Пять способов хранения данных на компьютере

Еще совсем недавно, средний объем жестких дисков составлял каких-то 60 — 120 гигабайт. Этого казалось более чем достаточно, ведь доступ к новой информации был ограничен, а мультимедийные файлы занимали на порядок меньше дискового пространства, чем сейчас. Стандартным размером для фильма являлось 700 мегабайт. Такие игры-хиты как GTA San Andreas или Morrowind занимали не более трех гигабайтов.

  • Хранение данных на жестком диске
  • Запись информации на оптические диски
  • Хранение данных на флеш-накопителе
  • Хранение данных на облачных серверах
  • Хранение данных в социальных сетях
  • Подводим итог
  • Еще по теме:

Одной из задач накопителей заключается в переносе данных с одного ПК на другой. До всемирного распространения интернета, среди обычных пользователей, это был единственный способ распространения информации. Люди покупали готовые фильмы, после чего, обменивались ими, перезаписывали на пустые CD диски и т.

д.

Современные компьютеры имеют огромный объем дискового пространства, но и требования к объему увеличилось. Фильм с высоким разрешением может занимать до тридцати гигабайт памяти, не говоря уже про видеоигры, один установочный файл которых в некоторых случаях занимает до 60 гигабайтов памяти.

С появлением безлимитного подключения к интернету, пользователи получили неограниченный доступ к новой информации, с помощью пиринговых (торрент) сетей без труда можно скачать новинки кино, игры, музыкальные композиции и многое другое. Тем не менее, особо полезную информацию, желательно всегда иметь под рукой.

к оглавлению ↑

Хранение данных на жестком диске

Как не странно, но самый простой и в то же время дешевый способ хранить информацию, является запись на жесткий диск. Многие могут сказать, что оптические диски обойдутся дешевле, но там есть свои подводные камни, например, стоимость пишущего на BD-R диски оптического привода, но об этом чуть позже.

У данного метода можно выделить две сложности. Во-первых, в отличие от оптических дисков, которые можно докупать по мере необходимости, ЖД придется приобретать одной покупкой, а во-вторых, далеко не все разбираются во внутреннем строении компьютера.

Опять же, можно возразить тем, что жесткий диск постоянно находится в работе, а соответственно нет никакой гарантии, что он не выйдет из строя, кроме того, у компьютера есть ограничение, на количество подключаемых жестких дисков, не говоря уже про постоянный расход энергии. Но на это можно ответить следующим: не обязательно держать жесткий диск все время подключенным к компьютеру, тот, кто разбирается в вычислительной технике, без труда сможет отключить заполненный ЖД и поместить его для хранения в надежное место. Кроме того, существуют внешние, подключаемые к USB порту, жесткие диски.

к оглавлению ↑

Запись информации на оптические диски

Сейчас можно констатировать, что популярность оптических дисков неуклонно снижается. Поводом для этого послужил целый ряд причин. Во-первых, низкая стоимость жестких дисков позволяет пользователям хранить огромное количество данных в памяти компьютера, а во-вторых, DVD диски, не отличаются особой надежностью. Наверняка у многих найдется не один десяток поврежденных носителей, которые и выбросить жалко, и смотреть невозможно, особенно если на оптическом носителе записаны семейные фотографии или видео с отдыха в единичном экземпляре.

Последней попыткой удержать популярность дисков, является выпуск так называемых BD-R носителей, обладающих объемом до 100 гигабайт. К сожалению, это не помогло, ведь такие диски стоят крайне дорого, кроме того, покупателю придется приобретать пишущий BD-R дисковод, который также стоит немало. В итоге, разумнее все же приобрести жесткий диск.

к оглавлению ↑

Хранение данных на флеш-накопителе

Разумеется, приобретать флешку специально для хранения большого массива данных не выгодно, на данный момент стоимость флеш-накопителя объемом в 256 гигабайт будет выше или равна стоимости жесткого диска объемом 1 терабайт.

Впрочем, не стоит забывать про компактный размер флеш-накопителя. Другим преимуществом является возможность подключать устройство, как к компьютеру, так и к другому устройству, способному считывать данные с флешки.

к оглавлению ↑

Хранение данных на облачных серверах

Все перечисленные способы хранения данных могут работать без подключения к интернету, но требуют приобретения дополнительных устройств.

Если человек ни желает использовать физические устройства для хранения данных или же не имеет средств для покупки носителей большого объема, альтернативным вариантом можно считать облачные сервисы.

На данный момент самыми качественными облачными сервисами являются Google Диск, Mail Диск и Яндекс Диск. Есть и другие сервисы, но они значительно проигрывают в объеме предлагаемого пространства.

Приводя пример на Google Диске, стоит отметить, что данный сервис имеет 15 гигабайт памяти, пользователь может загружать файлы любого размера, причем, фотографии среднего разрешения, не будут занимать место.

Загруженные файлы можно открывать внутри облачного сервиса, причем это относится не только к фотографиям и видеозаписям, но и к архивам, текстовым документам и Word файлам.

За дополнительную плату, пользователь может расширить облачное пространство, но в переводе с доллара, это обойдется недешево. Впрочем, пользователь всегда может создать сразу несколько аккаунтов и при необходимости просто переключатся между ними.

