, благодаря квантовой запутанности мы получим возможность мгновенно синхронизировать данные между двумя точками.

P.S. Мы в 1cloud рассматриваем самые разные темы в нашем блоге на Хабре – пара примеров:

И рассказываем о собственном облачном сервисе:

Устройства хранения информации

Москва, Москва

Санкт-Петербург, Санкт-Петербург

Абакан

Азов

Аксай

Александров

Альметьевск

Амурск

Анапа, Краснодарский край

Ангарск, Иркутская область

Апатиты

Арзамас, Нижегородская область

Армавир, Краснодарский край

Арсеньев

Артем, Приморский край

Архангельск

Асбест

Асино

Астрахань

Аткарск

Аша

Балаково, Саратовская область

Балахна

Балашиха, Московская область

Балашов

Барнаул

Барыбино, Московская область

Батайск, Ростовская область

Белгород

Белебей

Белогорск

Бердск

Березники

Березовский, Кемеровская область

Березовский, Свердловская область

Бийск, Алтайский край

Бикин

Биробиджан, Еврейская АО

Благовещенск

Бобров

Богданович

Богородск

Большая Черниговка

Боровичи

Борское

Братск

Брянск

Бугульма

Бугуруслан

Буденновск

Бузулук

Бутово пос., Московская область

Ванино

Ватутинки, Москва

Великие Луки

Великий Новгород

Вельск

Верхняя Пышма

Верхняя Салда

Вешки, Московская область

Видное, Московская область

Вичуга

Владивосток

Владикавказ

Владимир

Волгоград

Волгодонск, Ростовская область

Волжск

Волжский, Волгоградская область

Вологда

Волоколамск, Московская область

Вольск, Саратовская обл.

