อุปกรณ์เก็บข้อมูลคืออะไร?

คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของคอมพิวเตอร์คือความสามารถในการบันทึกไฟล์ เอกสาร งาน รูปภาพโฆษณาได้อย่างถาวร ข้อมูลใด ๆ ที่คุณอาจต้องการเก็บไว้ น่าเสียดายที่หน่วยความจำหลักที่คอมพิวเตอร์มี – RAM ของระบบและแคชของ CPU – นั้นไม่สามารถลบเลือนได้ทั้งหมด หน่วยความจำชั่วคราวจะสูญเสียข้อมูลทั้งหมดที่เก็บไว้เมื่อปิดคอมพิวเตอร์ แม้ว่าสิ่งนี้จะดีสำหรับความปลอดภัยและความเสถียร แต่ก็หมายความว่าหน่วยความจำหลักไม่สามารถใช้เป็นที่เก็บข้อมูลถาวรได้

เพื่อตอบสนองความต้องการนี้ จำเป็นต้องมีหน่วยความจำรอง หน่วยความจำรองครอบคลุมอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลระยะยาวที่ไม่ลบเลือน หมายความว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะไม่สูญเสียข้อมูลเมื่อปิดคอมพิวเตอร์ โดยทั่วไปแล้วหน่วยความจำนี้จะเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์อย่างถาวร ซึ่งโดยปกติจะเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ในทางเทคนิค อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลประเภทเดียวกันอาจใช้เป็นหน่วยความจำระดับอุดมศึกษาหรือหน่วยความจำสี่ส่วน นั่นคืออุปกรณ์เก็บข้อมูลที่ไม่ได้เชื่อมต่อ แต่คอมพิวเตอร์สามารถเชื่อมต่อได้ และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ไม่เกี่ยวข้องและต้องการการแทรกแซงของมนุษย์ด้วยตนเองเพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถเข้าถึงได้ อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลอาจมีจุดประสงค์หลักเพื่อให้คงที่ อย่างไรก็ตามอาจถอดออกได้

อุปกรณ์เก็บข้อมูลสมัยใหม่

สื่อบันทึกข้อมูลแบบแม่เหล็ก โดยเฉพาะ HDDs หรือ Hard Disk Drive เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลมาตรฐานมาช้านาน มีความจุสูงในต้นทุนที่ต่ำ แต่มีประสิทธิภาพการอ่านและเขียนที่จำกัดเนื่องจากการพึ่งพาชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ใน HDD สนามแม่เหล็กในจานดิสก์จะจัดแนวหรือไม่ตรงแนวกับหัวเขียน จากนั้นสามารถอ่านสนามแม่เหล็กซ้ำได้ด้วยหัวอ่าน

SSD หรือ Solid-State Drive เป็นราชาแห่งสื่อจัดเก็บข้อมูลที่กำลังมาแรง พวกเขาใช้หน่วยความจำแฟลชความเร็วสูงที่สามารถทำงานได้เร็วกว่าที่ HDD ทำได้ ถึงจุดที่พวกเขามักจะใช้บัสขนส่งอื่นที่เร็วกว่า เนื่องจากบัส SATA III ที่เหมาะสำหรับ HDD สามารถอิ่มตัวได้ทั้งหมดโดย SSD กุญแจสู่ความเร็วของ SSD คือไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เนื่องจากใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาอย่างดีเพื่อจัดเก็บข้อมูล

น่าเสียดายที่ SSD นั้นมีเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าในราคาระดับพรีเมียม อย่างไรก็ตาม มีความรุนแรงน้อยกว่าเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมามาก ในขณะที่พิจารณาความจุที่ 2TB หรือน้อยกว่า ธัมบ์ไดรฟ์ USB และ USB SSD ภายนอกยังใช้หน่วยความจำแฟลช แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วแบนด์วิธของการเชื่อมต่อ USB จะจำกัดอยู่ก็ตาม

สื่อเก็บข้อมูลแบบออปติคอล เช่น ซีดี ดีวีดี และบลูเรย์ ค่อนข้างคล้ายกับ HDD แม้ว่าแทนที่จะเป็นแม่เหล็กและหัวอ่าน ร่องทางกายภาพในดิสก์จะเปลี่ยนพฤติกรรมของเลเซอร์ในการอ่าน สื่อออปติคัลประสบกับข้อจำกัดด้านความเร็วเช่นเดียวกับ HDD เนื่องจากการใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว แต่ละรุ่นที่ระบุไว้มีความจุเพิ่มขึ้นด้วยลูกเล่นที่คิดค้นขึ้นใหม่และการลดความยาวคลื่นของเลเซอร์ ความยาวคลื่นเลเซอร์ที่เล็กลงหมายความว่าสามารถตรวจพบร่องเล็กๆ ได้มากขึ้น สามารถบรรจุให้ใกล้กันมากขึ้น เพิ่มความจุในการจัดเก็บ

อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลทางประวัติศาสตร์

รูปแบบการจัดเก็บทางเทคนิคที่เก่าแก่ที่สุดรูปแบบหนึ่งคือบัตรเจาะ สิ่งเหล่านี้ใช้เป็นหลักสำหรับการป้อนข้อมูลและการส่งออก แต่เนื่องจากข้อมูลจะถูกเก็บไว้อย่างถาวรในบัตรเจาะรู จึงนับรวมในทางเทคนิค อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วคอมพิวเตอร์จะไม่ได้รับการคาดหมายให้อ่านผลลัพธ์เอาต์พุตจากคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น

หน่วยความจำแกนเชือกเป็นรูปแบบเก่าของ ROM ซึ่งทำขึ้นโดยการสานสายไฟที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าผ่านหรือรอบๆ ชุดของวงแหวนแม่เหล็ก การเข้ารหัสข้อมูลถูกฮาร์ดโค้ดในกระบวนการทอโดยวงแหวนแม่เหล็กที่ผ่านหรือรอบๆ ทำให้ไม่สามารถอัปเดตได้ หน่วยความจำนี้ใช้กับยานอวกาศอพอลโลที่ลงจอดบนดวงจันทร์

ฟล็อปปี้ดิสก์เป็นรูปแบบหนึ่งของสื่อเก็บข้อมูลแม่เหล็กแบบถอดได้ที่ใช้ดิสก์แบบยืดหยุ่นที่ป้องกันในกล่องพลาสติก มันทำงานบนหลักการเดียวกันกับฮาร์ดไดรฟ์ แต่มีความจุน้อยกว่ามากและความเร็วที่ต่ำกว่ามาก

หน่วยความจำ 3D XPoint ซึ่งวางตลาดในชื่อ Optane โดย Intel และ QuantX โดย Micron เป็นรูปแบบหนึ่งของหน่วยความจำแบบเปลี่ยนเฟสที่ให้เวลาแฝงและปริมาณงานที่ยอดเยี่ยม มีจำหน่ายในสองบทบาท ได้แก่ SSD และแคชสำหรับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลอื่นๆ ความเร็วนั้นเทียบได้กับ SSD ซึ่งหมายความว่าตัวเลือกการแคชสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมากสำหรับระบบที่ใช้ HDD ในการดำเนินการอ่านที่เป็นมิตรกับแคช

ผลิตภัณฑ์ SSD โดยทั่วไปถือว่าเป็น SSD ระดับไฮเอนด์ อย่างไรก็ตาม การดูดซึมที่ค่อนข้างต่ำ ทำให้ 3D XPoint ถูกยกเลิกโดย Micron ในปี 2021 และ Intel ในปี 2022 แม้ว่าอุปกรณ์จะยังอยู่ในตลาดก็ตาม ในอดีตเทปเก็บข้อมูลแบบแม่เหล็กถูกใช้เป็นสื่อจดหมายเหตุ แม้ว่าเทปจะยังคงอยู่ใน "การใช้งาน" ของไฟล์เก็บถาวร แต่ข้อมูลที่เก็บถาวรส่วนใหญ่จะถูกจัดเก็บไว้ใน HDD

บทสรุป

อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเป็นรูปแบบของหน่วยความจำรองของคอมพิวเตอร์ที่สามารถเก็บข้อมูลได้อย่างถาวร นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับวัตถุประสงค์ของระบบปฏิบัติการ แต่ก็จำเป็นสำหรับการจัดเก็บเอกสาร รูปถ่าย ไฟล์ ฯลฯ เมื่อเวลาผ่านไป ความหนาแน่นของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลจะลดลงอย่างมาก ในขณะเดียวกัน ความเร็วในการอ่านและเขียนของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเหล่านั้นก็เพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นกัน และต้นทุนต่อหน่วยของพื้นที่จัดเก็บข้อมูลก็ลดลงอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปแล้ว แนวโน้มนี้ดูเหมือนจะดำเนินต่อไป แม้ว่าอาจชะลอตัวลงเมื่อเข้าใกล้และถึงขีดจำกัดการย่อส่วน