к оглавлению ↑

Хранение данных в социальных сетях

Как бы это парадоксально не звучало, но социальные сети являются идеальным вариантом для хранения данных. Конечно, многие боятся, что ресурс может в любой момент закрыться, но если человек использует такие популярные сайты как Facebook или Вконтакте, такая вероятность крайне мала.

При желании, на свою страничку можно загрузить колоссальный объем данных. Сотни гигабайт видеозаписей, всю музыкальную коллекцию и десятки тысяч фотографий.

Кроме того, пользователям доступен раздел «Документы» в который пользователь может загрузить любой файл объемом, не превышающим 200 мегабайт.

к оглавлению ↑

Подводим итог

В итоге, можно сделать вывод, что самым экономически выгодным способом хранения данных, пожалуй, является все-таки жесткий диск. Другими средствами можно пользоваться лишь в тех случаях, если человек уже обладает лишним флеш-накопителем или пишущим оптическим приводом. Что касается облачных сервисов и социальных сетей, они вполне могут дублировать важную информацию.

Например, человек может создать закрытую группу и загрузить в нее личные фотографии и видеозаписи.

Поделиться.


к оглавлению ↑

Виды запоминающих устройств — Dropbox

Найти надежный способ хранения памятных фотографий и важных материалов — нелегкая задача. Однако следует отметить, что сегодня объем места для этих целей больше не зависит от характеристик вашего компьютера. Существует множество вариантов размещения файлов, которые позволяют экономить пространство на компьютере, телефоне или планшете. В этой статье мы расскажем о доступных способах, начиная облачными вариантами и заканчивая жесткими дисками.

Облачное хранилище

Облако — это наиболее современный и универсальный тип хранения данных. Это не одно определенное место, а огромное количество серверов, расположенных в центрах обработки данных по всему миру. Когда вы храните документ в облаке, вы храните его на этих серверах. Поскольку все данные размещены онлайн, отпадает необходимость использования вторичных запоминающих устройств, что позволяет вам экономить место на компьютере. 

Преимуществом этого способа является значительно большая емкость хранения по сравнению с физическими носителями, такие как USB-накопители, жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD). Кроме того, при использовании облачного хранилища вам больше не придется искать нужный файл по всем устройствам. И вы больше никогда не окажетесь в затруднительном положении: на самом деле наш основатель изобрел Dropbox после того, как забыл USB-накопитель, отправляясь на важную встречу в другом городе.

В эпоху удаленной работы облачные вычисления пользуются огромной популярностью: они обеспечивают взаимодействие между асинхронными работниками, упрощая удаленное сотрудничество, например передачу больших файлов.  

Что еще немаловажно, если вы сломаете или потеряете жесткий диск или USB-накопитель, то вряд ли сможете восстановить данные. В облачном хранилище нет таких рисков: для ваших данных создаются резервные копии, и вы имеете к ним доступ в любое время и из любой точки, где есть подключение к Интернету.

Размер цифровых запоминающих устройств измеряется в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ) и терабайтах (ТБ). Размер вашего хранилища Dropbox может составлять 5 терабайт (ТБ) и более, и при этом вы не используете дисковое пространство на компьютере.

Резервное копирование в Интернете

Облачное хранилище — идеальное решение для хранения отдельных файлов и папок, но для того чтобы обеспечить безопасность  

всего вашего содержимого, необходимо создать резервные копии в Интернете. Решение Dropbox Backup, которое включено во все наши тарифные планы, избавит вас от головной боли, связанной с поломкой, потерей или кражей компьютера. Оно автоматически создает резервную копию ваших файлов и папок, которую при необходимости можно быстро восстановить из облака. Эта возможность также пригодится, если вы решите приобрести новый компьютер или ноутбук. Вместо того чтобы искать содержимое на дисках или в облачных хранилищах, Dropbox Backup позволяет начать работу на новом компьютере парой щелчков мышью.

Видео, показывающее, как резервное копирование упрощает перенос файлов на новый компьютер.

Компьютерное хранилище: оперативная память и внешние запоминающие устройства

Первичное хранилище ПК: оперативная память

Оперативная память, или ОЗУ, является основным хранилищем компьютера. Это аппаратное обеспечение, где находится операционная система (ОС), а также присутствуют программы и данные, используемые в настоящее время. ОЗУ обеспечивает к ним быстрый доступ со стороны процессора устройства. Любой файл, который вы создаете или сохраняете на своем компьютере, временно размещается в ОЗУ. Помимо первичного дискового пространства каждый компьютер также оборудован дополнительным, которое служит для сохранения файлов и запуска задач и приложений.

Когда вы работаете с файлом на компьютере, данные временно сохраняются в оперативной памяти. ОЗУ обеспечивает выполнение повседневных задач, таких как открытие приложений, загрузка веб-страниц, редактирование документов или функционирование игр. Кроме того, оперативная память позволяет быстро переключаться между задачами и сохранять проделанную работу. По сути, чем больше объем оперативной памяти компьютера, тем проще решать несколько задач одновременно.

