ذخیره سازی اطلاعات از گذشته تا اینده

[zeus]

امروزه یه هارد 3.5 اینچی PC حدود 4 ترابایت یک لب تاب 1.5 ترابایت (2.5 اینچی)یه موبایل 64 گیگ حجم دارند( اخرینهای تا به امروز )
براتون شاید سوال شده گذشته ی ذخیره سازی اطلاعات چگونه بوده از اولین هاردها تا اینده ابزارهای ذخیره سازی
اولین هارد دیسکت جهان توسط IBMدر سال 1956 در حجم 5 مگابایت ساخته شدIBM موفق شد تا سال 1961 تونست 1000 عدد از ان رو به فروش برسونه

این هارد غول پیکر با ارتفاع 2 متر و طول 150 سانتیمتر از یک کمد هم بزرگتر بود ولی این جد تمام هاردهای PC امروزی (HDD)هست این هارد تشکیل شده بود از 50 صفحه ی مغناطیسی با 1200 دور در ثانیه میچرخید

(همین چند وقت پیش بود سیگیت پلاتین 1 ترا تولید کرد هر هارد 4 الی 5 عدد پلاتین داره = هارد 3.5 اینچی 4 ترابایت [Only registered and activated users can see links. ])
این هارددر سال 1979 با ظرفیت 250 مگابایت به قیمت هزار دلار و با وزن 249 کیلو گرم ساخته شد

این هاردم در سال 1980 با حجم 2.5 گیگابایت تولید شد

سیر تکامل هاردها از 1980 تا 2011 از حجم 2.5 گیگ بایت تا 2 ترا بایت

منظورم این نیست هاردها به مرور زمان کوچتر میشند چون همونس سال 1956 بعد از اولین هارد نسخه کوچتر به طبع سبکترش ساخته شد حجم 4 کیلوبایت[Only registered and activated users can see links. ]
هاردها در امروز در حجمهای 3.5 اینچی و 2.5 اینچی حتی اندازه های [Only registered and activated users can see links. ] ساخته میشند کارت حافظه ها هم در موبایل دوربین و.... در اندازه های مختلف هستند
روند پیشرفت ابزارهای ذخیره سازی هرچه به زمان حال نزدیک میشه سریعتر میشد ایا امروز حجم هاردها جوابگوی هستند ؟ایا همین روند پیشرفت جوابگو خواهد بود
من کسایی رو میشناسم 10 الی 8 هارد در اندازه های 1 الی 2 ترابایت دارند و اطلاعاتشون در حال اشباه شدنه و نیاز یک الی دو سال ایندشون هم تامین نمیکنه حتی اگه هاردهاشونو رو با هارد 4 ترابایت عوض کنند باز هم مجبورند اطلاعاتشونو در چند هارد بریزند
با بالا تر رفتن مگا پیکسل دوربینها و فرمتهای فیلم برداری 4k , 8k بالا رفتن سرعت نت داشتن هارد حجیم تر بیشتر حس میشه پس این روند پیشرفت باز هم جوابگوی اینده نیست
ایا اینده چگونه است ؟
هر بیت اطلاعات در 12 اتم
هر بیت اطلاعات در هاردهای معمولی در 3 میلیون اتم جای میگیرند IBM توانسته در هر 12 اتم یک بیت اطلاعات جای بدهد [Only registered and activated users can see links. ]

من یه حساب سر انگشتی کردم میشه 1500000 ترابایت =1.4 اگزابایت
تا همین دیروز میگفتند که که افزایش حجم در hdd ها محدودیت داره ولی IBM ثابت کرد اشتباه میکردند به همین زودی HDD های جای خودشونو به SSD نمیدند
البته تا به بازار اومدن این حد اقل 5 الی 10 سال باید صبر کنید
حافظه های نانو شیشه و انقلابی در SSD
یک گروه پژوهشی موفق شدند با نانو ساختار شیشه ای نوعی حافظه ی جدید شدند در هر قسمت 360 ترابایت رو جای بدند [Only registered and activated users can see links. ] البته هر قسمت متوجه نشدم چه قدر حجم فیزیکی اشغال میکنه

