Сопоставьте приблизительный объем информации и емкость жесткого диска

Обновлено: 21.11.2024

Прошел 51 год, прежде чем объем жестких дисков достиг 1 ТБ (терабайта, т. е. 1000 ГБ). Это произошло в 2007 году. В 2009 году появился первый жесткий диск с объемом памяти 2 ТБ. Таким образом, если для достижения первого терабайта потребовался 51 год, то для достижения второго потребовалось всего два года.

Перенесемся на 10 лет вперед. В 2019 году самые большие имеющиеся в продаже жесткие диски могут хранить не менее 15 ТБ данных. Мир твердотельных накопителей предлагает еще больше места — не менее 100 ТБ.

В этой статье рассказывается о том, как эволюционировали жесткие диски с тех пор, как они впервые появились на рынке в 1956 году. Мы рассмотрим радикальные изменения с течением времени для трех различных аспектов жестких дисков: размера, места для хранения и цены.

Изменения физического размера с течением времени

Первый жесткий диск, как и многие инновации в вычислительной технике, был разработан IBM. Он назывался IBM Model 350 Disk File и представлял собой огромное устройство. У него было 50 24-дюймовых дисков внутри шкафа, который был размером со шкаф и совсем не легким. Этот массивный накопитель может хранить колоссальные 5 МБ данных.

Вверху: Дисковый файл IBM Model 350 доставляется. Да, это ОДИН жесткий диск.

Несмотря на то, что жесткие диски продолжали совершенствоваться, самые современные диски создавались в соответствии с концепцией "чем больше, тем лучше" вплоть до 80-х годов. Жесткие диски обычно использовались вместе с большими мэйнфреймами, так что это не имело большого значения. Под компьютеры уже отведены целые комнаты.

Например, ниже представлен жесткий диск емкостью 250 МБ 1979 года.

Вверху: ультрасовременный жесткий диск 70-х годов.

В 1980 году компания IBM представила первый жесткий диск, преодолевший барьер в 1 ГБ. Он назывался IBM 3380 и мог хранить 2,52 ГБ ("2,52 миллиарда символов информации", согласно данным IBM). Его шкаф был размером с холодильник, и все это весило 550 фунтов (250 кг). Это дало пользователям быстрый доступ к большому объему данных благодаря передаче информации со скоростью три миллиона символов в секунду.

Вверху: модуль дисковода IBM 3380.

В начале 80-х годов, после появления первого микрокомпьютера Altair 8800, начали появляться «потребительские» жесткие диски меньшего размера, предназначенные для использования с набирающими популярность персональными компьютерами (теперь известными как ПК). Самые ранние диски, установленные на этих машинах, доступные с 1980 года, имели размер 5 МБ и форм-фактор 5,25 дюйма (Seagate ST506).

Вверху: три десятилетия усадки.

Изменения объема хранилища с течением времени

Первый жесткий диск (RAMAC 305 производства IBM) еще в 1956 году мог хранить 5 МБ данных, что в то время было огромным объемом. По совпадению, это также размер первого «маленького» 5,25-дюймового жесткого диска, появившегося в 1980 году. Мы перешли от потребности в специальном помещении для жесткого диска и его компьютера к тому, что мы могли поместиться внутри настольного компьютера.

Десять лет спустя, в 1990 году, "обычный" жесткий диск (например, производимый Maxtor) вмещал около 40 МБ, а более дорогие модели могли хранить более 100 МБ.

Перенесемся в наши дни: вы можете купить 3,5-дюймовый жесткий диск емкостью 15 ТБ.

Чтобы проиллюстрировать огромное увеличение объема хранилища, которое мы наблюдаем за последние 38 лет (по сути, с момента появления персональных компьютеров), мы составили сравнительную диаграмму 1980 года, 2010 года и 2019 года.

Обратите внимание, что на этой диаграмме мы использовали логарифмическую шкалу. Каждый шаг по оси Y в 10 раз больше, чем шаг под ним. Если бы мы использовали обычный линейный масштаб, высота столбцов для 1980 года была бы меньше пикселя.

Примечание. Чтобы оценить нормальный размер жесткого диска на диаграмме, мы использовали данные о средней емкости жестких дисков Seagate.

