ما هو جهاز التخزين؟

تتمثل إحدى الميزات الهامة للكمبيوتر في القدرة على حفظ الملفات والمستندات والعمل والصور الإعلانية بشكل دائم. حقا أي بيانات قد ترغب في الاحتفاظ بها. لسوء الحظ ، فإن الذاكرة الأساسية التي يمتلكها الكمبيوتر - ذاكرة الوصول العشوائي للنظام وذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية - كلها متقلبة. تفقد الذاكرة المتطايرة جميع البيانات التي تحتفظ بها عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. في حين أن هذا مفيد للأمان والاستقرار ، إلا أنه يعني أيضًا أنه لا يمكن استخدام الذاكرة الأساسية للتخزين الدائم.

لتلبية هذه الحاجة ، مطلوب ذاكرة ثانوية. تغطي الذاكرة الثانوية أجهزة تخزين البيانات طويلة المدى غير المتطايرة ، مما يعني أنها لا تفقد البيانات عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. يتم ترك هذه الذاكرة بشكل عام متصلة بشكل دائم بأجهزة الكمبيوتر ، وعادة ما تكون أجهزة التخزين. من الناحية الفنية ، يمكن أيضًا استخدام نفس فئة أجهزة التخزين كذاكرة من الدرجة الثالثة أو الرباعية. هذه هي أجهزة التخزين غير المتصلة ولكن يمكن للكمبيوتر الاتصال بها. وأجهزة التخزين غير ذات الصلة والتي تحتاج إلى تدخل بشري يدوي حتى يتمكن الكمبيوتر من الوصول إليها. قد يكون الغرض من أجهزة التخزين أن تكون ثابتة بشكل أساسي. ومع ذلك ، قد تكون قابلة للإزالة أيضًا.

أجهزة التخزين الحديثة

كانت وسائط التخزين المغناطيسية ، خاصة محركات الأقراص الثابتة أو محركات الأقراص الثابتة ، هي جهاز التخزين القياسي لفترة طويلة. إنها توفر سعات عالية بتكاليف منخفضة ولكنها تتمتع بأداء محدود في القراءة والكتابة بسبب الاعتماد على الأجزاء المتحركة. في محركات الأقراص الثابتة ، يتم محاذاة الحقول المغناطيسية في طبق قرص أو محاذاة بشكل غير صحيح مع رأس الكتابة. يمكن بعد ذلك إعادة قراءة الحقول المغناطيسية برأس قراءة.

محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، أو محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، هي ملك وسائط التخزين الصاعد. يستخدمون ذاكرة فلاش عالية السرعة يمكن أن تعمل بشكل أسرع بكثير من محرك الأقراص الصلبة. لدرجة أنهم يستخدمون عادةً ناقل نقل مختلف وأسرع لأن ناقل SATA III المناسب لمحركات الأقراص الصلبة يمكن أن يكون مشبعًا بالكامل بواسطة SSD. مفتاح سرعة محركات أقراص الحالة الثابتة هو عدم احتوائها على أجزاء متحركة لأنها تستخدم دوائر إلكترونية مصممة بعناية لتخزين البيانات.

لسوء الحظ ، نظرًا لكونها تقنية متطورة ، تتمتع محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة بعلاوة سعرية. ومع ذلك ، فإن هذا أقل حدة بكثير مما كان عليه قبل بضع سنوات فقط مع مراعاة القدرات عند 2 تيرابايت أو أقل. تستخدم محركات أقراص USB المصغرة ومحركات أقراص USB ذات الحالة الصلبة الخارجية ذاكرة فلاش. على الرغم من أن النطاق الترددي لاتصال USB يحد عادةً من ذلك.