هر بیت اطلاعات در یک مولکول
گروه Karlsruhe تونستند هر بیت اطلاعات رو رو یک اتم پیاده کنند البته در SSD [Only registered and activated users can see links. ]


-همونطور که میبینید رقابت بسیار شدیده هر کدوم از اینا سعی میکنند تا تکنولوژی خودشونو سریعتر (و زودتر از اونیکی)به بازار بدند اگه این فناوری ها در صنعت هارد و ابزارهای ذخیره سازی بیاند حادثه تلخ
سیل در تایلند و گران شدن هارد از ذهن مرد پاک خواهد شد
-ولی یه چیز جالب معماری ۶۴ بیتی امروزی حداکثر می تواند ۱۸ اگزابایت اطلاعات را آدرس دهی بکنه

[zeus]

ما تو پست اول به حجم هاردها پرداختیم ولی واقیت اینه مهم تر از حجم سرعت هار دیسکت ها (hdd.sdd) مهم تره
فرض بر این بگیرید تو سرعتا خوندن نوشتن هیچ پیشرفتی صورت نگیره و فقط حجم هارد بالا بره
مثل این میمونه یه تانکر اب بزرگ رو بخوایین با شیلنگ حیاط خونتون پر کنید چه قدر طول میکشه تا پر بشه ؟ یا یه تانکر قسمت تخلیه انداه ی سر یک نوشابه 1.5 لیتری باشه چه قدر طول میکشه تا خالی بشه ؟
این همش نیست بازی های اینده دوربینهای اینده که بیش از 50 مگا پیکسل عکس میگیرند یا فیلم های 8k که شاهد ورود اونا هستیم در اینده باید سریع خونده بشند از هارد تا با مشکل دیر لود شدن عکس یا افت فریم تو فیلم مواجه نشند
NVMe
امروز خبری رو دیدم باعث شک من شد قطعا این یکی از انقلاباییه که منتظرش بودیم ssd سامسونگ 2.5 اینچی با سرعت خوندن 3000Mb/s

هیچ هاردی ندیدم نزدیکش باشه سامسونگ میگه 10 برابر SSD های معمولی 14 برابر HDD ها سرعت داره
نکته ی جالبتر اینجاست اخرین نسل SATA و USB یک گلوگاه هستند برای این هارد
SATA 3 سرعتی 600MB/s داره USB 3.0 سرعت 600Mb/s میدهد نسل جدید USB یعنی USB3.1 که هنوز به بازار نیومده سرعت دو برابر نسخه 3 این پرت ساپرت میکنه ولی باز هم یک گلو گاست
این هارد قراره از معدود هاردهایی باشه روی PCIe بسته میشه در حجمهای 400GB و 800GB و 1.6TB عرضه خواهد شد
منابع این خبر شگفت انگیر
[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]

[zeus]

حافطه ها دو نوع هستند NAND و DRAM
NAND : نیاز به انرژی برای نگه داری اطلاعات ندارند کاربردشون تو SSD ها USB فلش ها حافظه های موبایل (ولی استسنایی هم هست به جای رم استفاده بشه البته رم PC و لب تاب استفاده نشده )
DRAM :به عنوان رم استفاده میشود و سرعت بالایی دارند/قبل از ظهور حافظه های NAND اس اس دی های قدیم باطری داشتند و از نوع حافظه ها استفاده میکردند

تا سالها کل حافظه های جامد به این دو نوع خلاصه میشد ولی نوع جدیدی از حافظه ها در حال ظهوره
Resistive RAM
20 برابر حافظه های NAND سرعت دارند و همینقدر هم مصرف کمتر + 10 برابر عمر بیشتر دقیقتر بخوایم بگیم سرعت نوشتن 140 مگابایت سرعت خواندن 17 مگابایت