Как видите, разрыв между обычными и первоклассными жесткими дисками с точки зрения объема памяти стал намного меньше, чем в прошлом.Интересно, что сегодня максимальное и «нормальное» хранилище могут иметь одинаковый физический размер, чего точно не было в 1980 году. Никто больше не производит жесткие диски размером с холодильник.

Конечно, в настоящее время у нас есть специальные устройства хранения данных с огромным количеством обычных жестких дисков, забитых внутри, которые взяли на себя корону «смехотворно дорогих».

Кстати, о цене…

Изменение цены во времени

Как и любой другой редкий товар, первые жесткие диски были очень дорогими и использовались с такими же огромными и дорогими мейнфреймами.

Первый жесткий диск, IBM Model 350 Disk File, о котором мы упоминали выше, не был чем-то отдельным. Это даже не то, что вы купили. Вместо этого вы можете арендовать компьютер IBM 305 RAMAC, поставляемый с 350 Disk File, за 3200 долларов в месяц. В 50-х это было намного больше, чем сейчас.

Самые большие и лучшие жесткие диски оставались дорогим предложением. Когда он наконец начал продаваться в 1981 году после некоторых первоначальных проблем с доставкой, цена на IBM 3380 размером с холодильник объемом 2,52 ГБ начиналась с 81 000 долларов. И тогда вам, конечно, нужен был компьютер, чтобы использовать его с…

Первые 5,25-дюймовые жесткие диски емкостью 5 МБ (т. е. потребительский вариант) в 80-х годах стоили более 3000 долларов США. Аналогичные цены остались и на 10-мегабайтные диски, которые вскоре их заменили. Это, вероятно, объясняет, почему большинство ПК изначально продавались без жесткого диска, а вместо этого полагались на дисководы для гибких дисков.

Поскольку объем хранилища увеличился, он стал намного доступнее. Средняя стоимость гигабайта за последние 30 лет выросла со 100 000 долларов до нескольких центов. Вот это инфляция…

Фактоид: в 1981 году жесткий диск Apple емкостью 5 МБ стоил 3 500 долларов США. Это 700 000 долларов США за гигабайт.

Сегодня мы платим около 18 долларов США за 1 ТБ места на жестком диске.

И, конечно же, 38 лет назад объем хранилища в ТБ был неслыханным.

Рекламный ролик первого жесткого диска

В завершение этой ретроспективы мы приводим несколько старинных рекламных материалов о компьютере IBM 305 RAMAC 1956 года и его удивительном новшестве — дисковом файле IBM 350. Это техническое золото. Если вы можете смотреть это без улыбки на лице, обратитесь за помощью.

Еще 30 лет в будущее

Учитывая, что теперь у нас есть крошечные дешевые USB-накопители, которые легко вмещают 256 ГБ данных (а дорогие — 1 ТБ и более), что примерно в 6 500 раз больше, чем у обычного жесткого диска в 1990 году (40 МБ), мы можем сказать: что дела определенно продвинулись вперед.

И точно так же, как сейчас мы оглядываемся назад и качаем головами при мысли о поразительной разнице между сегодняшним днем и несколькими десятилетиями ранее, мы можем оглянуться на 2019 год и с таким же изумлением покачать головой. «Неужели тогда хранилище действительно было таким примитивным?»

Изучите историю ИТ вместе с Royal Pingdom

Ищете другие публикации по истории ИТ? Обязательно прочитайте об истории аппаратного обеспечения ПК, а также о нашей тщательно отобранной подборке первых компьютеров (1940–1960-е годы).

Википедия, как это часто бывает, очень помогла при проверке фактов и цифр.

Примечание. Впервые эта статья появилась в этом блоге в 2010 году, и мы немного подправили ее содержание.

Сравнение заявленной и фактической емкости диска

Марк Кирнин — бывший писатель Lifewire, эксперт по компьютерным сетям и Интернету, который также специализируется на компьютерном оборудовании.

Джеррик Легер — сертифицированный CompTIA ИТ-специалист с более чем 10-летним опытом работы в сфере технической поддержки и ИТ. Он также является системным администратором в ИТ-фирме в Техасе, обслуживающей малый бизнес.