Вторичное хранилище

Кроме ОЗУ на каждом компьютере также есть дополнительный накопитель информации, который используется для долгосрочного хранения данных. (Пояснение: ОЗУ имеет решающее значение для задач, которые вы выполняете прямо сейчас, но вторичное хранилище позволяет возобновить работу позже.) Любой файл, который вы создаете или скачиваете на свой компьютер, сохраняется на вторичное запоминающее устройство. Они бывают двух видов: жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD).

Эти устройства часто являются съемными (за исключением случая ноутбуков Mac), поэтому их можно заменять или модернизировать, а также переносить съемные накопители на другие компьютеры.

Внешние запоминающие устройства

В дополнение к дисковому пространству компьютера вы можете приобрести внешние автономные накопители, чтобы упростить перенос файлов с одного устройства на другое. (А если в конечном итоге вы решите перенести файлы с внешних дисков в облако, мы можем помочь и с этим!)

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители

В качестве внешних накопителей можно использовать как жесткие диски (HDD), так и твердотельные накопители (SDD). Как правило, они обеспечивают самый большой объем хранения по сравнению с другими внешними устройствами: HDD — до 22 ТБ памяти, а SSD — до 8 ТБ.

HDD и SSD работают точно так же, как и их внутренние аналоги, и обеспечивают достаточно надежный, хотя и не самый удобный способ передачи файлов между устройствами.

Жесткие диски (HDD)

HDD — это оригинальные жесткие диски. Они представляют собой магнитные запоминающие устройства, которые существуют с 1950-х годов, хотя со временем они существенно эволюционировали. Жесткие диски используются для хранения данных в телевизионных записывающих устройствах и серверах, а также на ноутбуках и ПК.

Твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители появились гораздо позже, в 90-х годах. В отличие от HDD в них нет никаких магнитов и дисков, вместо этого используется флэш-память типа NAND. В SSD используются полупроводники, которые хранят информацию, изменяя электрический ток цепей, содержащихся в накопителе. SSD не только отличаются более высокой скоростью и надежностью, но и служат дольше, в то время как HDD подвержены повреждениям и износу. Твердотельные накопители используются не только в новых ПК и ноутбуках высокого класса, но и в смартфонах, планшетах, а иногда и в видеокамерах.

Устройства флеш-памяти

Устройства флэш-памяти, которые также называют USB-накопителями, картами памяти или попросту флэшками, состоят из триллионов взаимосвязанных ячеек флэш-памяти, в которых хранятся данные.

Эти небольшие портативные запоминающие устройства долгое время использовались в качестве дополнительных устройств хранения. Их размер не превышает 4 терабайтов. До того как Интернет предоставил нам возможность легко и быстро делиться файлами, USB-накопители были незаменимы для перемещения содержимого с одного устройства на другое. Однако их можно использовать только на устройствах, оборудованных USB-портом. Он присутствует в большинстве старых компьютеров, но для более новых моделей может потребоваться переходник.

Помимо USB-накопителей, к устройствам флэш-памяти также относятся SD-карты и карты памяти других типов, которые часто используются в качестве носителей информации в цифровых камерах.

Оптические накопители

Компакт-диски, DVD-диски и диски Blu-Ray используются не только для воспроизведения музыки и видео, но и как запоминающие устройства. Накопители, входящие в эту категорию, обычно называют оптическими, так как двоичный код на них хранится в виде крохотных выемок (питов) на дорожке, идущей по спирали из центра диска, и для его чтения используется лазер. На компакт-диске можно хранить до 700 МБ данных, на DVD-DL — до 8,5 ГБ, а на Blu-Ray — от 25 до 128 ГБ.

Дискеты

Сейчас эти устройства считаются устаревшими, но нельзя говорить о запоминающих устройствах и не упомянуть гибкие диски или дискеты, которые были первыми широко доступными портативными съемными запоминающими устройствами. Их объем не превышал 200 МБ, а первым персональным компьютером, не поддерживающим носители такого типа, стал iMac, выпущенный в 1998 году.

Лучший способ хранения больших объемов данных

Если вам не хватает объема памяти на ваших устройствах, пришло время поискать альтернативные способы хранения данных. Даже внешние запоминающие устройства, такие как флэш-накопители, могут сломаться, потеряться, или на них может закончиться место. Вот почему лучше всего хранить все свои файлы в облаке. Это безопаснее, быстрее и удобнее. Надеемся, что вы воспользуетесь нашим советом!

Что такое компьютерная память и как она используется?

Хранение данных – это коллективные методы и технологии, которые собирают и сохраняют цифровую информацию на электромагнитных, оптических или кремниевых носителях.

Хранилище используется в офисах, центрах обработки данных, периферийных средах, удаленных местах и ​​домах людей. Память также является важным компонентом мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты. Потребители и предприятия полагаются на хранилище для хранения информации, начиная от личных фотографий и заканчивая критически важными для бизнеса данными.

Хранилище часто используется для описания устройств, которые подключаются к компьютеру — напрямую или по сети — и которые поддерживают передачу данных посредством операций ввода-вывода (I/O). Устройства хранения могут включать жесткие диски (HDD), твердотельные накопители (SSD) на основе флэш-памяти, приводы оптических дисков, ленточные системы и другие типы носителей.

