Ibrahim2020
12-11-2022, 10:31 AM
فئات أجهزة التخزين
وسائل الإعلام الصلبة
تستخدم محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ذاكرة فلاش لتخزين الوسائط غير المتطايرة. إنها أحدث أشكال التخزين بكميات كبيرة ووسائط الأقراص المغناطيسية المنافسة. يتم حفظ بيانات وسائط الحالة الصلبة في مجموعة فلاش NAND. تتكون NAND نفسها مما يسمى ترانزستورات البوابة العائمة. على عكس تصميمات الترانزستور المستخدمة في DRAM ، والتي يجب تحديثها عدة مرات في الثانية ، تم تصميم فلاش NAND للاحتفاظ بحالة الشحن حتى عند عدم تشغيله. محركات الأقراص ذات السعة الأعلى المتوفرة تجاريًا هي محركات Nimbus Data Exadrive © DC ، وتأتي هذه المحركات بسعات تتراوح من 16 تيرابايت إلى 100 تيرابايت. يذكر Nimbus أنه بالنسبة لحجمه ، فإن محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة 100 تيرابايت لديه نسبة توفير مساحة 6: 1 على محرك أقراص ثابتة قريبًا [1]
مجوهرات (https://saaeeexpress.com/ar/%D9%85%D8%AC%D9%88%D9%87%D8%B1%D8%A7%D8%AA/c1945730869)
وسائط القرص المغناطيسي
تقوم محركات الأقراص الثابتة بتخزين البيانات في الاستقطاب المغناطيسي لبقع صغيرة من طلاء السطح على القرص. يتم تحديد الحد الأقصى لكثافة المساحة من خلال حجم الجزيئات المغناطيسية في السطح ، وكذلك حجم "الرأس" المستخدم لقراءة البيانات وكتابتها. في عام 1956 ، كان أول محرك أقراص ثابت ، وهو IBM 350 ، تبلغ كثافة مساحته 2000 بت / بوصة 2. منذ ذلك الحين ، تطابقت الزيادة في الكثافة مع قانون مور ، حيث وصلت إلى 1 تيرا بايت / بوصة 2 في عام 2014. [2] في عام 2015 ، قدمت Seagate محرك أقراص ثابتًا بكثافة 1.34 تيرا بايت / بوصة 2 ، [3] أكثر من 600 مليون مرة من IBM 350. ومن المتوقع أن تكنولوجيا التسجيل الحالية يمكن أن تتسع "عمليًا" إلى 5 تيرا بت / بوصة 2 على الأقل في المستقبل القريب. [3] [4] تقنيات جديدة مثل التسجيل المغناطيسي بمساعدة الحرارة (HAMR) والتسجيل المغناطيسي بمساعدة الميكروويف (MAMR) قيد التطوير ومن المتوقع أن تسمح باستمرار زيادة كثافة المنطقة المغناطيسية.
وسائط الأقراص الضوئية
تخزن الأقراص الضوئية البيانات في حفر صغيرة في سطح بلاستيكي يتم تغطيته بعد ذلك بطبقة رقيقة من المعدن العاكس. توفر الأقراص المضغوطة (CDs) كثافة تبلغ حوالي 0.90 جيجابت / بوصة 2 ، باستخدام حفر يبلغ طولها 0.83 ميكرومتر وعرضها 0.5 ميكرومتر ، مرتبة في مسارات متباعدة 1.6 ميكرومتر. أقراص DVD هي في الأساس قرص مضغوط عالي الكثافة ، يستخدم مساحة أكبر من سطح القرص ، وحفر أصغر (0.64 ميكرومتر) ، ومسارات أكثر إحكامًا (0.74 ميكرومتر) ، مما يوفر كثافة تبلغ حوالي 2.2 جيجابت / بوصة 2. توفر أقراص HD DVD و Blu-ray أحادية الطبقة كثافات تبلغ حوالي 7.5 جيجابت / بوصة 2 و 12.5 جيجابت / بوصة 2 ، على التوالي.
عندما تم تقديم الأقراص المضغوطة في عام 1982 ، كان لديها كثافة أعلى بكثير من محركات الأقراص الثابتة ، ولكن محركات الأقراص الثابتة تقدمت منذ ذلك الحين بسرعة أكبر بكثير وتجاوزت الوسائط الضوئية في كل من كثافة المساحة والسعة لكل جهاز.