Жесткий и твердотельный накопитель
Краткое руководство по веб-камерам
Клавиатуры и мыши
Мониторы
Карточки
Принтеры и сканеры
Малина Пи

В какой-то момент вы можете столкнуться с ситуацией, когда емкость диска или диска не так велика, как рекламируется. В этой статье рассматривается, как производители оценивают емкость запоминающих устройств, таких как жесткие диски, твердотельные накопители, диски DVD и Blu-ray, по сравнению с их фактическим размером. Это также объясняет, почему жесткие диски меньше, чем рекламируется.

Биты, байты и префиксы

Все компьютеры хранят данные в двоичном формате как единицу или ноль. Восемь из этих битов вместе образуют байт. Различные объемы емкости хранилища определяются префиксом, представляющим определенный объем, аналогично префиксам метрик. Поскольку все компьютеры используют двоичную математику, эти префиксы представляют суммы с основанием 2. Каждый уровень представляет собой приращение на 2 в 10-й степени или на 1024. Общие префиксы следующие:

Килобайт (КБ) = 1024 байта
Мегабайт (МБ) = 1024 килобайта или 1 048 576 байт.
Гигабайт (ГБ) = 1024 МБ или 1 073 741 824 байт.
Терабайт (ТБ) = 1024 ГБ или 1 099 511 627 776 байт.

Эта информация очень важна, потому что, когда компьютерная операционная система или программа сообщает о доступном пространстве на диске, она отображает общее количество доступных байтов или ссылается на них по одному из префиксов. Таким образом, ОС, в которой указано общее пространство 70,4 ГБ, на самом деле имеет около 75 591 424 409 байт дискового пространства.

Рекламируемый и фактический

Поскольку потребители не думают в математике с основанием 2, производители решили оценивать емкость большинства дисков на основе стандартных чисел с основанием 10, с которыми мы все знакомы. Следовательно, один гигабайт равен одному миллиарду байтов, а один терабайт равен одному триллиону байтов. Это приближение не было большой проблемой, когда мы использовали килобайт. Тем не менее, каждый уровень увеличения префикса также увеличивает общее несоответствие фактического пространства по сравнению с объявленным пространством.

Вот краткий справочник, показывающий, насколько фактические значения отличаются от заявленных для каждого общего ссылочного значения:

Разница в мегабайтах = 48 576 байт.
Разница в гигабайтах = 73 741 824 байта.
Разница в терабайтах = 99 511 627 776 байт.

Исходя из этого, каждый гигабайт, заявленный производителем накопителя, завышает объем дискового пространства на 73 741 824 байта или примерно на 70,3 МБ дискового пространства. Предположим, производитель рекламирует жесткий диск емкостью 80 ГБ (80 миллиардов байт). В этом случае фактический объем дискового пространства составляет около 74,5 ГБ, что примерно на 7 % меньше заявленного.

Эта практика применима не ко всем накопителям и носителям информации, представленным на рынке, поэтому потребители должны быть осторожны. Информация о большинстве жестких дисков основана на объявленных значениях, где гигабайт равен одному миллиарду байтов. С другой стороны, хранение большинства флэш-носителей зависит от фактического объема памяти. Таким образом, карта памяти емкостью 512 МБ содержит ровно 512 МБ данных. Индустрия менялась и в этом отношении. Например, твердотельный накопитель может быть указан как модель на 256 ГБ, но иметь 240 ГБ свободного места. Производители твердотельных накопителей оставляют дополнительное место для мертвых ячеек и разницы между двоичными и десятичными числами.

Отформатированные и неформатированные

Чтобы устройство хранения любого типа функционировало, компьютер должен каким-то образом узнать, какие биты, хранящиеся на нем, относятся к конкретным файлам. В этом помогает форматирование диска. Типы форматов дисков могут различаться в зависимости от компьютера, но наиболее распространенными являются FAT16, FAT32 и NTFS. В каждой схеме форматирования часть дискового пространства выделяется для каталогизации данных на диске. Этот процесс позволяет компьютеру или другому устройству правильно читать и записывать данные на диск.

Когда диск отформатирован, функциональное пространство для хранения на диске меньше, чем его неформатированная емкость. Величина, на которую форматирование уменьшает пространство, зависит от типа используемого форматирования, а также количества и размера различных файлов в системе. Поскольку она варьируется, производители не могут указать форматированную емкость. Пользователи чаще сталкиваются с этой проблемой при работе с флэш-накопителями, чем с жесткими дисками большей емкости.