Почему важно хранить данные

С появлением больших данных, расширенной аналитики и изобилия устройств Интернета вещей (IoT) хранение как никогда важно для обработки растущих объемов данных. Современные системы хранения также должны поддерживать использование искусственного интеллекта (ИИ), машинного обучения и других технологий ИИ для анализа всех этих данных и извлечения их максимальной ценности.

Современные сложные приложения, аналитика баз данных в режиме реального времени и высокопроизводительные вычисления также требуют высокоплотных и масштабируемых систем хранения, будь то сети хранения данных (SAN), масштабируемые и масштабируемые сетевые хранилища (NAS). ), платформы хранения объектов или конвергентная, гиперконвергентная или компонуемая инфраструктура.

Ожидается, что к 2025 году будет сгенерировано 163 зеттабайта (ZB) новых данных, согласно отчету ИТ-аналитической компании IDC. Оценка представляет собой потенциальное десятикратное увеличение по сравнению с 16 ZB, произведенными до 2016 года. IDC также сообщает, что только в 2020 году было создано или воспроизведено 64,2 ZB данных.

Как работает хранилище данных

Термин «хранилище» может относиться как к хранимым данным, так и к интегрированным аппаратным и программным системам, используемым для сбора, управления, защиты и определения приоритетов этих данных. Данные могут поступать из приложений, баз данных, хранилищ данных, архивов, резервных копий, мобильных устройств или других источников, и они могут храниться локально, в периферийных вычислительных средах, на объектах совместного размещения, на облачных платформах или в любой их комбинации.

Требования к емкости хранилища определяют, сколько памяти необходимо для поддержки этих данных. Например, простые документы могут занимать всего килобайты памяти, в то время как графические файлы, такие как цифровые фотографии, могут занимать мегабайты, а видеофайлы могут занимать гигабайты памяти.

В компьютерных приложениях обычно указываются минимальные и рекомендуемые требования к емкости, необходимые для их запуска, но это только часть истории. Администраторы хранилища также должны учитывать, как долго данные должны храниться, применимые нормативные требования, используются ли методы сокращения данных, требования к аварийному восстановлению (DR) и любые другие проблемы, которые могут повлиять на емкость.

В этом видео от CHM Nano Education объясняется роль магнетизма в хранении данных.

Жесткий диск представляет собой круглую пластину, покрытую тонким слоем магнитного материала. Диск вставляется в шпиндель и вращается со скоростью до 15 000 оборотов в минуту (об/мин). При вращении данные записываются на поверхность диска с помощью магнитных записывающих головок. Высокоскоростной исполнительный рычаг позиционирует записывающую головку на первое доступное место на диске, позволяя записывать данные по кругу.

На электромеханическом диске, таком как HDD, блоки данных хранятся в секторах. Исторически жесткие диски использовали сектора размером 512 байт, но ситуация начала меняться с введением расширенного формата, который может поддерживать сектора размером 4096 байт.

Расширенный формат увеличивает плотность битов на каждой дорожке, оптимизирует способ хранения данных и повышает эффективность формата, что приводит к увеличению емкости и надежности.

На большинстве твердотельных накопителей данные записываются на объединенные микросхемы флэш-памяти NAND, которые используют либо ячейки с плавающим затвором, либо ячейки ловушки заряда для сохранения своих электрических зарядов. Эти заряды определяют состояние двоичного бита (1 или 0). Технически SSD — это не накопитель, а скорее интегральная схема, состоящая из кремниевых чипов миллиметрового размера, которые могут содержать тысячи или даже миллионы нанотранзисторов.

Многие организации используют иерархическую систему управления хранилищем для резервного копирования своих данных на дисковые устройства. Резервное копирование данных считается передовой практикой, когда данные необходимо защитить, например, когда организации подпадают под действие правовых норм. В некоторых случаях организация будет записывать свои резервные данные на магнитную ленту, используя ее в качестве третичного уровня хранения. Однако такой подход практикуется реже, чем в прошлые годы.

Организация также может использовать виртуальную ленточную библиотеку (VTL), которая вообще не использует ленты. Вместо этого данные записываются на диски последовательно, но сохраняют характеристики и свойства ленты. Ценность VTL заключается в его быстром восстановлении и масштабируемости.

Измерение объемов хранения

Цифровая информация записывается на целевой носитель с помощью программных команд. Наименьшей единицей измерения в памяти компьютера является бит, который имеет двоичное значение 0 или 1. Значение бита определяется уровнем электрического напряжения, содержащегося в одном конденсаторе. Восемь бит составляют один байт.

Компьютеры, системы хранения и сетевые системы используют два стандарта для измерения объемов памяти: десятичная система с основанием 10 и двоичная система с основанием 2. Для небольших объемов хранения расхождения между двумя стандартами обычно не имеют большого значения. Однако эти несоответствия становятся гораздо более заметными по мере увеличения емкости хранилища.