Воркута

Воронеж

Воскресенск, Московская область

Воткинск, Удмуртская республика

Всеволожск, Ленинградская область

Выкса

Вышний Волочек

Вязники

Вязьма

Гай

Геленджик, Краснодарский край

Георгиевск

Глазов, Удмуртская республика

Горно-Алтайск

Городец

Горячий Ключ

Грозный

Грязи

Гусь-Хрустальный

Дальнегорск

Десногорск

Дзержинск, Нижегородская область

Дзержинский, Московская область

Димитровград, Ульяновская область

Долгопрудный, Московская область

Домодедово, Московская область

Дрожжино, Московская область

Дубна, Московская область

Дятьково

Евпатория

Егорлыкская станица

Егорьевск, Московская область

Ейск

Екатеринбург

Елизово

Ессентуки

Ефремов

Железноводск

Железногорск, Курская область

Жердевка

Жуковский, Московская область

Заволжье

Заокский

Заречный, Пензенская область

Заречный, Свердловская область

Заринск

Зеленогорск

Зеленоград, Москва

Зеленодольск

Златоуст, Челябинская область

Иваново

Ивантеевка, Московская область

Ижевск

Изобильный

Инта

Ипатово

Ирбит

Иркутск

Искитим

Ишим, Тюменская область

Ишимбай

Йошкар-Ола

Казань

Калининград

Калуга

Каменка

Каменск-Уральский

Каменск-Шахтинский

Камень-на-Оби

Камышин, Волгоградская область

Канаш

Каневская станица

Канск, Красноярский край

Карпинск Свердловская область

Касимов

Каспийск

Качканар

Кемерово

Керчь

Кимовск

Кимры

Кинель

Кинешма, Ивановская область

Киреевск

Киржач

Киров

Кирово-Чепецк

Кирсанов

Киселевск, Кемеровская область

Кисловодск, Ставропольский край

Клин, Московская область

Клинцы

Ковров

Когалым

Коломна

Коломна, Московская область

Колпашево

Колпино, Санкт-Петербург

Кольцово, Новосибирская область

Кольчугино

Комсомольск-на-Амуре

Конаково

Копейск, Челябинская область

Коркино, Челябинская область

Королев, Московская область

Косая Гора

Кострома

Котельники, Московская область

Котовск

Красная Пахра, Москва

Красноармейское

Красногорск, Московская область

Краснодар

Красное Село, Санкт-Петербург

Краснокамск

Краснотурьинск, Свердловская область

Красноярск

Кронштадт, Санкт-Петербург

Кропоткин, Краснодарский край

Крымск

Кстово, Нижегородская область

Кузнечики, Московская область

Кумертау, республика Башкортостан

Кунгур

Курган

Курск

Курчатов

Кушва

Кызыл

Кыштым

Лабинск

Лабытнанги

Лангепас

Лениногорск, Республика Татарстан

Ленинск-Кузнецкий, Кемеровская область

Лесной, Свердловская область

Лесозаводск

Лесосибирск

Ливны

Липецк

Лиски, Воронежская область

Лобня, Московская область

Лосино-Петровский, Московская область

Лысьва, Пермский край

Лыткарино, Московская область

Люберцы, Московская область

Людиново

Лянтор

Магадан

Магнитогорск

Майкоп, Республика Адыгея

Майма

Малоярославец

Мариинск

Маркс

Махачкала, Республика Дагестан

Мегион

Междуреченск, Кемеровская область

Мелеуз

Миасс

Минеральные Воды

Минусинск, Красноярский край

Михайловск

Мичуринск, Тамбовская область

Моздок

Моршанск

Московский, Москва

Муравленко

Мурманск

Муром

Мценск

Мыски

Мытищи, Московская область

Набережные Челны

Назарово

Назрань

Нальчик, Кабардино-Балкарская Республика

Наро-Фоминск, Московская область

Нарьян-Мар

Находка, Приморский край

Невинномысск

Невьянск

Нефтекамск

Нефтеюганск

Нижневартовск

Нижнекамск, Республика Татарстан

Нижний Новгород

Нижний Тагил

Новоалександровск

Новоалтайск, Алтайский край

Нововоронеж

Новодвинск

Новозыбков

Новокузнецк

Новокуйбышевск, Самарская область

Новомосковск, Тульская область

Новороссийск

Новосемейкино

Новосибирск

Новотроицк

Новоуральск

Новочебоксарск

Новочеркасск, Ростовская область

Новошахтинск

Новый Уренгой

Ногинск, Московская область

Норильск

Ноябрьск

Нягань

Няндома

Обнинск, Калужская область

Одинцово, Московская область

Озерск, Челябинская область

Октябрьский

Омск

Орел

Оренбург

Орехово-Зуево, Московская область

Орск, Оренбургская область

Осинники

Осташков

Отрадный

Павлово

Пенза

Первоуральск, Свердловская обл

Переславль-Залесский

Пермь

Песчанокопское

Петергоф, Санкт-Петербург

Петрозаводск

Петропавловск-Камчатский

Плесецк

Подольск, Московская область

Полевской, Свердловская область

Приволжский

Прокопьевск, Кемеровская область

Прохладный

Псков

Пугачев

Пушкин, Санкт-Петербург

Пушкино, Московская область

Пятигорск

Радужный

Раменское, Московская область

Рассказово

Ревда, Свердловская область

Реж

Реутов, Московская область

Ржев

Родники

Рославль

Ростов

Ростов-на-Дону

Рубцовск

Рузаевка

Рыбинск, Ярославская область

Рязань