Ознакомиться со спецификациями

При покупке компьютера, жесткого диска или флэш-памяти очень важно знать, как правильно читать спецификации. Обычно у производителей есть сноска в характеристиках устройства, чтобы показать, как оно оценивается. Эта информация может помочь вам принять лучшее решение.

Устройства хранения, такие как дисководы, хранят ваши документы (файлы данных) и программы (исполняемые файлы), когда они в данный момент не используются для обработки. В отличие от содержимого оперативной памяти, данные, хранящиеся на этих устройствах, не исчезают при отключении питания.

Основные категории запоминающих устройств – магнитные, твердотельные и оптические.

Жесткий диск

Жесткий диск содержит диски, изготовленные из металла и покрытые оксидом металла, который может намагничиваться. Крошечная электромагнитная головка чтения/записи на конце рычага поиска намагничивает крошечные точки на диске для хранения данных. Магнитные пятна, намагниченные в одном направлении, представляют собой единицу; пятна, намагниченные в противоположном направлении, представляют ноль (хорошо, я немного упростил, но вы поняли идею). Та же самая электромагнитная головка может позже определять магнитные поля пятен, когда они проходят под головкой, что позволяет считывать данные с диска.

Жесткие диски оцениваются по емкости , обычно это десятки или сотни гигабайт. Они также оцениваются по скорости вращения дисков (в об/мин, оборотов в минуту), которая обычно составляет тысячи об/мин. Другой способ оценки жесткого диска — это среднее время доступа (измеряемое в миллисекундах, мс), которое говорит о среднем времени, которое потребуется диску для извлечения любого бита данных с диска. Типичное время поиска составляет около 6 мс.

Электроника, управляющая жестким диском, часто включает кэш-память.Диск считывает данные из нескольких секторов вместо одного — таким образом, если ЦП запрашивает эти следующие сектора, диск может отправить их немедленно, не дожидаясь, пока диск снова повернется обратно.

Электроника контроллера для жесткого диска может быть IDE, или ATA, или SCSI, или чем-то еще. Не беспокойтесь об этой детали здесь, но вам нужно получить правильный тип, чтобы войти в ваш компьютер, если вы хотите добавить дополнительные диски. При желании вы также можете подключить дополнительные внешние жесткие диски к портам USB или Firewire компьютера.

Диска

В дискете диск сделан из гибкого майларового пластика, покрытого оксидом металла, который может намагничиваться. Дискеты имеют размер 3,5 дюйма (дискеты старого образца для первых ПК были размером 5,25 дюйма).

Шторка защищает поверхность диска от грязи и отпечатков пальцев; заслонка выдвигается, когда диск вставляется в дисковод, чтобы головки чтения/записи могли добраться до диска.

Небольшой пластиковый ползунок можно сдвинуть, чтобы разблокировать отверстие в углу дискеты, чтобы защитить диск от записи (чтобы данные не могли быть случайно стерты).

Диски высокой плотности содержат 1,44 МБ. Время доступа намного медленнее, чем для жесткого диска, и они несколько ненадежны. Многие новые компьютеры не имеют дисковода для гибких дисков, но при необходимости вы можете приобрести внешний дисковод для подключения.

Заархивировать диск

Zip-диск по размеру похож на дискету, но толще. По сути, это «супердискета», но более высокие допуски конструкции и меньшие головки чтения/записи позволяют Zip-диску хранить больше данных, чем дискета. Первые Zip-диски содержали 100 МБ. Более поздние Zip-диски могли читать 250-мегабайтные Zip-файлы (в дополнение к старым 100-мегабайтным дискам). В Zip-приводе еще более новой модели используются диски емкостью 750 МБ.

Как Zip-диск, так и дискета имеют преимущество в том, что они являются съемными носителями. Данные, хранящиеся на этих дисках, могут быть удалены и перенесены в другие места. И Zip-файлы, и дискеты могут быть отформатированы как для ПК, так и для Macintosh (Mac могут читать оба формата).

У нас были Zip-накопители на наших предыдущих ПК и Mac в UNM-LA, но наши новые компьютеры не используют их, поэтому вам, возможно, никогда не придется иметь с ними дело.