Различия между двумя стандартами можно увидеть при измерении как битов, так и байтов. Например, следующие измерения показывают разницу в значениях битов для нескольких распространенных десятичных (с основанием 10) и двоичных (с основанием 2) измерений:

  • 1 килобит (Кб) равен 1000 бит; 1 кибибит (Kib) равен 1024 битам
  • 1 мегабит (Мб) равен 1000 Кб; 1 мебибит (Миб) равен 1024 КБ
  • 1 гигабит (Гб) равен 1000 Мб; 1 гибибит (Gib) равен 1024 МБ
  • 1 терабит (Тб) равен 1000 Гб; 1 тебибит (тиб) равен 1024 гиб
  • 1 петабит (Pb) равен 1000 Tb; 1 пебибит (пиб) равен 1024 тиб
  • 1 эксабит (Eb) равен 1000 Pb; 1 exbibit (Eib) равен 1024 Pib

Различия между десятичными и двоичными стандартами также можно увидеть для нескольких распространенных измерений байтов:

  • 1 килобайт (КБ) равен 1000 байт; 1 кибибайт (КиБ) равен 1024 байтам
  • 1 мегабайт (МБ) равен 1000 КБ; 1 мебибайт (МиБ) равен 1024 КиБ
  • 1 гигабайт (ГБ) равен 1000 МБ; 1 гибибайт (ГиБ) равен 1024 МБ
  • 1 терабайт (ТБ) равен 1000 ГБ; 1 тебибайт (ТиБ) равен 1024 ГиБ
  • 1 петабайт (ПБ) равен 1000 ТБ; 1 пебибайт (ПиБ) равен 1024 ТиБ
  • 1 эксабайт (ЭБ) равен 1000 ПБ; 1 эксбибайт (EiB) равен 1024 PiB

Измерения хранилища могут относиться к емкости устройства или объему данных, хранящихся в устройстве. Суммы часто выражаются с использованием десятичных соглашений об именах, таких как килобайты, мегабайты или терабайты, независимо от того, основаны ли суммы на десятичных или двоичных стандартах.

К счастью, многие системы теперь различают эти два стандарта. Например, производитель может указать доступную емкость на устройстве хранения как 750 ГБ, что основано на десятичном стандарте, в то время как операционная система указывает доступную емкость как 698 ГиБ. В этом случае ОС использует двоичный стандарт, четко показывая несоответствие между двумя измерениями.

Некоторые системы могут предоставлять измерения на основе обоих значений. Примером этого является IBM Spectrum Archive Enterprise Edition, в котором для представления хранения данных используются как десятичные, так и двоичные единицы измерения. Например, система отобразит значение 512 терабайт как 9.0029 512 ТБ (465,6 ТиБ) .

Немногим организациям требуется одна система хранения или подключенная система, которая может хранить эксабайт данных, но есть системы хранения, которые масштабируются до нескольких петабайт. Учитывая скорость, с которой растут объемы данных, эксабайтное хранилище может в конечном итоге стать обычным явлением.

Сравнение измерений двоичных и десятичных данных

В чем разница между оперативной памятью и хранилищем?

Оперативная память (ОЗУ) — это аппаратное обеспечение компьютера, в котором временно хранятся данные, к которым процессор компьютера может быстро получить доступ. Данные могут включать в себя файлы ОС и приложений, а также другие данные, важные для текущих операций компьютера. Оперативная память является основной памятью компьютера и работает намного быстрее, чем обычные устройства хранения, такие как жесткие диски, твердотельные накопители или оптические диски.

ОЗУ компьютера обеспечивает немедленную доступность данных для процессора, как только они потребуются.

Самая большая проблема с оперативной памятью заключается в том, что она энергозависима. Если компьютер теряет питание, все данные, хранящиеся в оперативной памяти, теряются. Если компьютер выключается или перезагружается, данные необходимо загрузить заново. Это сильно отличается от типа постоянного хранилища, предлагаемого твердотельными накопителями, жесткими дисками или другими энергонезависимыми устройствами. Если они теряют питание, данные все равно сохраняются.

Хотя большинство запоминающих устройств намного медленнее, чем оперативная память, их энергонезависимость делает их необходимыми для выполнения повседневных операций.

Устройства хранения

также дешевле в производстве и могут хранить гораздо больше данных, чем ОЗУ. Например, большинство ноутбуков имеют 8 ГБ или 16 ГБ оперативной памяти, но они также могут поставляться с сотнями гигабайт или даже терабайтами памяти.

RAM обеспечивает мгновенный доступ к данным. Хотя хранилище также связано с производительностью, его конечная цель — обеспечить безопасное хранение данных и доступ к ним при необходимости.

Оценка иерархии хранения

Организации все чаще используют многоуровневое хранилище для автоматизации размещения данных на различных носителях. Данные размещаются на определенном уровне в зависимости от емкости, производительности и соответствия требованиям. Уровни данных, в самом простом случае, начинаются с классификации данных как первичных или вторичных, а затем их сохранения на носителе, наиболее подходящем для этого уровня, с учетом того, как данные используются и какой тип носителя для этого требуется.