یه چیپ به مساحت 200 میلی متر مربع یک ترابایت در خودش جا میده شما فکر کنید در یه هارد SSD سه نیم اینچی چنتا جا میشه
تیم سازنده قبلا ادعا کرده بود این حافظه ها میتوانند شفاف هم ساخته شوند روی نمایشگر استفاده شود
ولی رو کوتاه مدت روی محصولات اینچنینی خیلی استفاده داره
[Only registered and activated users can see links. ]
متوجه نشدم بیشتر کاربردش رم هست یا حافظه (برا ذخیره سازی)ولی سرعت خواندن جا برای توسئه داره
ولی اینو مطمعنم در صورت قطع برق هم مانند حافظه های NAND اطلاعات میمونند
این فناوری فعلا در انحصار crossed هست حتی پینت این حافظه ها در اختیار داره با توجه به پستای بالا رقابت در اینده خیلی تنگا تنگ خواهد بود پس پیشبینیه من اینه تا مدت زیادی نمیتونه این نوع حافظه ها رو با قیمت زیاد بفروشه
[Only registered and activated users can see links. ]
Phase Change
[Only registered and activated users can see links. ]
این یکی از فناوریهای IBM هست در واقع اسم کاملش Phase change memory که به اختصار PCM گفته میشه
عمر طولانی ارزان بودن یکی از ویژگی های این حافظه هاست هر سلول 4 بیت اطلاعات نگه میداره حالا هر سلولش چه قدره برا من سواله بهر حال این فناوری تا سال 2016 در ابزارهای مختلف استفاده خواهد شد

[zeus]

3D Vertical NAND

این نوع حافظه ها نسبت به NAND معمولی فشرده تر هستند با این فرایند ساختشون همون 20nm هستند تو چیپهای 16 گیگابایتی استفاده میشد با این تفاوت فناوری فرایند اتصال ، عمودی Vertical استفاده میکنه سامسونگ تونسته 24 لایه(به صورت عمودی) 16 گیگا بایتی رو در یه چیپ جا بده که جمعا 348 گیگابایت میشود ضخامت چیپ بیش از نوع 16 گیگی نیست به این نوع چینش سلولها رو سه بعدی هم میگند
[Only registered and activated users can see links. ]
این حافظه ها هم اکنون که دارم این پستو مینویسم زیر تولید انبوه رفتند تا یک یا دو سال دیگه اماده ی استفاده در ابزارهای گوناگونه

تصور کن یه اسمارت فون 384 گیگ حافظه حد اقل داره فلش های 500 گیگی که العان قیمتای هزار دلاری دارند ارزون میشند هارد Samsung 830 Series SSD 512 GB این هارد 2.5 هست همونطور که تو [Only registered and activated users can see links. ] لینک داخلشو میبینید تونستند 8 چیپ 64 گیگی در بردش بگونجونند پس یه هارد 2.5 اینچی تقریبا 8 چیپ میتوان گذاشت
که میشه 3 ترابایت که برای یک ssd دو نیم اینچی شاهکاره این روش تقریبیه اندازه ی این چیپ با چیپ های 64 گیگابایتی متفاوته و در اخر جنبه ی اقتصادی موقعی ساخت ssd لحاض میشه

ظاهرا رقیب Resistive RAM خیلی سریع خودشونو نشون دادند هر چند که Resistive RAM که معرفی کردم 3 لایه بودند (که اون حجمو داشتند ) هرچند که Vertical NAND زیر تولید انبوه رفته Resistive RAM اوایل راه نیست سال پیش خبرهایی در باره این نوع ممری ها بود
سامسونگ بیشتر بازار حافظه ها رو در اختیارشه ظاهرا به هیچ وجه نمی خواد ان بازار از دست بده سان دیسک و توشیبا هم 4 میلیارد دلار سرمایه گذاری برای حافظه های فلش کردند
با تشکر از[Only registered and activated users can see links. ]
منابع
[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]

[zeus]

