Co to jest urządzenie pamięci masowej?

Jedną z krytycznych cech komputera jest możliwość trwałego zapisywania plików, dokumentów, prac, zdjęć reklamowych. Naprawdę wszelkie dane, które możesz chcieć zachować. Niestety podstawowa pamięć komputera — systemowa pamięć RAM i pamięć podręczna procesora — jest ulotna. Pamięć ulotna traci wszystkie przechowywane dane po wyłączeniu komputera. Chociaż jest to dobre dla bezpieczeństwa i stabilności, oznacza to również, że pamięć podstawowa nie może być używana do przechowywania stałego.

Aby spełnić tę potrzebę, wymagana jest pamięć dodatkowa. Pamięć dodatkowa obejmuje długoterminowe urządzenia do przechowywania danych, które są nieulotne, co oznacza, że ​​nie tracą danych po wyłączeniu komputera. Ta pamięć jest zwykle na stałe podłączona do komputerów, zwykle urządzeń pamięci masowej. Z technicznego punktu widzenia ta sama klasa urządzeń pamięci masowej może być również używana jako pamięć trzeciorzędna lub czwarta. To są urządzenia pamięci masowej, które nie są podłączone, ale które komputer może podłączyć. Oraz urządzenia pamięci masowej, które nie są ze sobą powiązane i wymagają ręcznej interwencji człowieka, aby komputer mógł uzyskać do nich dostęp. Urządzenia pamięci masowej mogą być przede wszystkim statyczne. Jednak mogą być również usuwalne.

Nowoczesne urządzenia pamięci masowej

Magnetyczne nośniki pamięci, w szczególności dyski twarde lub dyski twarde, od dawna są standardowym urządzeniem pamięci masowej. Oferują duże pojemności przy niskich kosztach, ale mają ograniczoną wydajność odczytu i zapisu ze względu na zależność od ruchomych części. W dyskach twardych pola magnetyczne w talerzu dysku są wyrównane lub źle wyrównane z głowicą zapisującą. Pola magnetyczne można następnie ponownie odczytać za pomocą głowicy czytającej.

Dyski SSD lub dyski półprzewodnikowe to nadchodzący król nośników pamięci. Wykorzystują szybką pamięć Flash, która może działać znacznie szybciej niż dysk twardy. Do tego stopnia, że ​​zwykle używają innej, szybszej magistrali transportowej, ponieważ magistrala SATA III odpowiednia dla dysków twardych może być całkowicie nasycona przez dysk SSD. Kluczem do szybkości dysków SSD jest to, że nie mają one ruchomych części, ponieważ do przechowywania danych wykorzystują starannie zaprojektowane obwody elektroniczne.

Niestety, jako najnowocześniejsza technologia, dyski SSD mają wyższą cenę. Jest to jednak znacznie mniej dotkliwe niż jeszcze kilka lat temu, biorąc pod uwagę pojemność na poziomie 2 TB lub mniej. Napędy USB i zewnętrzne dyski SSD USB również korzystają z pamięci flash. Chociaż przepustowość połączenia USB zwykle to ogranicza.

Optyczne nośniki danych, takie jak płyty CD, DVD i Blu-ray, są nieco podobne do dysków twardych. Chociaż zamiast magnetyzmu i głowic czytających, fizyczne rowki w dysku zmieniają zachowanie czytającego lasera. Nośniki optyczne podlegają tym samym ograniczeniom prędkości co dyski twarde ze względu na zastosowanie ruchomych części. Każda wymieniona generacja ma zwiększoną wydajność dzięki nowo wynalezionym sztuczkom i redukcji długości fali lasera. Mniejsza długość fali lasera oznacza, że ​​można wykryć więcej mniejszych rowków. Można je upakować bliżej siebie, zwiększając pojemność magazynową.

Historyczne urządzenia pamięci masowej

Jedną z najwcześniejszych technicznych form przechowywania byłaby karta perforowana. Były one używane głównie do wprowadzania i wyprowadzania danych, ale biorąc pod uwagę, że dane byłyby trwale przechowywane na karcie perforowanej, technicznie się to liczy. Jednak ogólnie nie oczekiwano, że komputer odczyta wynik wyjściowy z innego komputera.

Pamięć rdzeniowa była starą formą pamięci ROM, która została utworzona przez przeplatanie przewodzących przewodów przez lub wokół szeregu pierścieni magnetycznych. Kodowanie danych zostało zakodowane na stałe w procesie tkania przez pierścień magnetyczny przechodzący przez lub wokół niego, co uniemożliwiało aktualizację. Ta pamięć została wykorzystana w statku kosmicznym Apollo, który wylądował na Księżycu.

Dyskietki były formą wymiennych magnetycznych nośników danych, które wykorzystywały elastyczny dysk chroniony w plastikowej obudowie. Działał na tych samych zasadach co dysk twardy, ale miał znacznie mniejszą pojemność i mniejszą prędkość.

Pamięć 3D XPoint, sprzedawana jako Optane przez Intel i QuantX przez Micron, była formą pamięci zmiennofazowej, która oferowała doskonałe opóźnienia i przepustowość. Był sprzedawany w dwóch rolach, dysku SSD i pamięci podręcznej dla innych urządzeń pamięci masowej. Jego szybkość była z grubsza porównywalna z dyskami SSD, co oznacza, że ​​opcja buforowania może zapewnić znaczny wzrost wydajności systemów opartych na dyskach twardych w operacjach odczytu przyjaznych dla pamięci podręcznej.

Produkty SSD były ogólnie uważane za wysokiej klasy dyski SSD. Stosunkowo niski popyt ostatecznie spowodował jednak porzucenie 3D XPoint przez firmę Micron w 2021 r. i firmę Intel w 2022 r., chociaż urządzenia nadal są dostępne na rynku. Taśma magnetyczna była historycznie używana jako nośnik archiwalny. Podczas gdy taśma jest prawdopodobnie nadal „użytkowana” w archiwach, większość danych archiwalnych jest obecnie przechowywana na dyskach twardych.

Wniosek

Urządzenia pamięci masowej to formy dodatkowej pamięci komputera, które mogą trwale przechowywać dane. Ma to kluczowe znaczenie dla celów systemów operacyjnych, ale jest również potrzebne do przechowywania dokumentów, zdjęć, plików itp. Z czasem gęstość przechowywania urządzeń pamięci masowej drastycznie spadła. Jednocześnie znacznie wzrosły prędkości odczytu i zapisu tych urządzeń pamięci masowej, a koszt jednostki pamięci gwałtownie spadł. Wydaje się, że trend ten będzie się utrzymywał, chociaż może ulec spowolnieniu w miarę zbliżania się i osiągania granic miniaturyzacji.