Значения первичных и вторичных хранилищ менялись с годами. Первоначально основное хранилище относилось к ОЗУ и другим встроенным устройствам, таким как кэш-память L1 процессора, а вторичное хранилище относилось к твердотельным накопителям, жестким дискам, лентам или другим энергонезависимым устройствам, которые поддерживали доступ к данным посредством операций ввода-вывода.

Основное хранилище обычно обеспечивало более быстрый доступ, чем вторичное хранилище, из-за близости хранилища к процессору компьютера. С другой стороны, вторичное хранилище может содержать гораздо больше данных и может реплицировать данные на резервные устройства хранения, обеспечивая при этом высокую доступность активных данных. Это было также дешевле.

Хотя такое использование все еще сохраняется, термины первичное и вторичное хранилище приобрели немного разные значения. В наши дни основное хранилище, иногда называемое основным хранилищем, обычно относится к любому типу хранилища, которое может эффективно поддерживать повседневные приложения и бизнес-процессы. Основное хранилище обеспечивает непрерывную работу рабочих нагрузок приложений, занимающих центральное место в повседневном производстве и основных направлениях деятельности компании. Первичные носители данных могут включать твердотельные накопители, жесткие диски, память класса хранения (SCM) или любые устройства, обеспечивающие производительность и емкость, необходимые для выполнения повседневных операций.

Напротив, вторичное хранилище может включать практически любой тип хранилища, не считающийся первичным. Вторичное хранилище может использоваться для резервных копий, моментальных снимков, справочных данных, архивных данных, старых операционных данных или любых других типов данных, которые не являются критически важными для основных бизнес-операций. Вторичное хранилище обычно поддерживает резервное копирование и аварийное восстановление и часто включает облачное хранилище, которое иногда является частью конфигурации гибридного облака.

Цифровая трансформация бизнеса также побудила все больше и больше компаний использовать несколько облачных хранилищ, добавляя удаленный уровень, расширяющий вторичное хранилище.

Типы устройств/носителей данных

В самом широком смысле носители данных могут относиться к широкому спектру устройств, которые обеспечивают различные уровни емкости и скорости. Например, это может быть кэш-память, динамическая оперативная память (DRAM) или основная память; магнитная лента и магнитный диск; оптические диски, такие как CD, DVD и Blu-ray; твердотельные накопители на основе флэш-памяти, устройства SCM и различные варианты хранения в оперативной памяти. Однако при использовании термина «хранилище данных» большинство людей имеют в виду жесткие диски, твердотельные накопители, устройства SCM, оптические накопители или ленточные системы, отличая их от энергозависимой памяти компьютера.

Вращающиеся жесткие диски

используют пластины, уложенные друг на друга, покрытые магнитным носителем, с головками дисков, которые считывают и записывают данные на носитель. Жесткие диски широко используются в персональных компьютерах, серверах и корпоративных системах хранения данных, но их быстро вытесняют твердотельные накопители, которые обеспечивают превосходную производительность, обеспечивают большую надежность, потребляют меньше энергии и занимают меньше места. Они также начинают достигать ценового паритета с жесткими дисками, хотя этого еще не произошло.

Внешний жесткий диск

Большинство твердотельных накопителей хранят данные на микросхемах энергонезависимой флэш-памяти. В отличие от вращающихся дисков, твердотельные накопители не имеют движущихся частей и все чаще встречаются во всех типах компьютеров, несмотря на то, что они дороже жестких дисков. Некоторые производители также поставляют устройства хранения данных, в которых используется флэш-память на серверной части и высокоскоростной кэш-память, например DRAM, на внешней стороне.

В отличие от жестких дисков, флэш-накопители не используют движущиеся механические части для хранения данных, что обеспечивает более быстрый доступ к данным и меньшую задержку по сравнению с жесткими дисками. Флэш-память является энергонезависимой, как и жесткие диски, что позволяет данным сохраняться в памяти, даже если система хранения теряет питание, но флэш-память еще не достигла того же уровня надежности, что и жесткий диск, что приводит к гибридным массивам, которые объединяют оба типа носителей. (Стоимость является еще одним фактором при разработке гибридных хранилищ.) Однако, когда речь идет о долговечности твердотельных накопителей, типы рабочих нагрузок и устройства NAND также могут играть важную роль в долговечности устройства, и в этом отношении твердотельные накопители могут значительно отличаться от одного устройства к другому.

С 2011 года все больше предприятий внедряют массивы all-flash на основе технологии флэш-памяти NAND в качестве дополнения или замены массивов жестких дисков. Организации также начинают использовать устройства SCM, такие как твердотельные накопители Intel Optane, которые обеспечивают более высокую скорость и меньшую задержку, чем хранилища на основе флэш-памяти.

Твердотельный накопитель Optane на базе Intel 3D XPoint

Когда-то внутренние и внешние оптические накопители широко использовались в потребительских и бизнес-системах. На оптических дисках может храниться программное обеспечение, компьютерные игры, аудиоконтент или фильмы. Их также можно использовать в качестве вторичного хранилища для любого типа данных. Тем не менее, достижения в области технологий жестких дисков и твердотельных накопителей, а также распространение потоковой передачи через Интернет и флэш-накопителей с универсальной последовательной шиной (USB) уменьшили зависимость от оптических накопителей. Тем не менее, оптические диски гораздо более долговечны, чем другие носители данных, и их производство недорого, поэтому они до сих пор используются для аудиозаписей и фильмов, а также для долгосрочного архивирования и резервного копирования данных.

Различные форматы оптических носителей Карты флэш-памяти

встраиваются в цифровые камеры и мобильные устройства, такие как смартфоны, планшеты, аудиомагнитофоны и медиаплееры. Флэш-память также используется на картах Secure Digital, CompactFlash, MultiMediaCard (MMC) и USB-накопителях.

Флэш-память

Физические магнитные гибкие диски в наши дни используются редко, если вообще используются. В отличие от старых компьютеров, новые системы не оснащены дисководами для гибких дисков. Использование гибких дисков началось в 19 в.70-х, но диски были сняты с производства в конце 1990-х. Иногда вместо 3,5-дюймовой физической дискеты используются виртуальные дискеты, что позволяет пользователям монтировать файл образа так же, как диск A: на компьютере.

Поставщики корпоративных хранилищ предлагают интегрированные системы NAS, помогающие организациям собирать большие объемы данных и управлять ими. Аппаратное обеспечение включает в себя массивы хранения или серверы хранения, оснащенные жесткими дисками, флэш-накопителями или их гибридной комбинацией. Система NAS также поставляется с программным обеспечением ОС для хранения данных для предоставления услуг данных на основе массива.

Схема массива хранения

Многие корпоративные массивы хранения поставляются с программным обеспечением для управления хранением данных, которое предоставляет средства защиты данных для архивирования, клонирования или управления резервным копированием, репликацией или моментальными снимками. Программное обеспечение также может обеспечивать управление на основе политик для управления размещением данных для их распределения по уровням во вторичном хранилище данных или для поддержки плана аварийного восстановления или долгосрочного хранения. Кроме того, многие системы хранения теперь включают функции сокращения объемов данных, такие как сжатие, дедупликация данных и тонкое выделение ресурсов.

Общие конфигурации хранения

Во многих современных бизнес-системах хранения используются три основных варианта: хранилище с прямым подключением (DAS), NAS и сеть хранения данных (SAN).

Корпоративный массив хранения FlashBlade компании Pure Storage

Простейшей конфигурацией является DAS, которая может быть внутренним жестким диском на отдельном компьютере, несколькими дисками на сервере или группой внешних дисков, которые подключаются непосредственно к серверу через такой интерфейс, как интерфейс малых компьютеров (SCSI). Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel (FC) или Internet SCSI (iSCSI).

NAS — это файловая архитектура, в которой несколько файловых узлов совместно используются пользователями, как правило, в локальной сети на основе Ethernet (LAN). Система NAS имеет несколько преимуществ. Для этого не требуется полнофункциональная операционная система корпоративного хранилища, устройствами NAS можно управлять с помощью утилиты на основе браузера, а каждому сетевому узлу назначается уникальный IP-адрес, что упрощает управление.

С масштабируемым NAS тесно связано хранилище объектов, которое устраняет необходимость в файловой системе. Каждый объект представлен уникальным идентификатором, и все объекты представлены в одном плоском пространстве имен. Хранилище объектов также поддерживает широкое использование метаданных.

Сеть SAN может охватывать несколько центров обработки данных, которым требуется высокопроизводительное блочное хранилище. В среде SAN блочные устройства отображаются для хоста как локально подключенное хранилище. Каждый сервер в сети может получить доступ к общему хранилищу, как если бы это был диск с прямым подключением.

Современные технологии хранения

Достижения в области флэш-памяти NAND в сочетании с падением цен в последние годы проложили путь к программно-определяемым системам хранения. Используя эту конфигурацию, предприятие устанавливает недорогие твердотельные накопители на серверы на базе x86, а затем использует стороннее программное обеспечение для хранения данных или пользовательский код с открытым исходным кодом для применения управления хранением.

Express с энергонезависимой памятью (NVMe) — это стандартный отраслевой протокол, разработанный специально для твердотельных накопителей на основе флэш-памяти. NVMe быстро становится протоколом де-факто для флеш-накопителей. Флэш-память NVMe позволяет приложениям напрямую взаимодействовать с центральным процессором (ЦП) через каналы PCIe Interconnect Peripheral Component Interconnect Express (PCIe), минуя необходимость передачи наборов команд SCSI через адаптер сетевой хост-шины.

NVMe может использовать преимущества технологии SSD так, как это невозможно с интерфейсами SATA и SAS, которые были разработаны для более медленных жестких дисков. По этой причине NVMe over Fabrics (NVMe-oF) был разработан для оптимизации связи между твердотельными накопителями и другими системами через сетевую структуру, такую ​​как Ethernet, FC и InfiniBand.

Энергонезависимый двухрядный модуль памяти (NVDIMM) представляет собой гибридное устройство NAND и DRAM со встроенным резервным питанием, которое подключается к стандартному слоту DIMM на шине памяти. Устройства NVDIMM выполняют обычные вычисления в DRAM, но используют флэш-память для других операций. Однако для распознавания устройства хост-компьютеру требуются необходимые драйверы базовой системы ввода-вывода (BIOS).

Модули

NVDIMM используются в основном для расширения системной памяти или повышения производительности хранилища, а не для увеличения емкости. Текущие модули NVDIMM на рынке имеют максимальную емкость 32 ГБ, но форм-фактор увеличил плотность с 8 ГБ до 32 ГБ всего за несколько лет.

Энергонезависимый двухрядный модуль памяти (NVDIMM) представляет собой гибрид NAND и DRAM.

Основные поставщики систем хранения данных

Консолидация на корпоративном рынке в последние годы привела к расширению круга поставщиков первичных систем хранения. Те компании, которые вышли на рынок с дисковыми продуктами, в настоящее время получают большую часть своих продаж от систем хранения на основе флэш-памяти или гибридных систем хранения, включающих как твердотельные, так и жесткие диски.

Ведущие поставщики на рынке включают:

  • Dell EMC, подразделение хранения данных Dell Technologies
  • Hewlett Packard Enterprise (HPE)
  • Хитачи Вантара
  • Хранилище IBM
  • Инфинидат
  • NetApp
  • Чистое хранилище
  • Корпорация Квант
  • Кумуло
  • Тинтри
  • Вестерн Диджитал

Более мелкие поставщики, такие как Drobo, iXsystems, QNAP и Synology, также продают различные типы продуктов для хранения данных. Кроме того, ряд поставщиков теперь предлагают решения гиперконвергентной инфраструктуры (HCI), включая Cisco, DataCore, Dell EMC, HPE, NetApp, Nutanix, Pivot3, Scale Computing, StarWind и VMware. Многие поставщики корпоративных хранилищ также предлагают конвергентные и компонуемые инфраструктурные продукты под брендом.

Сравнение традиционных, гиперконвергентных, дезагрегированных гиперконвергентных и компонуемых инфраструктур

Узнайте о преимуществах и проблемах управления хранением данных и способах управления стратегией хранения данных .

Что такое компьютерное устройство хранения данных?

В компьютерах используются различные устройства хранения данных, которые классифицируются двумя способами: во-первых, сохраняют ли они данные при отсутствии электричества, а во-вторых, насколько близко они расположены к процессору (ЦП). Оба типа хранилища необходимы на всех компьютерах. В персональном компьютере память не сохраняет данные при выключении электричества, но при включенном обеспечивает быстрый доступ к открытым файлам. Однако накопитель позволяет хранить данные постоянно, поэтому они доступны при каждом включении компьютера.

Энергонезависимое и энергонезависимое хранилище

Первая классификация компьютерных хранилищ данных — энергозависимая и энергонезависимая. Примером энергозависимого хранилища является память (ОЗУ), в которой данные хранятся только до тех пор, пока устройство не обесточится. Оперативная память позволяет вашему компьютеру открывать несколько файлов и мгновенно получать доступ к любому из них. Некоторыми другими примерами энергозависимых запоминающих устройств являются калькуляторы.

Энергонезависимое хранилище — это хранилище, в котором данные хранятся даже при отсутствии электричества, питающего устройство. Примером может служить жесткий диск (HDD) или твердотельный накопитель (SSD), на котором хранятся все данные, сохраненные на вашем компьютере. Есть и другие энергонезависимые хранилища, такие как DVD или флешки. Подробнее о разнице между памятью и хранилищем читайте здесь.

Иерархия хранения

Компьютерные устройства хранения данных также классифицируются по их удалению от процессора или центрального процессора. Ближайшее хранилище — это память или ОЗУ. Это единственный вид хранилища данных, который напрямую обращается к ЦП. Память включает в себя регистры процессора и кэш-память процессора, но они включены в модуль памяти.

Память является энергозависимой памятью, поэтому любая информация, попадающая в память, должна быть записана на основное запоминающее устройство для постоянного хранения. Поскольку данные передаются из памяти на устройство хранения, оно считается вторичным хранилищем.

Для большинства персональных компьютеров вторичное хранилище является основным устройством хранения данных. Жесткий диск или твердотельный накопитель содержит все данные; файлы, фотографии, программы, музыку и фильмы, которые пользователь хочет сохранить. Съемные внешние устройства хранения данных, такие как флэш-накопители, компакт-диски и DVD-диски с возможностью чтения и записи, также являются вторичным хранилищем. Однако компьютер не может работать без накопителя. На накопителе также хранится вся информация, необходимая компьютеру для работы.

Третичное хранилище — это компьютерное хранилище данных, в котором используются съемные носители, такие как ленточный накопитель, и используется робот для извлечения данных. Это редко используется в личных приложениях.

Заключение

Жесткий диск или твердотельный накопитель обычно называют накопителем. Поскольку память энергозависима, ее трудно рассматривать как запоминающее устройство. А поскольку персональные компьютеры редко используют третичную память, накопитель является основным и часто единственным энергонезависимым устройством хранения данных на компьютере. Узнайте больше о разнице между жесткими дисками и твердотельными накопителями.

 

© Micron Technology, Inc., 2018. Все права защищены. Информация, продукты и/или технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc.

No related posts.