وسائط شريط مغناطيسي
تم تسجيل أول محرك شريط مغناطيسي ، Univac Uniservo ، بكثافة 128 بت / بوصة على شريط مغناطيسي نصف بوصة ، مما أدى إلى كثافة مساحة 256 بت / بوصة 2. [6] في عام 2015 ، أعلنت شركتا IBM و Fujifilm عن رقم قياسي جديد لكثافة مساحة الشريط المغناطيسي البالغة 123 جيجابت / بوصة 2 ، [7] بينما يوفر LTO-6 ، وهو أعلى شريط إنتاج يتم شحنه في عام 2015 ، كثافة مساحية تبلغ 0.84 جيجابت / بوصة 2. [8]
بحث
يحاول عدد من التقنيات تجاوز كثافة الوسائط الموجودة.
تهدف شركة IBM إلى تسويق نظام ذاكرة Millipede الخاص بها بسرعة 1 تيرابايت / بوصة 2 في عام 2007 ولكن يبدو أن التطوير يحتضر. تستخدم تقنية IBM الأحدث ، ذاكرة مضمار السباق ، مجموعة من العديد من الأسلاك النانومترية الصغيرة المرتبة في شكل ثلاثي الأبعاد ، كل منها يحتوي على العديد من البتات لتحسين الكثافة. على الرغم من عدم ذكر الأرقام الدقيقة ، فإن المقالات الإخبارية لشركة IBM تتحدث عن زيادة "100 مرة".
تحاول تقنيات التخزين الثلاثية الأبعاد أيضًا تخطي الأنظمة الحالية ، لكنها أيضًا تخسر السباق ، ويُقدر أنها تقدم 1 تيرابايت / بوصة 2 أيضًا ، مع وجود حوالي 250 جيجابايت / بوصة 2 أفضل عرض حتى الآن للأنظمة الثلاثية الأبعاد غير الكمومية .
نظارات (https://saaeeexpress.com/ar/%D9%86%D8%B8%D8%A7%D8%B1%D8%A7%D8%AA/c590339651)
تقدم التقنيات التجريبية الأخرى كثافة أعلى. ثبت أن تخزين البوليمر الجزيئي يخزن 10 تيرابايت / بوصة 2. [10] إلى حد بعيد ، فإن النوع الأكثر كثافة من تخزين الذاكرة تجريبيًا حتى الآن هو التصوير الهولوغرافي الكمي الإلكتروني. من خلال تركيب صور ذات أطوال موجية مختلفة في نفس الصورة المجسمة ، في عام 2009 ، حقق فريق بحث في ستانفورد كثافة بت تبلغ 35 بت / إلكترون (حوالي 3 إكسابايت / بوصة 2) باستخدام المجاهر الإلكترونية ووسط نحاسي.
في عام 2012 ، تم استخدام الحمض النووي بنجاح كوسيط تخزين بيانات تجريبي ، ولكنه تطلب مُركب الحمض النووي وشرائح الحمض النووي الدقيقة لتحويل الشفرة. اعتبارًا من عام 2012 ، يحمل الحمض النووي الرقم القياسي لأعلى وسط تخزين كثافة. في مارس 2017 ، نشر العلماء في جامعة كولومبيا ومركز نيويورك للجينوم طريقة تُعرف باسم نافورة الحمض النووي والتي تتيح استرجاع المعلومات بشكل مثالي من كثافة 215 بيتابايت لكل جرام من الحمض النووي ، أي 85٪ من الحد النظري. ]
التأثيرات على الأداء
مع استثناء ملحوظ لذاكرة NAND Flash ، تعمل زيادة كثافة التخزين للوسيط عادةً على تحسين سرعة النقل التي يمكن أن تعمل بها هذه الوسيلة. يكون هذا أكثر وضوحًا عند التفكير في الوسائط المختلفة المستندة إلى القرص ، حيث تنتشر عناصر التخزين على سطح القرص ويجب تدويرها فعليًا تحت "الرأس" لتتم قراءتها أو كتابتها. تعني الكثافة الأعلى نقل المزيد من البيانات تحت t
مستحضرات التجميل (https://saaeeexpress.com/ar/%D9%85%D8%B3%D8%AA%D8%AD%D8%B6%D8%B1%D8%A7%D8%AA-%D8%AA%D8%AC%D9%85%D9%8A%D9%84/c114710267)
وسائل الإعلام الصلبة