Салават

Салехард, Ямало-Ненецкий АО

Сальск

Самара

Саранск

Сарапул, Удмуртская республика

Саратов

Саров, Нижегородская область

Сасово

Сатка

Сафоново

Саяногорск

Севастополь

Северодвинск, Архангельская область

Североморск

Североуральск

Северск, Томская область

Семилуки

Сергиев Посад, Московская область

Сердобск

Серов, Свердловская область

Серпухов, Московская область

Сестрорецк, Санкт-Петербург

Сибай

Симферополь

Славгород

Славянск-на-Кубани

Смоленск

Снежинск, Челябинская область

Советская Гавань

Советский, ХМАО — Югра

Сокол

Соликамск, Пермский край

Солнечногорск, Московская область

Соль-Илецк

Сорочинск

Сосновоборск

Сосновый бор, Ленинградская область

Сочи, Краснодарский край

Ставрополь

Старая Русса

Старый Оскол

Стерлитамак

Стрежевой

Ступино, Московская область

Суздаль

Сургут

Сухой Лог

Сызрань

Сыктывкар

Сысерть, Свердловская область

Таганрог

Тамбов

Таштагол

Тверь

Тейково

Темрюк

Тимашевск

Тимофеевка

Тихорецк

Тобольск, Тюменская область

Тольятти

Томилино, Московская область

Томск

Торжок

Трехгорный

Троицк, Москва

Троицк, Челябинская область

Туапсе

Туймазы, республика Башкортостан

Тула

Тутаев

Тында

Тюмень

Удомля

Узловая

Улан-Удэ

Ульяновск

Урай

Урюпинск

Усинск

Усолье-Сибирское

Уссурийск, Приморский край

Усть-Лабинск

Уфа

Ухта

Фрязино, Московская область

Фурманов

Хабаровск

Ханты-Мансийск

Химки, Московская область

Хомутово

Хотьково, Московская область

Хурба

Чайковский, Пермский край

Чапаевск, Самарская область

Чебаркуль

Чебоксары

Челябинск

Череповец

Черкесск

Черноголовка, Московская область

Черногорск, Республика Хакасия

Чехов, Московская область

Чита

Чудиново

Чусовой

Шадринск, Курганская область

Шарыпово

Шахты, Ростовская область

Шебекино

Шелехов

Шумиха

Шуя, Ивановская область

Щекино, Тульская область

Щелково, Московская область

Электросталь, Московская область

Элиста

Энгельс, Саратовская область

Югорск

Южно-Сахалинск

Южноуральск

Юрга, Кемеровская область

Яблоновский

Якутск

Ялта

Ялуторовск

Ям, Московская область

Ярославль

Ярцево

Ясногорск

Устройство хранения информации — это… Что такое Устройство хранения информации?

Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, англ. flash memory), отличающиеся высокой скоростью доступа и возможностью быстрого стирания данных

По энергозависимости

Энергонезависимая память (англ. nonvolatile storage) — ЗУ, записи в которых не стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся все виды ПЗУ и ППЗУ.

Энергозависимая память (англ. volatile storage) — ЗУ, записи в которых стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относится ОЗУ, кэш-память.

(англ. dynamic storage) — разновидность энергозависимой полупроводниковой памяти, в которой хранимая информация с течением времени разрушается, поэтому для сохранения записей необходимо производить их периодическое восстановление (регенерацию), которое выполняется под управлением специальных внешних схемных элементов.

(англ. static storage) — разновидность энергозависимой полупроводниковой памяти, которой для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения, а регенерация не требуется.

По виду физического носителя и принципа рЕМА

Некоторые виды памяти могут носить сразу два и более «родовых» наименования по принципу работы.

Акустическая память (англ. acoustic storage) — в качестве среды для записи и хранения данных используются замкнутые акустические линии задержки.

Голографическая память (англ. holographic storage) — в качестве среды для записи и хранения используется пространственная графическая информация, отображаемая в виде интерференционных структур.

Емкостная память (англ. capacitor storage) — вид ЗУ, использующий в качестве среды для записи и хранения данных элементы электрической цепи — конденсаторы.

Криогенная память (англ. cryogenic storage) — в качестве среды для записи и хранения данных используются материалы, обладающие сверхпроводимостью.

Лазерная память (англ. laser storage) — вид памяти, в котором запись и считывание данных производятся лучом лазера (CD-R/RW, DVD+R/RW, DVD-RAM).

Магнитная память (англ. magnetic storage) — вид памяти, использующий в качестве среды для записи и хранения данных магнитный материал. Наиболее широко использующимися устройствами реализации магнитной памяти в современных ЭВМ являются накопители на магнитных лентах (НМЛ), магнитных (жестких и гибких) дисках (НЖМД и НГМД). Некоторые разновидности имеют собственные наименования:

• Память на магнитной проволоке (англ. plated wire memory) — на ней строится автоматика авиационных «чёрных ящиков» благодаря высокой сохранности даже повреждённого носителя при аварийных ситуациях.
• Память на магнитной пленке (англ. thin-film memory), наносимой на некоторую подложку, например стеклянную.
• Ферритовая память (англ. core storage) — на ферритовых сердечниках, через которые пропущены тонкие медные проводники.
• Память на цилиндрических магнитных доменах — использует генерацию и управляемое перемещение в неподвижном магнитном материале областей намагниченности (доменов). Имеет последовательный доступ, энергонезависима. Долгое время сохраняла лидерство в плотности хранения информации среди энергонезависимых устройств.
• Магнитооптическая память (англ. magnetooptics storage) — вид памяти, использующий магнитный материал, запись данных на который возможна только при нагреве до температуры Кюри (порядка 1450 °C), осуществляемом в точке записи лучом лазера (объём записи на стандартные 3,5 и 5,25 дюймовые гибкие диски составляет при этом соответственно до 600 Мб и 1,3 Гб, существовали и MO диски меньшего объёма). В 2002 году компания Fujitsu выпустила магнитооптические накопители DynaMO 2300U2 и дискеты к ним (стандартный размер дискет — 3,5 дюйма) ёмкостью 2,3 Гбайт.
• Сегнетоэлектрическая память англ. Ferroelectric RAM) — статическая оперативная память с произвольным доступом, ячейки которой сохраняют информацию, используя сегнетоэлектрический эффект («ferroelectric» переводится «сегнетоэлектрик, сегнетоэлектрический», а не «ферромагнетик», как можно подумать). Ячейка памяти представляет собой две токопроводящие обкладки, и плёнку из сегнетоэлектрического материала. В центре сегнетоэлектрического кристалла имеется подвижный атом. Приложение электрического поля заставляет его перемещаться. В случае, если поле «пытается» переместить атом в положение, например, соответствующее логическому нулю, а он в нём уже находится, через сегнетоэлектрический конденсатор проходит меньший заряд, чем в случае переключения ячейки. На измерении проходящего через ячейку заряда и основано считывание. При этом процессе ячейки перезаписываются, и информация теряется(требуется регенерация). Исследованиями в этом направлении занимаются фирмы Hitachi совместно с Ramtron, Matsushita с фирмой Symetrix. По сравнению с флеш-памятью, ячейки FRAM практически не деградируют — гарантируется до 10¹⁰ циклов перезаписи.

Молекулярная память (англ. molecular storage) — вид памяти, использующей технологию атомной тунельной микроскопии, в соответствии с которой запись и считывание данных производится на молекулярном уровне. Носителями информации являются специальные виды плёнок. Головки, считывающие данные, сканируют поверхность плёнки. Их чувствительность позволяет определять наличие или отсутствие в молекулах отдельных атомов, на чём и основан принцип записи-считывания данных. В середине 1999 года эта технология была продемонстрирована компанией Nanochip. В основе архитектуры устройств записи-считывания лежит технология MARE (Molecular Array Read-Write Engine). Достигнуты следующие показатели по плотности упаковки: ~40 Гбит/см² в устройствах чтения/записи и 128 Гбит/см² в устройствах с однократной записью, что считается в 6 раз выше, чем у экспериментальных образцов, которые основаны на классической технологии магнитной записи, и более чем в 25 раз превосходит лучшие её образцы, находящиеся в серийном производстве. Однако текущие (2008 год) достижения в скорости записи и считывания информации таким способом не позволяют говорить о массовом применении этой технологии.

Полупроводниковая память (англ. semiconductor storage) — вид памяти, использующий в качестве средств записи и хранения данных микроэлектронные интегральные схемы (БИС и СБИС). Преимущественное применение этот вид памяти получил в ПЗУ и ОЗУ ЭВМ, поскольку он характеризуется высоким быстродействием. Сравнительно недавно объём памяти, реализуемой на одной твердотельной (полупроводниковой) плате, ограничивался единицами Мбайт. Однако в настоящее время (2008 год) технологические достижения позволяют говорить о массовом использовании памяти в единицы и десятки гигабайт, а также о применении полупроводниковой памяти в качестве внешних носителей.

• Исторически первыми были устройства, в которых состояние сохранялось в триггере — комбинации из двух и более транзисторов или, ранее, электронных ламп.
• В дальнейшем большей плотности хранения при большем быстродействии достигли устройства емкостной памяти.

