Was ist ein Speichergerät?

Eines der kritischen Merkmale eines Computers ist die Fähigkeit, Dateien, Dokumente, Arbeiten und Anzeigenbilder dauerhaft zu speichern. Wirklich alle Daten, die Sie behalten möchten. Leider ist der Hauptspeicher des Computers – der System-RAM und der CPU-Cache – allesamt flüchtig. Der flüchtige Speicher verliert alle Daten, die er enthält, wenn der Computer ausgeschaltet wird. Dies ist zwar gut für die Sicherheit und Stabilität, bedeutet aber auch, dass der Primärspeicher nicht für die dauerhafte Speicherung verwendet werden kann.

Um diesen Bedarf zu decken, ist ein sekundärer Speicher erforderlich. Sekundärer Speicher umfasst langfristige Datenspeichergeräte, die nicht flüchtig sind, was bedeutet, dass sie keine Daten verlieren, wenn der Computer ausgeschaltet wird. Dieser Speicher bleibt im Allgemeinen dauerhaft mit Computern, normalerweise Speichergeräten, verbunden. Technisch gesehen kann die gleiche Klasse von Speichergeräten auch als tertiärer oder quaternärer Speicher verwendet werden. Das sind Speichergeräte, die nicht verbunden sind, aber die der Computer verbinden kann. Und Speichergeräte, die nicht verwandt sind und manuelle menschliche Eingriffe erfordern, damit der Computer darauf zugreifen kann. Speichergeräte können hauptsächlich dazu bestimmt sein, statisch zu sein. Sie können jedoch auch entfernbar sein.

Moderne Speichergeräte

Magnetische Speichermedien, insbesondere HDDs oder Hard Disk Drives, waren lange Zeit das Standardspeichergerät. Sie bieten hohe Kapazitäten zu niedrigen Kosten, haben aber aufgrund der Abhängigkeit von beweglichen Teilen eine begrenzte Lese- und Schreibleistung. Bei HDDs sind Magnetfelder in einer Plattenplatte mit einem Schreibkopf ausgerichtet oder fehlausgerichtet. Die Magnetfelder können dann mit einem Lesekopf nachgelesen werden.

SSDs oder Solid-State Drives sind der aufstrebende König der Speichermedien. Sie verwenden Hochgeschwindigkeits-Flash-Speicher, der viel schneller arbeiten kann als eine Festplatte. Bis zu dem Punkt, dass sie normalerweise einen anderen, schnelleren Transportbus verwenden, da der für HDDs geeignete SATA III-Bus von einer SSD vollständig gesättigt werden kann. Der Schlüssel zur Geschwindigkeit von SSDs liegt darin, dass sie keine beweglichen Teile haben, da sie sorgfältig entworfene elektronische Schaltkreise zum Speichern von Daten verwenden.

Leider haben SSDs als Spitzentechnologie einen Preisaufschlag. Dies ist jedoch viel weniger schwerwiegend als noch vor wenigen Jahren, wenn man Kapazitäten von 2 TB oder weniger berücksichtigt. USB-Sticks und externe USB-SSDs verwenden ebenfalls Flash-Speicher. Obwohl die Bandbreite der USB-Verbindung dies normalerweise begrenzt.

Optische Speichermedien wie CDs, DVDs und Blu-rays sind HDDs etwas ähnlich. Anstelle von Magnetismus und Leseköpfen verändern jedoch physische Rillen in der Scheibe das Verhalten des Leselasers. Optische Medien leiden aufgrund der Verwendung beweglicher Teile unter den gleichen Geschwindigkeitsbeschränkungen wie HDDs. Jede aufgeführte Generation hat dank neu erfundener Tricks und einer Verringerung der Wellenlänge des Lasers eine erhöhte Kapazität. Eine kleinere Laserwellenlänge bedeutet, dass mehr kleinere Rillen erkannt werden können. Sie können enger zusammengepackt werden, was die Lagerkapazität erhöht.

Historische Speichergeräte

Eine der frühesten technischen Speicherformen wäre die Lochkarte. Diese wurden in erster Linie zur Dateneingabe und -ausgabe verwendet, aber da die Daten dauerhaft auf der Lochkarte gespeichert werden, zählt dies technisch. Von einem Computer wäre jedoch im Allgemeinen nicht zu erwarten gewesen, dass er das Ausgabeergebnis von einem anderen Computer liest.

Core Rope Memory war eine alte Form von ROM, die durch Weben von leitfähigen Drähten durch oder um eine Reihe von Magnetringen hergestellt wurde. Die Datencodierung wurde im Webprozess fest codiert, indem der Magnetring durch- oder herumgeführt wurde, was eine Aktualisierung unmöglich machte. Dieser Speicher wurde beim Apollo-Raumschiff verwendet, das auf dem Mond landete.

Disketten waren eine Form von entfernbaren magnetischen Speichermedien, die eine flexible Scheibe verwendeten, die in einem Kunststoffgehäuse geschützt war. Es funktionierte nach den gleichen Prinzipien wie eine Festplatte, hatte aber viel geringere Kapazitäten und langsamere Geschwindigkeiten.

3D-XPoint-Speicher, vermarktet als Optane von Intel und QuantX von Micron, war eine Form von Phasenwechselspeicher, der eine hervorragende Latenz und einen hervorragenden Durchsatz bot. Es wurde in zwei Rollen verkauft, einer SSD und einem Cache für andere Speichergeräte. Seine Geschwindigkeit war in etwa mit SSDs vergleichbar, was bedeutet, dass die Caching-Option HDD-basierten Systemen bei Cache-freundlichen Lesevorgängen einen erheblichen Leistungsschub verleihen könnte.

Die SSD-Produkte galten allgemein als High-End-SSDs. Die relativ geringe Akzeptanz führte jedoch schließlich dazu, dass 3D XPoint 2021 von Micron und 2022 von Intel aufgegeben wurde, obwohl Geräte immer noch auf dem Markt sind. Magnetische Speicherbänder wurden in der Vergangenheit als Archivmedien verwendet. Während Bänder wahrscheinlich immer noch archiviert werden, werden die meisten Archivdaten jetzt auf Festplatten gespeichert.

Abschluss

Speichergeräte sind sekundäre Computerspeicher, die Daten dauerhaft speichern können. Dies ist für Betriebssysteme von entscheidender Bedeutung, wird aber auch zum Speichern von Dokumenten, Fotos, Dateien usw. benötigt. Im Laufe der Zeit hat sich die Speicherdichte von Speichergeräten dramatisch verringert. Gleichzeitig haben sich auch die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten dieser Speichergeräte deutlich erhöht, und die Kosten pro Speichereinheit sind stark gesunken. Dieser Trend scheint sich im Allgemeinen fortzusetzen, obwohl er sich verlangsamen kann, wenn die Miniaturisierungsgrenzen erreicht und erreicht werden.