تستخدم محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ذاكرة فلاش لتخزين الوسائط غير المتطايرة. إنها أحدث أشكال التخزين بكميات كبيرة ووسائط الأقراص المغناطيسية المنافسة. يتم حفظ بيانات وسائط الحالة الصلبة في مجموعة فلاش NAND. تتكون NAND نفسها مما يسمى ترانزستورات البوابة العائمة. على عكس تصميمات الترانزستور المستخدمة في DRAM ، والتي يجب تحديثها عدة مرات في الثانية ، تم تصميم فلاش NAND للاحتفاظ بحالة الشحن حتى عند عدم تشغيله. محركات الأقراص ذات السعة الأعلى المتوفرة تجاريًا هي محركات Nimbus Data Exadrive © DC ، وتأتي هذه المحركات بسعات تتراوح من 16 تيرابايت إلى 100 تيرابايت. يذكر Nimbus أنه بالنسبة لحجمه ، فإن محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة 100 تيرابايت لديه نسبة توفير مساحة 6: 1 على محرك أقراص ثابتة قريبًا [1]
مجوهرات (https://saaeeexpress.com/ar/%D9%85%D8%AC%D9%88%D9%87%D8%B1%D8%A7%D8%AA/c1945730869)
وسائط القرص المغناطيسي
تقوم محركات الأقراص الثابتة بتخزين البيانات في الاستقطاب المغناطيسي لبقع صغيرة من طلاء السطح على القرص. يتم تحديد الحد الأقصى لكثافة المساحة من خلال حجم الجزيئات المغناطيسية في السطح ، وكذلك حجم "الرأس" المستخدم لقراءة البيانات وكتابتها. في عام 1956 ، كان أول محرك أقراص ثابت ، وهو IBM 350 ، تبلغ كثافة مساحته 2000 بت / بوصة 2. منذ ذلك الحين ، تطابقت الزيادة في الكثافة مع قانون مور ، حيث وصلت إلى 1 تيرا بايت / بوصة 2 في عام 2014. [2] في عام 2015 ، قدمت Seagate محرك أقراص ثابتًا بكثافة 1.34 تيرا بايت / بوصة 2 ، [3] أكثر من 600 مليون مرة من IBM 350. ومن المتوقع أن تكنولوجيا التسجيل الحالية يمكن أن تتسع "عمليًا" إلى 5 تيرا بت / بوصة 2 على الأقل في المستقبل القريب. [3] [4] تقنيات جديدة مثل التسجيل المغناطيسي بمساعدة الحرارة (HAMR) والتسجيل المغناطيسي بمساعدة الميكروويف (MAMR) قيد التطوير ومن المتوقع أن تسمح باستمرار زيادة كثافة المنطقة المغناطيسية.
وسائط الأقراص الضوئية
تخزن الأقراص الضوئية البيانات في حفر صغيرة في سطح بلاستيكي يتم تغطيته بعد ذلك بطبقة رقيقة من المعدن العاكس. توفر الأقراص المضغوطة (CDs) كثافة تبلغ حوالي 0.90 جيجابت / بوصة 2 ، باستخدام حفر يبلغ طولها 0.83 ميكرومتر وعرضها 0.5 ميكرومتر ، مرتبة في مسارات متباعدة 1.6 ميكرومتر. أقراص DVD هي في الأساس قرص مضغوط عالي الكثافة ، يستخدم مساحة أكبر من سطح القرص ، وحفر أصغر (0.64 ميكرومتر) ، ومسارات أكثر إحكامًا (0.74 ميكرومتر) ، مما يوفر كثافة تبلغ حوالي 2.2 جيجابت / بوصة 2. توفر أقراص HD DVD و Blu-ray أحادية الطبقة كثافات تبلغ حوالي 7.5 جيجابت / بوصة 2 و 12.5 جيجابت / بوصة 2 ، على التوالي.
عندما تم تقديم الأقراص المضغوطة في عام 1982 ، كان لديها كثافة أعلى بكثير من محركات الأقراص الثابتة ، ولكن محركات الأقراص الثابتة تقدمت منذ ذلك الحين بسرعة أكبر بكثير وتجاوزت الوسائط الضوئية في كل من كثافة المساحة والسعة لكل جهاز.