Флэш-накопитель

Zip-диск (250 МБ)

USB-накопитель – это портативное твердотельное запоминающее устройство, которое подключается к USB-порту компьютера. У них есть много других названий (например, ключевой накопитель, карманный накопитель, флэш-накопитель, флеш-накопитель). Они заменили дискеты и Zip-диски в UNM-LA в качестве нашего предпочтительного средства переноса файлов. Они работают как на Mac, так и на ПК.

Эти небольшие диски хранят данные на микросхемах флэш-памяти (разновидность EEPROM). Флэш-память можно стирать и перезаписывать ограниченное количество раз (обычно много тысяч раз). Некоторые устройства имеют переключатель защиты от записи.

Емкость хранилища варьируется, но доступна от 16 МБ до более гигабайта.

Карты флэш-памяти

Тот же тип флэш-памяти, что и в приведенных выше USB-накопителях, используется в небольших картах памяти (карта Secure Data SD и карта Compact Flash показаны справа). Эти карты используются карманными компьютерами, цифровыми камерами, музыкальными проигрывателями MP3 и другими цифровыми устройствами. Вы также можете подключить к компьютеру устройство чтения карт флэш-памяти, чтобы считывать и записывать данные на эти карты. Эти карты памяти (и другие типы, не показанные здесь) имеют различную емкость от десятков мегабайт до более гигабайта.

CD-ROM

Пример карты флэш-памяти (SD-карта слева, Compact Flash-карта справа)

CD-ROM (компакт-диск только для чтения) — это оптический носитель информации объемом около 670 МБ. «Оптический» означает, что свет используется для считывания данных с диска (это не магнитный носитель). Производство компакт-дисков в больших количествах обходится очень дешево, поэтому большая часть программного обеспечения распространяется на компакт-дисках.

Данные хранятся на компакт-диске в виде небольших углублений в пластике внутреннего слоя, который затем алюминируется и покрывается другим прозрачным слоем. Лазерный луч внутри привода CD-ROM отражается от диска, и последовательности ямок и не ямок (отражательная способность разная) преобразуются в единицы и нули данных.

Приводы CD-ROM оцениваются по скорости, например, 32x, что означает в 32 раза больше, чем у первых приводов CD-ROM.

CD-R и CD-RW

CD-R (компакт-диск — записываемый) и CD-RW (компакт-диск — перезаписываемый) — это компакт-диски, на которые можно записывать (если на вашем компьютере есть привод CD-RW).

Диски CD-R имеют слой красителя, который заменяется более мощным лазером в приводе для записи данных (считывающий лазер малой мощности не изменяет данные). Поверхность данных CD-R может быть изменена только ОДИН РАЗ в каждом месте (хотя вы можете записывать несколько сессий на один диск, пока он не заполнится). После этого он доступен только для чтения. Диски CD-R могут содержать 700 МБ данных.

Диски CD-RW содержат материал с изменяемой фазой, который могут считывать, записывать и стирать лазерные лучи различной мощности, поэтому эти диски можно использовать много раз (но их необходимо стереть перед повторной записью).

Диски DVD-ROM (DVD = универсальный цифровой диск) — это оптические носители данных, аналогичные компакт-дискам, но с большей емкостью. DVD-диски используют меньшие места для записи данных, а диски могут быть двухслойными и двусторонними, при этом каждый слой содержит 4,7 ГБ данных (таким образом, двухслойный/двусторонний DVD может содержать 18 ГБ данных).

Как и у компакт-дисков, у DVD-дисков также есть варианты для записи, хотя есть несколько форматов (DVD-R и DVD+R), конкурирующих за господство. Однослойный диск DVD-R может содержать 4,7 ГБ данных (двухслойные диски могут вместить в два раза больше).

Скорость привода DVD оценивается с точки зрения того, во сколько раз она выше, чем у оригинального привода DVD (6-кратный привод DVD в 6 раз быстрее)

Эта запись в блоге была первоначально опубликована в марте 2016 года и обновлена в сентябре 2018 года. С тех пор технология жестких и твердотельных накопителей продолжает совершенствоваться, поэтому мы публикуем в этой публикации наше последнее обновление.

Среди всех доступных компьютерных дисков легко запутаться в различиях между ними. Два основных накопителя, между которыми вы должны знать разницу, — это жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD). Вам может быть интересно, в чем разница между жестким диском и твердотельным накопителем? Какой привод лучше использовать? Какой диск чаще выходит из строя?