وسائط التخزين الضوئية مثل الأقراص المضغوطة وأقراص DVD و Blu-ray تشبه إلى حد ما محركات الأقراص الثابتة. على الرغم من أنه بدلاً من المغناطيسية وقراءة الرؤوس ، فإن الأخاديد المادية في القرص تغير سلوك ليزر القراءة. تعاني الوسائط الضوئية من نفس قيود السرعة مثل محركات الأقراص الثابتة بسبب استخدام الأجزاء المتحركة. كل جيل مدرج لديه سعة متزايدة بفضل الحيل المبتكرة حديثًا وتقليل الطول الموجي لليزر. يعني الطول الموجي لليزر الأصغر أنه يمكن اكتشاف المزيد من الأخاديد الصغيرة. يمكن تعبئتها بالقرب من بعضها البعض ، مما يزيد من سعة التخزين.

أجهزة التخزين التاريخية

ستكون إحدى أقدم أشكال التخزين التقنية هي البطاقة المثقوبة. تم استخدام هذه بشكل أساسي لإدخال البيانات وإخراجها ، ولكن نظرًا لأنه سيتم تخزين البيانات بشكل دائم على البطاقة المثقوبة ، فإنها تحسب تقنيًا. ومع ذلك ، لم يكن من المتوقع أن يقرأ الكمبيوتر نتيجة الإخراج من كمبيوتر آخر بشكل عام.

كانت ذاكرة الحبل الأساسي شكلًا قديمًا من ذاكرة القراءة فقط التي تم تصنيعها عن طريق نسج الأسلاك الموصلة عبر سلسلة من الحلقات المغناطيسية أو حولها. تم ترميز البيانات بشكل ثابت في عملية النسيج بواسطة الحلقة المغناطيسية التي يتم تمريرها عبرها أو حولها ، مما يجعل من المستحيل التحديث. تم استخدام هذه الذاكرة على مركبة الفضاء أبولو التي هبطت على القمر.

كانت الأقراص المرنة شكلاً من أشكال وسائط التخزين المغناطيسية القابلة للإزالة التي تستخدم قرصًا مرنًا محميًا في علبة بلاستيكية. كان يعمل على نفس مبادئ محرك الأقراص الثابتة ولكن لديه سعات أصغر بكثير وسرعات أبطأ.

كانت ذاكرة XPoint ثلاثية الأبعاد ، التي تم تسويقها على أنها Optane بواسطة Intel و QuantX بواسطة Micron ، شكلاً من أشكال ذاكرة تغيير الطور التي توفر زمن انتقال وإنتاجية ممتازين. تم بيعه في دورين ، SSD وذاكرة تخزين مؤقت لأجهزة التخزين الأخرى. كانت سرعته قابلة للمقارنة تقريبًا مع محركات أقراص الحالة الثابتة ، مما يعني أن خيار التخزين المؤقت يمكن أن يوفر تعزيزًا كبيرًا للأداء للأنظمة القائمة على محركات الأقراص الثابتة في عمليات القراءة الملائمة لذاكرة التخزين المؤقت.

اعتبرت منتجات SSD بشكل عام محركات أقراص الحالة الصلبة عالية الجودة. ومع ذلك ، أدى انخفاض معدل الامتصاص نسبيًا في النهاية إلى التخلي عن 3D XPoint بواسطة Micron في عام 2021 و Intel في عام 2022 ، على الرغم من أن الأجهزة لا تزال في السوق. تم استخدام شريط التخزين المغناطيسي تاريخياً كوسائط أرشيفية. بينما من المحتمل أن الشريط لا يزال قيد "الاستخدام" الأرشيفي ، يتم الآن تخزين معظم البيانات الأرشيفية على محركات الأقراص الثابتة.

خاتمة

أجهزة التخزين هي أشكال من ذاكرة الكمبيوتر الثانوية التي يمكنها تخزين البيانات بشكل دائم. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية لأغراض أنظمة التشغيل ولكنه ضروري أيضًا لتخزين المستندات والصور والملفات وما إلى ذلك. بمرور الوقت ، انخفضت كثافة التخزين لأجهزة التخزين بشكل كبير. في الوقت نفسه ، زادت أيضًا سرعات القراءة والكتابة لأجهزة التخزين هذه بشكل كبير ، وانخفضت التكلفة لكل وحدة تخزين بشكل حاد. يبدو أن هذا الاتجاه مهيأ للاستمرار بشكل عام ، على الرغم من أنه قد يتباطأ مع اقتراب حدود التصغير والوصول إليها.