وسائط شريط مغناطيسي
تم تسجيل أول محرك شريط مغناطيسي ، Univac Uniservo ، بكثافة 128 بت / بوصة على شريط مغناطيسي نصف بوصة ، مما أدى إلى كثافة مساحة 256 بت / بوصة 2. [6] في عام 2015 ، أعلنت شركتا IBM و Fujifilm عن رقم قياسي جديد لكثافة مساحة الشريط المغناطيسي البالغة 123 جيجابت / بوصة 2 ، [7] بينما يوفر LTO-6 ، وهو أعلى شريط إنتاج يتم شحنه في عام 2015 ، كثافة مساحية تبلغ 0.84 جيجابت / بوصة 2. [8]
بحث
يحاول عدد من التقنيات تجاوز كثافة الوسائط الموجودة.
تهدف شركة IBM إلى تسويق نظام ذاكرة Millipede الخاص بها بسرعة 1 تيرابايت / بوصة 2 في عام 2007 ولكن يبدو أن التطوير يحتضر. تستخدم تقنية IBM الأحدث ، ذاكرة مضمار السباق ، مجموعة من العديد من الأسلاك النانومترية الصغيرة المرتبة في شكل ثلاثي الأبعاد ، كل منها يحتوي على العديد من البتات لتحسين الكثافة. على الرغم من عدم ذكر الأرقام الدقيقة ، فإن المقالات الإخبارية لشركة IBM تتحدث عن زيادة "100 مرة".
تحاول تقنيات التخزين الثلاثية الأبعاد أيضًا تخطي الأنظمة الحالية ، لكنها أيضًا تخسر السباق ، ويُقدر أنها تقدم 1 تيرابايت / بوصة 2 أيضًا ، مع وجود حوالي 250 جيجابايت / بوصة 2 أفضل عرض حتى الآن للأنظمة الثلاثية الأبعاد غير الكمومية .
نظارات (https://saaeeexpress.com/ar/%D9%86%D8%B8%D8%A7%D8%B1%D8%A7%D8%AA/c590339651)
تقدم التقنيات التجريبية الأخرى كثافة أعلى. ثبت أن تخزين البوليمر الجزيئي يخزن 10 تيرابايت / بوصة 2. [10] إلى حد بعيد ، فإن النوع الأكثر كثافة من تخزين الذاكرة تجريبيًا حتى الآن هو التصوير الهولوغرافي الكمي الإلكتروني. من خلال تركيب صور ذات أطوال موجية مختلفة في نفس الصورة المجسمة ، في عام 2009 ، حقق فريق بحث في ستانفورد كثافة بت تبلغ 35 بت / إلكترون (حوالي 3 إكسابايت / بوصة 2) باستخدام المجاهر الإلكترونية ووسط نحاسي.
في عام 2012 ، تم استخدام الحمض النووي بنجاح كوسيط تخزين بيانات تجريبي ، ولكنه تطلب مُركب الحمض النووي وشرائح الحمض النووي الدقيقة لتحويل الشفرة. اعتبارًا من عام 2012 ، يحمل الحمض النووي الرقم القياسي لأعلى وسط تخزين كثافة. في مارس 2017 ، نشر العلماء في جامعة كولومبيا ومركز نيويورك للجينوم طريقة تُعرف باسم نافورة الحمض النووي والتي تتيح استرجاع المعلومات بشكل مثالي من كثافة 215 بيتابايت لكل جرام من الحمض النووي ، أي 85٪ من الحد النظري. ]
التأثيرات على الأداء
مع استثناء ملحوظ لذاكرة NAND Flash ، تعمل زيادة كثافة التخزين للوسيط عادةً على تحسين سرعة النقل التي يمكن أن تعمل بها هذه الوسيلة. يكون هذا أكثر وضوحًا عند التفكير في الوسائط المختلفة المستندة إلى القرص ، حيث تنتشر عناصر التخزين على سطح القرص ويجب تدويرها فعليًا تحت "الرأس" لتتم قراءتها أو كتابتها. تعني الكثافة الأعلى نقل المزيد من البيانات تحت t
مستحضرات التجميل (https://saaeeexpress.com/ar/%D9%85%D8%B3%D8%AA%D8%AD%D8%B6%D8%B1%D8%A7%D8%AA-%D8%AA%D8%AC%D9%85%D9%8A%D9%84/c114710267)