Мы тратим много времени на размышления о жестких и твердотельных дисках, поэтому знаем, что использование обоих дисков имеет свои преимущества и недостатки. Если вы хотите обновить свой компьютер с помощью нового диска или вам интересно, как лучше всего использовать любой тип диска, полезно провести параллельное сравнение каждого варианта. Итак, мы разработали этот пост «В чем разница», чтобы помочь разобраться в различиях между этими двумя типами дисков. Читайте дальше, чтобы узнать, как далеко продвинулись технологии накопителей за эти годы и как выбрать лучшее решение для ваших потребностей в хранении данных.

В этом углу: жесткий диск

Традиционный вращающийся жесткий диск был стандартом для многих поколений персональных компьютеров. Постоянно совершенствующиеся технологии позволили производителям жестких дисков увеличить объем хранения, чем когда-либо, при цене за гигабайт, которая по-прежнему делает жесткие диски лучшим соотношением цены и качества.

Какими бы сложными они ни были, жесткие диски существуют с 1956 года. Те, что были тогда, были двух футов в диаметре и могли хранить всего несколько мегабайт информации, но технологии улучшились до такой степени, что вы можете втиснуть 10 терабайт. во что-то размером с кухонную губку.

Внутри жесткого диска есть нечто, более чем похожее на старый проигрыватель: пластина или несколько пластин, которые вращаются вокруг центральной оси — шпинделя — обычно со скоростью от 5400 до 7200 оборотов в минуту. Некоторые жесткие диски, созданные для повышения производительности, работают быстрее.

Информация записывается на накопитель и считывается с него путем изменения магнитных полей на этих вращающихся пластинах с помощью якоря, называемого головкой чтения-записи. Визуально он немного похож на дужку проигрывателя, но вместо иглы, которая проходит в физической канавке на пластинке, головка чтения-записи немного парит над физической поверхностью диска.

Двумя наиболее распространенными форм-факторами для жестких дисков являются 2,5 дюйма, характерные для ноутбуков, и 3,5 дюйма, характерные для настольных компьютеров. Вы также найдете внешние диски с 2,5-дюймовыми и 3,5-дюймовыми дисками. Размер стандартизирован, что упрощает ремонт и замену в случае поломки.

Подавляющее большинство используемых сегодня дисков подключаются через стандартный интерфейс Serial ATA (или SATA). Специализированные системы хранения иногда используют Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel или другие экзотические интерфейсы, разработанные для специальных целей.

Экономическое преимущество жестких дисков

Проверенная технология, используемая десятилетиями, делает жесткие диски дешевыми — намного дешевле в пересчете на гигабайт, чем твердотельные накопители. Хранилище на жестком диске может стоить всего три цента за гигабайт. Вы не тратите много, но получаете много места. Производители жестких дисков продолжают повышать емкость хранения, сохраняя при этом низкие затраты, поэтому жесткие диски остаются выбором тех, кто ищет много места для хранения, не тратя при этом много денег.

Недостаток заключается в том, что жесткие диски могут потреблять много энергии, генерировать шум, выделять тепло и работать не так быстро, как твердотельные накопители. Возможно, самое большое отличие состоит в том, что жесткие диски, при всем их сходстве с проигрывателями, в конечном счете являются механическими устройствами. Со временем механические устройства изнашиваются. Вопрос не в том, если, а в том, когда.

Технология жестких дисков не стоит на месте, и цена за единицу хранения резко снизилась. Как мы писали в нашей публикации «Жесткий диск или твердотельный накопитель: что ждет будущее для хранения данных? — часть 2», стоимость гигабайта для жестких дисков снизилась примерно в два миллиарда раз примерно за 60 лет.

Производители жестких дисков добились значительного прогресса в технологиях, позволяющих хранить все больше и больше информации на HD-пластинах, что называется плотностью записи. По мере того, как производители жестких дисков пытаются превзойти друг друга, потребители получают все большие и большие размеры дисков. Один из методов заключается в замене воздуха в приводах гелием, который уменьшает трение и поддерживает большую плотность поверхности. Другие новейшие технологии включают микроволновую и магнитную запись с нагреванием, или MAMR и HAMR соответственно. HAMR записывает магнитно с использованием лазерно-тепловой поддержки, а MAMR использует устройство, генерирующее микроволны, называемое осциллятором вращающего момента или лазером, чтобы хранить больше данных на диске привода. Эти накопители находятся на ранних стадиях производства и отправки корпоративным партнерам.