سیل در تایلند یاتون هست (برگردبد به چند سال پیش)باعث شد هاردا رو اب غوطه ور بشند قیمت هارد به یک باره شعله کشید بعد اعلام کردند قیمت هارد تا سال 2014 پایین نخواهد اومد
اتفاق های نا خوشایند بعدا ادامه پیدا کرد بیشتر سرمایه داران سرمایشونو گذاشتند تو ذخیره سازی ابری و گجت های قابل حمل
با وجود انفاقت ناخوشایند محدودیتهای جدید (عدم سرمایه )خبرهای خوبی میرسه
هلیوم به جای هوا
همونطور که اطلاع دارید جدا از سرعت پلاترها درون هارد هد هارد با سرعت زیادی در حرکته درون هارد از هوا پر شده این رفتن و امدن هد اونم با سرعت زیاد باعث استکاک میشه
شرکت [Only registered and activated users can see links. ] که یکی از شرکتای تابع وسترن دیجیتال هست به جای هوا از هلیوم استفاده کرده چون چگالی هلیوم یک هفتم هوا هست این استکاک کمتره به ازای هر گیک 49% مصرف کم شده
ولی همش مزایای استفاده از هلیوم این نیست
نگاهی بندازیم به اولین هارد با هلیوم
Ultrastar He6
[Only registered and activated users can see links. ]
این هارد 6 ترابایتی به جای 5 پلاتر از 7 پلاتر استفاده میکنه تو همون فضای 3.5 اینچی همونطور که میبینید استفاده از هلیوم به جای هوا باعث شده راحتر هد ها رو اظافه کنند این هارد نسبت به هاردای 4 ترابایتی 23 درصد انرژی کمتری مصرف میکنه
[Only registered and activated users can see links. ]
اخرین نکته هاردای وسترن از پلاترهای 750 گیگابایتی استفاده میکنند سیگیت از پلاترهای 1 ترا به عبارتی تا 7 ترابایت قابل افزایشه
توجه عکسا تمپ هست برای دیدن عکسا رو عکس کلیک کنید
[Only registered and activated users can see links. ]

[zeus]

اوایل سال 2006 شرکت فوجیتسو فناوری HAMR معرفی کرد در شیوه لیزر به هد های مقناطیسی هارد اظافه میشه تنها وقتی هد در حال نوشتن باشه لیزر به کار میفتد

شرکت سیگیت از سال 2007 تا کنون رو HAMR کار کرده سال پیش تونست یک ترابابیت در هر اینج جای بدهد وعده داد ظرفیت هاردها را به کمک HAMR شصد ترابایت تا سال 2016 خواهد رسانید (هاردای 3.5 اینچی)
[Only registered and activated users can see links. ]
حالا هم شرکت وسترن دیجیتال با توسعه این فناوری تونست چگالی هارد به 750 گیگابیت در هر اینچ برساند
و ادعا کرده که می تواند ظرفیت هاردها را تا 5 برابر افزایش دهد همونطور که میدونید پرچمدار هاردهای 3.5 اینچی 4 ترابایته با ادعای وسترن دیجیتال 20 ترابایت / و اگه افزایش پلاترها استرازکی جدید وسترن دیجیتال حساب کنیم (پست بالا )به 30 ترابایت میرسه
اینم اظافه کنم که وسترن از روش نانوتیوپ استفاده میکنه که سطح هد با هارد به حداقل خود برسد پس تغییر هد ها افزایش پلاریترها رو تحدید نمیکند
[Only registered and activated users can see links. ]
پینوشت HAMR مخفف heat-assisted magnetic recording

[zeus]

نمیدونم کسی یادشه یا نه بیش از 15 سال پیش نه همه pc ها کنار دیسک نوری (cd)نوار پشتیبان داشتند tape backup که دقیقا به همین منظور قابل استفاده بودند
سیستمشون دقیقا شبه به نوار کاست بود ظرفیت بالایی داشتند اطلاعات روی نوار مقناطیسی از اول نوار تا اخر نوار نوشته میشد
مزایاش این بود ارزان بود در کنار حجم بالا
معایبش چیزی که باعث شد تا مدتها از دور خارج بشند سرعت خواندن پایین بود در واقع اگه شما دنبال اطلاعاتی بودی باید از اول نوار تا اخر نوار (که محدودیت سرعت وجود داره )میرفت تا به اطلاعات مورد نیازت برسی
بیشتر تو کامپوتر های بزرگ بعضی سرورا فقط جهت بکاب گیری استفاده میشد (کمی بیش از pc ها)ولی مدتهاست که از دور خارج شدند