Фазоинверсная память (англ. Phase Change Rewritable storage, PCR) — разновидность лазерной (дисковой) памяти, использующей свойства некоторых полимерных материалов в точке лазерного нагрева в зависимости от температуры изменять фазовое состояние вещества (в частности кристаллизоваться или плавиться с возвращением в исходное состояние), а вместе с ним — и характеристики отражения. Указанная технология позволяет создавать оптические диски (650 Мб) для многократной перезаписи данных. Разработкой данной технологии занимается ряд компаний, включая Panasonic и Toshiba. Дальнейшее развитие этих принципов привело к развитию DVD, Blue-Ray технологий.

Электростатическая память (англ. electrostatic storage) — вид памяти, в котором носителями данных являются накопленные заряды статического электричества на поверхности диэлектрика.

По назначению, организации памяти и-или доступа

Автономное ЗУ (англ. off-line storage) — вид памяти, не допускающий прямого доступа к ней со стороны центрального процессора: обращение к ней, а также управление ею производится вводом в систему специальных команд и через посредство оперативной памяти.

Адресуемая память (англ. addressed memory) — вид памяти, к которой может непосредственно обращаться центральный процессор.

Ассоциативное ЗУ, АЗУ (англ. associative memory, content-addressable memory, CAM) — вид памяти, в котором адресация осуществляется на основе содержания данных, а не их местоположения, чем обеспечивается ускорение поиска необходимых записей. С указанной целью поиск в ассоциативной памяти производится на основе определения содержания в той или иной её области (ячейке памяти) слова, словосочетания, символа и т. п., являющихся поисковым признаком.

Существуют различные методы реализации АЗУ, в том числе использующие методы поиска основанные на «точном совпадении», «близком совпадении», «маскировании» слова-признака и т. д., а также различные процедуры реализации поиска, например, кэширования с целью производства «наилучшей оценки» истинного адреса, за которой следует проверка содержимого ячейки с вычисленным адресом. Некоторые ассоциативные ЗУ строятся по принципу последовательного, другие — параллельного сравнения признаков поиска (так называемые ортогональные ЗУ). Параллельные ассоциативные ЗУ нашли применение в организации кэш-памяти и виртуальной памяти. Ассоциативные ЗУ, потенциально, являются базой для построения высокоэффективных Лисп-процессоров и систем.

Буферное ЗУ (англ. buffer storage) — вид ЗУ, предназначенный для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами ЭВМ

Виртуальная память (англ. virtual memory):

• Способ организации памяти, в соответствии с которым часть внешней памяти ЭВМ используется для расширения её «внутренней» (основной, оперативной) памяти. Например, содержимое некоторой области, не используемой в данный момент времени «внутренней» памяти, хранится на жёстком диске и возвращается в оперативную память по мере необходимости.
• Область (пространство) памяти, предоставляемая отдельному пользователю или группе пользователей и состоящая из основной и внешней памяти ЭВМ, между которыми организован так называемый постраничный обмен данными. С указанной целью всё адресное пространство делится на страницы памяти. Поиск адресов страниц производится в ассоциативной памяти.

Временная память (англ. temporary storage) — специальное запоминающее устройство или часть оперативной памяти или внешней памяти, резервируемые для хранения промежуточных результатов обработки.

Вспомогательная память (англ. auxiliary storage) — часть памяти ЭВМ, охватывающая внешнюю и наращенную оперативную память.

Вторичная память (англ. secondary storage) — вид памяти, который в отличие от основной памяти имеет большее время доступа, основывается на блочном обмене, характеризуется большим объёмом и служит для разгрузки основной памяти.

Гибкая память (англ. elastic storage) — вид памяти, позволяющей хранить переменное число данных, пересылать (выдавать) их в той же последовательности, в которой принимает, и варьировать скорость вывода.

Дополнительная память (англ. add-in memory) — вид устройства памяти, предназначенного для увеличения объёма основной оперативной или внешней памяти на жёстком магнитном диске (ЖМД), входящих в основной комплект поставки ЭВМ.