Продолжающаяся конкуренция и гонка за размещением все большего и большего объема хранилища в одном и том же привычном форм-факторе 3,5-дюймового жесткого диска означает, что это будет относительно небольшой выбор очень большой емкости для хранения данных на многие годы вперед.

В противоположном углу: твердотельный накопитель

Твердотельные накопители стали гораздо более распространенными в последние годы. Они являются стандартной проблемой для всей линейки ноутбуков Apple, например, MacBook, MacBook Pro и MacBook Air стандартно поставляются с твердотельными накопителями. Как и Mac Pro.

Твердотельный накопитель – это отраслевое сокращение для обозначения интегральной схемы, и в этом ключевое различие между твердотельным накопителем и жестким диском: внутри твердотельного накопителя нет движущихся частей. Вместо дисков, двигателей и головок чтения-записи в твердотельных накопителях используется флэш-память, то есть компьютерные микросхемы, которые сохраняют свою информацию даже при отключении питания.

Твердотельные накопители в принципе работают так же, как и хранилища на вашем смартфоне или планшете. Но твердотельные накопители, которые вы найдете в современных компьютерах Mac и ПК, работают быстрее, чем хранилище вашего мобильного устройства.

Механическая природа жестких дисков ограничивает их общую производительность. Производители жестких дисков неустанно работают над повышением скорости передачи данных и сокращением задержек и времени простоя, но их возможности ограничены. Твердотельные накопители обеспечивают огромное преимущество в производительности по сравнению с жесткими дисками: они быстрее запускаются, быстрее выключаются и быстрее передают данные.

Если вы все еще используете компьютер с жестким диском SATA, вы можете увидеть значительный прирост производительности при переходе на твердотельный накопитель. Более того, за последние пару лет стоимость твердотельных накопителей резко снизилась, поэтому такая модернизация обходится дешевле, чем когда-либо.

Различные форм-факторы SSD

Твердотельные накопители можно сделать меньше и потреблять меньше энергии, чем жесткие диски. Они также не издают шума и могут быть более надежными, поскольку не являются механическими. В результате компьютеры, предназначенные для использования твердотельных накопителей, могут быть меньше, тоньше, легче и работать на одном заряде батареи гораздо дольше, чем компьютеры с жесткими дисками.

Многие производители твердотельных накопителей производят механизмы твердотельных накопителей, предназначенные для замены 2,5-дюймовых и 3,5-дюймовых жестких дисков по принципу plug-and-play, поскольку существуют миллионы компьютеров (и многие новые компьютеры все еще производятся с жесткими дисками). которые могут извлечь выгоду из изменений. Они оснащены тем же интерфейсом SATA и разъемом питания, что и жесткие диски.

Теперь доступен широкий выбор форм-факторов SSD. Карты памяти Memory Stick, которые когда-то были ограничены максимальным объемом 128 МБ, теперь выпускаются в версиях размером до 2 ТБ.Они используются в основном в мобильных устройствах, где размер и плотность являются основными факторами, таких как камеры, телефоны, дроны и т. д. Другие форм-факторы с высокой плотностью предназначены для приложений центров обработки данных, например Intel P4500 емкостью 32 ТБ. Похожий на стандартную 12-дюймовую линейку, Intel SSD DC P4500 имеет емкость 32 ТБ. Благодаря 64 чрезвычайно тонким слоям 3D NAND, P4500 в настоящее время является самым плотным твердотельным накопителем в мире. Цена пока неизвестна, но, учитывая, что SSD DC P4500 требует только одну десятую мощности и всего одну двадцатую места традиционного жесткого диска, как только цена выйдет из стратосферы, вы можете быть уверены, что будет рынок для него.

В 2018 году компания Nimbus Data анонсировала твердотельный накопитель ExaDrive D100 емкостью 100 ТБ. Этот SSD сам по себе содержит в два раза больше данных, чем первые Storage Pods Backblaze. Когда Exadrive был впервые выпущен, он был доступен только по запросу, но в 2020 году компания объявила о своих первых онлайн-ценах на накопитель. Версия Exadrive емкостью 100 ТБ сейчас продается по цене 40 000 долларов США, а версия на 50 ТБ — 12 500 долларов США.