این مقدرمه ای بود برا این خبر
سونی نوار کاست 185 ترابایتی رو عرضه کرد

دقیقا همون نوارهای مقناتیسی با همون معایب هست
این خبر خودش نشان دهندهی اینه چه قدر در ذخیره سازی اطلاعات ضعف داریم دست به دامن روشهای قدیمی میشیم
[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]
...............
این یکی کمی بهتره
سن دیسک و ssd با ظرفیت 4 ترابایت

این ssd مثل همه ssd های دیگه 2.5 هست که حافظه های ان از لیتوگرافی ۱۹ نانومتری استفاده میکنه
سن دیک قول داره در اینده ssd های در ظرفیت 7 و 16 ترابایت هم عرضه کنه !
[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]
هرجا خبر رو گشتم هیچ اشاره ای به قیمت نشده نبود خبرهای در مورد هاردهای ssd با ظرفیت های بالا قبلا میشنیدیم ولی قیمت بالا ای داشند یادمه یکیشون بالای 3000 $ قیمت داشت
اینکه ظرفیت بالا ببریم تو همون فظای 2.5 یا 3.5 کار اسونیه ولی قسمت سخت کار قیمت تمام شده ی هارد هست

[zeus]

HGST اولین هارد 10 ترابایتی جهان رو معرفی کرد

این هارد در اندازه 3.5 اینچی هست و به جای هوا از هلیوم به کار رفته در هارد (پست 5)

[Only registered and activated users can see links. ]

اولین هارد 16 ترابایت ssd جهان

سامسونگ هارد 2.5 اینچی PM1633a معرفی کرد که 16 ترابایت (دقیقتر 15.3 ترابایت )ظرفیت دارد
این هارد ssd به کمک 500 چیپ های 32 گیگابایتی (چه جوری جا شده ؟؟؟)این چیپ های 32 گیگابایتی 16 لایه هستند (در چند پست بالا در موردv-nand توضیح دادیم )

هرچند پیشبینی میشه قیمت هارد 5000 دلار برسه ولی سامسونگ ثابت کرد ssd در اندازه ی 2.5 اینچی تا ظرفیت 16 ترابایت میتونه برسه در حالی که هاردهای مغناطیسی این پتانسیل رو در 3.5 اینچی هم ندارند
[Only registered and activated users can see links. ]

[Only registered and activated users can see links. ]
پینوشت :هیچ چیز بهتر از این نیست بعد از چند سال سر بزنی به تاپیکت ببینی عکسا همه سر جاشند

[zeus]

هر چند ما ایرانی ها اینتل رو به پردازنده هاش میشناسیم ولی اینتل در ssd ها ید طولانی داره

حافظه هایی با 1000 برابر سرعت
[Only registered and activated users can see links. ]
اینتل از حافظه های 3D Xpoint که جای گزین حافظه های NAND میشند رونمایی کرد این حافظه ها 1000 برابر سریعتر و 10 برابر تراکم بیشتر
این حافظه های مثل v-nand سامسونگ چند لایه ای هستند
[Only registered and activated users can see links. ]
و نگاهی به سیر تکامل حافظه ها( ssd )
[Only registered and activated users can see links. ]

wafers رونمایی شده
[Only registered and activated users can see links. ]
به شکل بریده شده
[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]

[Only registered and activated users can see links. ]

[zeus]

اینتل نقشه راهشو برای ssd مشخص کرد
اینتل با استفاده از 3D Xpoint که پیشتر معرفی کرد میخواد تا سال 2019 هارد 100 ترابایت بسازد !!
[Only registered and activated users can see links. ]
تا اون زمان هزینه به ازای هر گیگ به قدری کم شده کاملا رقابت با هاردهای مغناطیسی خواهد بود و بیشتر بازار از ان خود خواهد کرد
[Only registered and activated users can see links. ]

[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]
نقشه راه اینتل به طور مشخص میگه زمان به بار نشستن و رقابت تمام فناوری های معرفی کردیم در این تاپیک در سال 2018 هست
خبر بد اینه فرمت و تلویزیونهای 8k در سال 2017 به بازار میاند و این حجما اون زمان به سختی جوابگو خواهد بود