Иерархическая память (англ. hierarchical storage) — вид памяти, имеющей иерархическую структуру, на верхнем уровне которой используется сверхоперативное запоминающее устройство, а на нижнем уровне — архивное ЗУ сверхбольшой ёмкости.

Кеш-память (англ. cache memory) — часть архитектуры устройства или программного обеспечения, осуществляющая хранение часто используемых данных для предоставления их в более быстрый доступ, нежели кешируемая память.

Коллективная память, память коллективного доступа (англ. shared memory):

• Память, доступная множеству пользователей, которые могут обращаться к ней одновременно или последовательно.
• Память, связанная одновременно с несколькими процессорами для обеспечения их взаимодействия при совместно решаемых ими задачах и использовании общих для них программных средств.

Корректирующая память (англ. patch memory) — часть памяти ЭВМ, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти. Также используются термины «relocation table» и «remap table».

Локальная память (англ. local memory) — «внутренняя» память отдельного устройства ЭВМ (процессора, канала и т. п.), предназначенная для хранения управляющих этим устройством команд, а также сведений о состоянии устройства.

Магазинная (стековая) память (англ. pushdown storage) — вид памяти, являющийся аппаратной реализацией магазинного списка — стека, запись и считывание в котором осуществляются через одну и ту же ячейку — вершину стека. Это память абстрактного типа.

Матричная память (англ. matrix storage) — вид памяти, элементы (ячейки) которой имеют такое расположение, что доступ к ним осуществляется по двум или более координатам.

Многоблочная память (англ. multibunk memory) — вид оперативной памяти, организованной из нескольких независимых блоков, допускающих одновременное обращение к ним, что повышает её пропускную способность. Часто употребляется термин «интерлив» (калька с англ. interleave — перемежать) и может встречаться в документации некоторых фирм «многоканальная память» (англ. Multichanel).

Многовходовая память (англ. multiport storage memory) — устройство памяти, допускающее независимое обращение с нескольких направлений (входов), причём обслуживание запросов производится в порядке их приоритета.

Многоуровневая память (англ. multilevel memory) — организация памяти, состоящая из нескольких уровней запоминающих устройств с различными характеристиками и рассматриваемая со стороны пользователей как единое целое. Для многоуровневой памяти характерна страничная организация, обеспечивающая «прозрачность» обмена данными между ЗУ разных уровней.

Непосредственно управляемая (оперативно доступная) память (англ. on-line storage) — память, непосредственно доступная в данный момент времени центральному процессору.

Объектно-ориентированная память (англ. object storage) — память, система управления которой ориентирована на хранение объектов. При этом каждый объект характеризуется типом и размером записи.

Оверлейная память (англ. overlayable storage) — вид памяти с перекрытием вызываемых в разное время программных модулей.

Память параллельного действия (англ. parallel storage) — вид памяти, в которой все области поиска могут быть доступны одновременно.

Перезагружаемая управляющая память (англ. reloadable control storage) — вид памяти, предназначенный для хранения микропрограмм управления и допускающий многократную смену содержимого — автоматически или под управлением оператора ЭВМ.

Перемещаемая память (англ. data-carrier storage) — вид архивной памяти, в которой данные хранятся на перемещаемом носителе. Непосредственный доступ к ним от ЭВМ отсутствует.

Память последовательного действия (англ. sequential storage) — вид памяти, в которой данные записываются и выбираются последовательно — разряд за разрядом.

Память процессора, процессорная память (англ. processor storage) — память, являющаяся частью процессора и предназначенная для хранения данных, непосредственно участвующих в выполнении операций, реализуемых арифметико-логическим устройством и устройством управления.

Память со встроенной логикой, функциональная память (англ. logic-in-memory) — вид памяти, содержащий встроенные средства логической обработки (преобразования) данных, например их масштабирования, преобразования кодов, наложения полей и др.

Рабочая (промежуточная) память (англ. working (intermediate) storage):

• Часть памяти ЭВМ, предназначенная для размещения временных наборов данных.
• Память для временного хранения данных.

Реальная память (англ. real storage) — вся физическая память ЭВМ, включая основную и внешнюю память, доступная для центрального процессора и предназначенная для размещения программ и данных.

Регистровая память (англ. register storage) — вид памяти, состоящей из регистров общего назначения и регистров с плавающей запятой. Как правило, содержится целиком внутри процессора.

Свободная (доступная) память (англ. free space) — область или пространство памяти ЗУ, которая в данный момент может быть выделена для загрузки программы или записи данных.

Семантическая память (англ. semantic storage) — вид памяти, в которой данные размещаются и списываются в соответствии с некоторой структурой понятийных признаков.

Совместно используемая (разделяемая) память (англ. shareable storage) — вид памяти, допускающий одновременное использование его несколькими процессорами.

Память с защитой, защищённое ЗУ (англ. protected storage) — вид памяти, имеющий встроенные средства защиты от несанкционированного доступа к любой из его ячеек.

Память с последовательным доступом (англ. sequential access storage) — вид памяти, в которой последовательность обращённых к ним входных сообщений и выборок данных соответствует последовательности, в которой организованы их записи. Основной метод поиска данных в этом виде памяти — последовательный перебор записей.

Память с прямым доступом, ЗУ с произвольной выборкой (ЗУПВ) (англ. Random Access Memory, RAM) — вид памяти, в котором последовательность обращённых к ним входных сообщений и выборок данных не зависит от последовательности, в которой организованы их записи или их местоположения.

Память с пословной организацией (англ. word-organized memory) — вид памяти, в которой адресация, запись и выборка данных производится не побайтно, а пословно.

Статическая память (англ. static storage) — вид памяти, в котором положение данных и их значение не изменяются в процессе хранения и считывания. Разновидностью этого вида памяти является статическое ЗУПВ [static RAM].

Страничная память (англ. page memory) — память, разбитая на одинаковые области — страницы. Обмен с такой памятью осуществляется страницами.

Управляющая память (англ. control storage) — память, содержащая управляющие программы или микропрограммы. Обычно реализуется в виде ПЗУ.

Различные типы памяти обладают разными преимуществами, из-за чего в большинстве современных компьютеров используются сразу несколько типов устройств хранения данных.

Первичная и вторичная память

Первичная память характеризуется наибольшей скоростью доступа. Центральный процессор имеет прямой доступ к устройствам первичной памяти; иногда они даже размещаются на одном и том же кристалле.

В традиционной интерпретации первичная память содержит активно используемые данные (например, программы, работающие в настоящее время, а также данные, обрабатываемые в настоящее время). Обычно бывает высокоскоростная, относительно небольшая, энергозависимая (не всегда). Иногда её называют основной памятью.

Вторичная память также называется периферийной. В ней обычно хранится информация, не используемая в настоящее время. Доступ к такой памяти происходит медленнее, однако объёмы такой памяти могут быть в сотни и тысячи раз больше. В большинстве случаев энергонезависима.

Однако это разделение не всегда выполняется. В качестве основной памяти может использоваться диск с произвольным доступом, являющийся вторичным запоминающим устройством (ЗУ). А вторичной памятью иногда называются отключаемые или извлекаемые ЗУ, например, ленточные накопители.

Во многих КПК оперативная память и пространство размещения программ и данных находится физически в одной памяти, в общем адресном пространстве.

Произвольный и последовательный доступ

ЗУ с произвольным доступом отличаются возможностью передать любые данные в любом порядке. Оперативное запоминающее устройство, ОЗУ и винчестер — примеры такой памяти.

ЗУ с последовательным доступом, напротив, могут передавать данные только в определённой последовательности. Ленточная память и некоторые типы флеш-памяти имеют такой тип доступа.

Блочный и файловый доступ

На винчестере, используются 2 типа доступа. Блочный доступ предполагает, что вся память разделена на блоки одинаковых размеров с произвольным доступом. Файловый доступ использует абстракции — папки с файлами, в которых и хранятся данные. Другой способ адресации — ассоциативная использует алгоритм хеширования для определения адреса.

Типы запоминающих устройств

• Полупроводниковая:

  См. также

  Литература

  • Память // Словарь компьютерных терминов = Dictionary of Personal Computing / Айен Синклер; Пер. с англ. А. Помогайбо — М.: Вече, АСТ, 1996. — С. 177, ISBN 5-7141-0309-2.

  Ссылки