Производители твердотельных накопителей также ищут способы хранения большего объема данных в меньшем форм-факторе и на более высоких скоростях. Знакомый SSD-накопитель, который выглядит как 2,5-дюймовый HDD, начинает становиться все менее распространенным. Учитывая очень высокие скорости, с которыми данные могут быть прочитаны и скопированы на микросхемы памяти внутри твердотельных накопителей, естественно, что разработчики компьютеров и хранилищ хотят в полной мере использовать эту возможность. Все чаще системы хранения данных подключаются непосредственно к системной плате компьютера и в процессе этого приобретают новые формы.

Сравнение размеров твердотельного накопителя mSATA (слева) и твердотельного накопителя M.2 2242 (справа).

Производители ноутбуков приняли стандарт mSATA, а затем и стандарт M.2, который может быть размером с несколько плиток шоколада, но иметь такую же емкость, как и любой 2,5-дюймовый твердотельный накопитель SATA.

Другая технология интерфейса, называемая NvM Express или NVMe, теперь перенесена с серверов в центрах обработки данных на потребительские ноутбуки. При подключении к слоту PCI Express (PCIe) вместо использования пропускной способности SATA твердотельные накопители NVMe могут достигать более высоких скоростей чтения-записи, чем твердотельные накопители SATA, но их розничная цена почти вдвое превышает цену твердотельного накопителя SATA. Дополнительную информацию о разнице между дисками M.2 и дисками NVMe см. в этом посте.

Твердотельные накопители тоже выходят из строя

Как и жесткие диски, твердотельные накопители могут изнашиваться, но по разным причинам. В случае с жесткими дисками это часто просто механическая реальность вращающегося двигателя, который со временем изнашивается. Хотя внутри SSD нет движущихся частей, каждый банк памяти имеет конечный ожидаемый срок службы — ограничение на количество операций записи и чтения, прежде чем он перестанет работать. Логика, встроенная в диски, пытается динамически управлять этими операциями, чтобы свести к минимуму проблемы и продлить срок их службы.

На практике большинству из нас не нужно беспокоиться о долговечности SSD. SSD, который вы вставили в свой компьютер сегодня, вероятно, переживет компьютер. Но важно помнить, что, хотя твердотельные накопители по своей природе более надежны, чем жесткие диски, они все же подвержены тем же законам энтропии, что и все остальное во Вселенной.

Плюсы и минусы жестких дисков по сравнению с твердотельными накопителями

Плюсы	Против
Жесткие диски	Бюджетный вариант . Много места для хранения. Стандартные размеры облегчают ремонт и замену.	Используйте большую мощность. Шумно. Движущиеся части со временем изнашиваются. Медленнее, чем SSD.
SSD	Быстрее, чем HDD. Не создавайте шума. Используйте меньше энергии, чем жесткие диски. Широкий диапазон форм-факторов. Отсутствие движущихся частей делает их более долговечными, чем жесткие диски.	Меньший объем памяти, чем у жестких дисков. Может быть дорого. Трудно восстановить данные в случае сбоя.

Планирование будущего хранилища

Независимо от того, используете ли вы жесткий диск или твердотельный накопитель, важно иметь хороший план резервного копирования, поскольку рано или поздно любой диск выйдет из строя. У вас должна быть локальная резервная копия в сочетании с безопасной удаленной резервной копией, которая удовлетворяет стратегии резервного копирования 3-2-1. Чтобы начать работу, обязательно ознакомьтесь с нашим руководством по резервному копированию.

Надеюсь, мы дали вам некоторое представление о жестких дисках и твердотельных накопителях. И, как всегда, мы приветствуем ваши вопросы и комментарии, так что стреляйте!

Возможно, вам будет интересно прочитать другие статьи из нашей серии SSD 101 и узнать больше о надежности SSD.

Об Энди Кляйне

Энди Кляйн — главный пропагандист облачных хранилищ в Backblaze. Он имеет более чем 25-летний опыт работы в технологическом маркетинге, и за это время он поделился своим опытом в области облачных хранилищ и компьютерной безопасности на мероприятиях, симпозиумах и панелях в RSA, SNIA SDC, MIT, Федеральной торговой комиссии и сотнях других. В настоящее время он пишет и разглагольствует о статистике дисков, модулях хранения, облачном хранилище и многом другом.

Читайте также: