Історія пам'яті: який шлях пройшли технології зберігання даних від кам'яного віку до наших днів

Автор: Технослав Бергамот | 27 жовтня 2021, 09:00

****** Редакційна політика доброчинності ******

У роботі над цим редакційним матеріалом, створеним на користь читачів, взяв участь рекламодавець - компанія Samsung. Рекламодавець ніяк не впливає на думку редакції, але зацікавлений у тому, щоб ви більше дізналися про можливості сучасних твердотільних накопичувачів за допомогою NVMe.


Пам'ять — одна з головних здібностей людей, яка дозволила нам досягти певних успіхів у еволюційному розвитку. Але навіть первісні люди прагнули використовувати різні лайфхаки для збереження та передачі даних. З кожним новим витком прогресу потреба у зберіганні та передачі зростала в геометричній прогресії. Усі накопичені дані — від великих наукових відкриттів до списку покупок у магазині, який втратить свою цінність уже до кінця дня, треба зберігати десь. І це історія розвитку технологій зберігання даних, що дозволяють розширити можливості власної пам'яті до, практично, нескінченності.

Первісна епоха

Навіть первісним людям було що передати нащадкам або просто зберегти на згадку про вдале полювання та ситну вечерю. Ми навіть не знаємо, чи вміли вони тоді говорити, але, безперечно, вміли малювати. І малювали на стінах печер, у яких рятувалися від холоду та диких звірів.

Наскельний живопис

Перед вами один із найдавніших малюнків (у печерах Індонезії постійно знаходять нові і потім досліджують вік зображення за допомогою радіовуглецевого аналізу). Не так важливо яке з них було першим, але саме це зображення цілебесської свині, знайдене в 2017 році в карстовій печері Леанг Тедонгнге, має вік не менше 45 500 років і належить до наскального живопису (наукова назва петрогліф). Ваше фото їжі в інстаграмі стільки не проживе, навіть не сподівайтесь.
Фото: Maxime Aubert/Griffith University/AFP/Getty Images

Давня писемність

Історія писемності містить тисячі років і пройшла величезний шлях. Спочатку люди малювали відомі їм предмети, потім перейшли на символи (піктограми) для позначення слів та дій. Коли виникла потреба передати те, що намалювати не можна (наприклад, слух чи пильність), виникли ієрогліфи — знаки, здатні передавати переносні значення слів. Зрештою, ми дійшли алфавіту, але в окремих мовах досі використовуються елементи складового листа, коли певний символ означає не букву, а конкретний склад.

Клинопис

Найбільш рання з відомих систем письма, що з'явилася в IV тисячолітті до н.е. у стародавніх шумерів. Написи робилися загостреною тростинкою, видавлюючи на м'якій до застигання глині «клиноподібні» штрихи.

Єгипетські ієрогліфи

Стародавні єгиптяни почали використовувати малюнок лист IV тисячолітті до нашої ери. Палетка Нармера (Пластинка для розтирання фарб, що використовувалися в ритуалах) датується кінцем IV тисячоліття до нашої ери.

Китайські ієрогліфи

Цзягувень — найдавніші зразки китайської писемності, що дійшли до нас, відносяться до XIV—XI століть до н. е. Це таблички з результатами ворожінь, виготовлені з кісток лопатки великої худоби або панцирів черепах.

Писемність майя

Ранні написи писемності майя відносяться до ІІІ століття до н. е. Це система знаків, у вигляді квадрата із округленими краями, що малювалися на кераміці та стінах, вирізалися на дерев'яних чи кам'яних табличках.


Для тих, хто хоче знати більше

Ми звикли вважати першою світовою бібліотекою Олександрійську. Але насправді першу відому людству бібліотеку зібрав задовго до створення Олександрії ассирійський цар Ашшурбанапал, який жив у VII столітті до н. У Британському Музеї зберігається кілька десятків тисяч глиняних клинописних табличок із цієї бібліотеки. За даними археологів це лише десята частина бібліотеки Ашшурбанапала, Решта текстів були на папірусі, пергаменті та воскових табличках, які не пережили століття.


Давні носії інформації

Для зберігання інформації потрібні не тільки писемність, а й, по можливості, довговічні матеріали. Стародавні люди використовували кам'яні плити, глиняні та воскові таблички, на яких писали загостреною паличкою — стілусом (знайоме слово, що дійшло до наших часів). Стародавні інки мали дивовижний для нашої цивілізації вузликовий лист. Стародавній Єгипет подарував світу папірус, яким у Європі користувалися до ХІІ століття.

Глиняні таблички

Табличка із глини зі списком перемог шумерського царя Римуша, датована 2270 до нашої ери. Зберігається у Луврі. Така табличка називалася туппум і дозволяла дешево створювати цілі глиняні книги.

Папірус

Папірус з архіву Зенона - адміністратора міста Фаюма. Датується III століттям до нашої ери і зберігається у Національному музеї Афін. Папірус винайшли у Стародавньому Єгипті та виготовляли з однойменної рослини, використовуючи його волокна.

Кам'яні таблички

Розетський камінь: стелла вагою 760 кілограмів із застиглої магматичної породи з написами трьома мовами, що дозволило розшифрувати давньоєгипетську мову. Датується 196 роком до зв. е. та зберігається у Британському музеї.

Вузликовий лист

Кипу древніх інків: складні мотузкові сплетення з вовни лами або бавовни, що містили до 2000 ниток, що звисають. Використовувалися для обліку та рахунки, інформацію несли не лише самі вузлики, а й колір самих ниток.

Дерев'яні дощечки

Тонкі (до 3 мм) дощечки з місцевих дерев – берези, липи та дуба використовувалися для листа римлянами. Писали на них уже чорнилом. Знайдені
Таблички з Віндоланди (Римська фортеця в Британії) датуються рубежем I та II століть.

Віскові таблички

Такі таблички служили для щоденних записів — їх можна було затирати. Шар воску наносився на дощечку із заглибленням із дерева чи кістки. У Європі такі записи використовувалися аж до середини XIX ст.

Берестяні грамоти

Використовувалися за часів Стародавньої Русі XI—XV століть та виготовлялися з кори берези. Зазвичай містять ділове листування та господарські записи. Подібні матеріали ще використовувалися в Азії та були відомі індіанцям.

Пергамент

Робити матеріал для записів із сиром'ятної шкіри вміли всі стародавні, але в історію він увійшов під ім'ям міста Пергама, де технологію довели до досконалості Євреї називали його «гевіль», відомі також як «велінь» та «клаф».


Для тих, хто хоче знати більше

Вважають, що папір винайшов китайський вельможа Цай Лунь на самому початку II ст. Хоча насправді папір у Китаї робили і до нього, використовуючи шовк (дорого та непрактично) та волокна конопель (пеньки). Цай Лунь удосконалив технологію, використавши волокна шовковиці, деревну золу, ганчірки та пеньку. Свій папір, починаючи з II століття робили ацтеки, він називався аматль і виготовлялася з перетертої кори, вапна та золи.


ви читаєте цей матеріал завдяки партнерській підтримці Samung SSD з NVMe

Революційний накопичувач SSD

Технологія NVMe для неперевершеної продуктивності

Перші пристрої обробки даних

Більшість стародавніх записів, знайдених археологами, містять у собі господарські записи, ділове листування та облік. Хто скільки кому винен, які товари та куди були переміщені, коли треба повернути борг і в якому розмірі. Для розрахунку всіх цих даних використовувалися перші засоби для прискорення роботи. Всі ми знаємо, як виглядають рахунки (хтось навіть встиг застати їх у магазинах), але в історії людства були й інші аналоги інструментів для обробки даних.

Абак

Час першої появи абака невідомий, але вважається, що його могли вигадати у Вавилоні. Абак був відомий у Стародавній Греції та Стародавньому Римі. У жолобах розміщувалося каміння чи інші предмети. На знімку реконструкція римського абака.

Юпана

Найбільш екзотичний пристрій, винайдений індіанцями інками для арифметичних обчислень. Як ним користуватися зараз не знає ніхто, є гіпотеза, що інки використовували у розрахунках 40-річну систему обчислення.

Суаньпань

Китайський різновид абака. Є рамою, розділеною на дві нерівні частини («земля» і «небо») з 9 і більше рядами дроту. Кожен ряд відповідає десятковому розряду. У нижньому 5 кісточок, у верхньому - 2.

Соробан

Японський різновид суаньпаня. Цікаво, що соробан і зараз використовується в японських школах для навчання дітей рахунку. Кількість розрядів у соробані завжди непарна (зазвичай 13, але бувають до 31) і не менше ніж 7.

Машинне зберігання даних

Будь-які записи робилися людиною та були призначені для читання іншими людьми. Але завдяки технічному прогресу настав той момент, коли люди почали створювати дані, які використовувалися та оброблялися вже механізмами, а не людьми. І сталося це задовго до появи перших комп'ютерів та лічильних пристроїв.

Ткацький верстат Жаккара

Француз Жозеф Марі Жаккар був торговцем, ткачем та винахідником. У 1804 році він представив свій ткацький верстат, здатний безпомилково створювати складні візерунки на тканині (саме ми зобов'язані появі терміна «жакардова тканина»). Насправді він винайшов не сам верстат, а привід до нього, використавши вже відомі раніше механізми. Але його вдосконалення було настільки значним, що саме він увійшов до історії не лише ткацької, а й комп'ютерної техніки, створивши прообраз перфокарти. Не заглиблюючись у технічні деталі, можна сказати, що основний принцип простий: залежно від наявності чи відсутності отвору перфокарті, верстат опускав чи піднімав основу нитки для тканини. Аналоги його винаходу використовувалися у музичних інструментах, наприклад, механічному піаніно. Верстат Жаккара також справив враження на відомого математика Чарльза Беббіджа, що стояв біля витоків створення обчислювальних машин і проектував своюрізницеву машину».
На першому знімку — стрічка перфокарт для верстата Жаккара, на другому — спеціальна машина для пробиття перфокарт до цього верстата.

Табулятор Холлеріта

Американський винахідник, бізнесмен та статист Герман Холлеріт по праву вважається визначною фігурою у розвитку обробки даних, перші перфокарти названі його ім'ям - карти Холлеріта. Він працював у Бюро перепису населення США і його табулятор (або перфораційна машина) використовувалася для перепису населення США 1890 року. Він також винайшов перший автоматичний механізм подачі карток та перший перфоратор. Використання електромеханічних табуляторів Холлериту дозволило скоротити час, необхідний для обробки перепису, з восьми років до шести.


Для тих, хто хоче знати більше

У 1911 році чотири компанії, включаючи Hollerith Electric Tabulating System, що належить Холлериту, були об'єднані в нову компанію Computing Tabulating Recording (CTR). У 1924 році вона була перейменована на International Business Machines Corporation. Тобто Холлеріт стояв біля витоків IBM.


Перфокарти

Перші перфокарти з'явилися ще в XIX столітті, але їх розквіт припав на вік ХХ-го. Вони стали головними носіями даних для перших комп'ютерів та використовувалися до другої половини минулого століття. Нині їх ще можна зустріти на виробничих підприємствах у верстатах із ЧПУ.

Карта Холлеріта

Перша карта Холлерита містила 12 рядків із 24 стовпцями кожен. Крім лічильної машини він запатентував відразу прямокутні карти та стрічку. І передбачив появу перфокарт різного розміру.

Перфокарта IBM

В 1928 IBM запатентувала новий розмір карт, що став галузевим стандартом. Вона включала 80 стовпців, розміщених у 10 рядках, що дозволило подвоїти обсяг записаних на карті даних і забезпечило IBM перевагу.

Карта IBM на 96 стовпців

У 1969 році IBM представила новий, менший формат карток з круглими отворами та 96 стовпцями. Ці карти мали крихітні (всього 1 мм) круглі отвори, менші, ніж на паперовій перфострічці.

Перфострічка

Перші перфострічки з'явилися ще за часів ткацьких верстатів, потім використовувалися для телетайпів. У ХХ столітті перфострічки активно використовувалися у верстатах із числовим програмним управлінням (ЧПУ).

Накопичувачі на магнітній стрічці

Епоха комп'ютерів, що почалася в середині ХХ століття, вимагала більш ємних і швидких пристроїв для зберігання даних. Обсяги необхідних обчислень постійно зростали, що потребувало значно більшої ємності. Із першими комп'ютерами з'явилися перші накопичувачі на магнітній стрічці. Вони забезпечували послідовний доступом до даних (стрічку потрібно було перемотати на потрібний фрагмент), але забезпечують високу швидкість передачі. Технологія виявилася настільки вдалою, що (не всі повірять) використовується навіть зараз!

UNISERVO I

Перший накопичувач на магнітній стрічці для першого комерційного комп'ютера UNIVAC I, випущеного ринку в 1951 року. UNIVERSO I був йому основним пристроєм вводу-вывода. Привід для нього був розміром з шафою заввишки 155 см. Котушки були важкими, тому що стрічка шириною 13 мм була не полімерною, а металевою — з покритої нікелем фосфорної бронзи. Дані записувалися на стрічку восьми каналах (шість використовувалося для значень даних, один канал парності для перевірки помилок і один канал синхронізації) з щільністю 128 біт на дюйм. Стрічка могла переміщатися зі швидкістю 100 дюймів за секунду, що давало швидкість передачі 12 800 символів за секунду. Дані записувалися блоками фіксованого розміру по 60 слів по 12 символів у кожному. З урахуванням порожнього простору між стрічковими блоками фактична швидкість передачі становила близько 7200 символів на секунду.

Магнітна стрічка у кожній хаті

Форматів і видів накопичувачів на магнітній стрічці було випущено безліч. Касети з магнітною стрічкою широко використовувалися за межами комп'ютерів, що подарувало людству світ домашнього аудіо, а потім відео. Завдяки касетам на магнітній стрічці з'явилися магнітофони, плеєри, відеомагнітофони, відеокамери, диктофони та телефони з автовідповідачем. Історія цих накопичувачів продовжується і сьогодні.

DDS (Digital Data Storage)

Формат DDS-накопичувачів проіснував 20 років - з 1989 по 2009 рік. За цей час їхня ємність зросла з 1.3 до 160 гігабайт. Такі накопичувачі були дешевшими за жорсткі диски і використовувалися для створення резервних копій даних.

Компакт-касета

Найвідоміший носій на магнітній стрічці. Касетний магнітофон чи портативний плеєр були тоді у кожній родині. На них зберігали не лише 60 або 90 хвилин музики, а й ігри для перших домашніх комп'ютерів ZX Spectrum.

ZX Microdrive

Випущений в 1983 році для комп'ютерів ZX Spectrum цей накопичувач розміром 44х34х8 мм містив 5 метрів закільцьованої магнітної стрічки і зберігав 85 кілобайт. Швидкість читання складала тоді 15 кілобайт на секунду.

Мікрокасета

Мікрокасета для диктофонів була створена Olympus у 1969 році. Використовувалася магнітна стрічка тієї самої ширини, але тонше. Мікрокасета вийшла в 4 рази менша за касету, але вміщала той же обсяг записів завдяки меншій (в 2-4 рази) швидкості.

VHS-касета

Переможець війни форматів відеокасет, що вибухнув у 80-ті роки минулого століття. Домінував на ринку домашнього відео три десятки років, пішовши з ринку лише після масового поширення фільмів на DVD.

IBM LTO Ultrium 9

Сучасні накопичувачі на магнітних стрічках можуть зберігати до 18 терабайт даних на одному стрічковому картриджі та забезпечувати швидкість передачі даних до 400 мегабайт на секунду, що робить їх дешевше, ніж звичні жорсткі диски.


Для тих, хто хоче знати більше

Крім касет та мікрокасет з магнітною стрічкою була ще пікокосета. Вона була випущена компанією Dictaphone (заснованої ще винахідником телефону Олександром Беллом) за участю JVC у 1985 році, була вдвічі меншою за мікрокасету (всього 4 см), використовувалася в диктофонах. Але при цьому зберігала ті ж 60 хвилин аудіозаписів.


ви читаєте цей матеріал завдяки партнерській підтримці Samung SSD з NVMe

Наступний рівень продуктивності SSD

Виробник флеш-пам'яті №1 у світі

Дискети (флоппі-диски)

На відміну від накопичувачів на магнітних стрічках, гнучкі диски дозволяли забезпечувати швидкий доступ до даних, що було життєво необхідно для персональних комп'ютерів — на відміну від мейнфреймів, якими володіли держави та корпорації, а працювали за ними вчені чи військові, яким нема куди поспішати, користувачі комп'ютерних ігор або офісних програм не могли втрачати стільки часу на очікування. До того ж дискети були недорогими, що й визначило їхню долю.

На відміну від накопичувачів на магнітній стрічці, диски мали всього три формати: 8, 5.25 і 3.5 дюйма. Перша 8-дюймова дискета з'явилася в 1951 завдяки IBM, мала ємність в 80 кілобайт (не друкарська помилка) і не мала можливості запису. До наступного десятиліття такі дискети вже не дожили, хоча їхню ємність вдалося підвищити до 580 кілобайт. 5.25-дюймова дискета здатна зберігати від 360 до 800 кілобайт. Такі дискети проіснували з 1978 року до початку 90-х років минулого століття і багато хто з нас їх ще застали. Нарешті, 3.5-дюймові дискети були укладені в тверді корпуси, що не гнуться, і захищали магнітну стрічку металевим кожухом, що зсувається в бік. Якщо для захисту від запису 5.25-дюймової дискети потрібно було заклеїти виріз пластиром (його видно на знімку нижче), то у 3.5-дюймових дискет для цього був спеціальний перемикач на корпусі. 3.5-дюймові дискети випускалися з 1982 року і зберігали до 1.44 мегабайт даних. А закінчили своє життя з обсягом 2.88 мегабайт (така дискета «надвисокої щільності запису» з'явилася 1991 року). А саме така дискета стала символом кнопки «Зберегти».


Фото: дискети та відповідні приводи для них (Вікіпедія).

Жорсткі диски

Перші накопичувачі на жорстких магнітних дисках з'явилися одночасно із накопичувачами на магнітній стрічці. Вони пройшли досить довгий шлях для технології 50-х років ХХ століття, чудово проживши до наших днів, але змінившись і зменшившись у розмірах настільки, що складно помітити зв'язок нинішніх жорстких дисків із першими. На сьогоднішній день жорсткі диски зберігають свою першість у найменшій вартості гігабайта зберігання, хоча останніми роками їх починають підтискати більш досконалі твердотільні диски.

IBM 350

Перший накопичувач на жорстких дисках був шафою розміром 172х152х74 см (за специфікаціями він повинен був проходити в дверний отвір) і важив майже тонну, включаючи систему охолодження. Він постачався як частина апаратного комплексу комп'ютера IBM 305 RAMAC і вимагав для живлення 2.5 кіловат. Купити його було не можна - тільки взяти в оренду до мейнфрейму за 3200 доларів (на двоє був 1956, нагадаємо). Жорсткий диск складався з 50 дисків (1200 оборотів на хвилину, швидкість доступу 600 мс) з покриттям з оксиду заліза діаметром 61 сантиметр і вміщав 3.75 мегабайта даних (а не 5, як прийнято писати поруч із відомою фотографією, тому що використав 6-бітну, а чи не 8-бітну систему). У той же час це був еквівалент 62500 перфокарт, що було втричі більше, ніж у UNIVAC I з магнітною стрічкою. Власне тому вже через 10 років жорсткі диски повністю витіснили накопичувачі на магнітній стрічці.

Історію про перший у світі жорсткий диск не можна розповісти без цих архівних фотографій виробника. Особливо відома перша, на якій його вивантажують із літака в аеропорту Амстердама Схіпхол у 1957 році. Тобто для перевезення була необхідна вантажівка або літак. На третьому знімку можна побачити цей жорсткий диск, встановлений у призначений йому комп'ютер (так, він займав цілу кімнату).


Для тих, хто хоче знати більше

Жорсткий диск стали називати "вінчестером" завдяки моделі IBM 3340. При її розробці інженери використовували кодову назву "30-30", що означало два модулі по 30 мегабайт кожен. Це кодове ім'я було співзвучне розмовній назві мисливської гвинтівки, яка використовувала патрон 30-30 Winchester. за внутрішній легенді IBM, Кеннет Е. Хотон, який очолював розробку 3340, сказав: «Якщо це 30-30, то це має бути Вінчестер».


Вінчестер

Модель IBM 3340 1973 року, цей Winchester. У ньому вперше використовувалися легкі головки читання/запису, що ширяють над диском, що обертається. Місткість становила вже 60 мегабайт, у пізній версії 3348 її збільшили до 75 МБ.

Microdrive

Цікава технологія, що з'явилася в 1999 році - формат Microdrive, сумісний і взаємозамінний з картами пам'яті CompactFlash (розмір 43х36х5 мм). Перші жорсткі диски мали об'єм 170 та 340 мегабайт.

Seagate ST-506

Перший жорсткий диск для ПК у форм-факторі 5.25". Був випущений в 1980 році і містив 6 (користувачу після форматування було доступно 5) мегабайт. Поставлявся з IBM PC XT. Коштував він 1500 доларів.

Перший гібридний диск

У 2007 році Samsung та Seagate випустили перші гібридні жорсткі диски, у яких використовувалися SSD. Samsung SpinPoint MH80 мала ємність 120 і 160 ГБ плюс SSD об'ємом 128 або 256 МБ. Таке рішення прискорювало завантаження Windows.

Оптичні (лазерні) диски

Перші експерименти з оптичними дисками, що записуються, проводив ще Олександр Белл в XIX столітті. З того часу такі диски пройшли довгий шлях. Перші диски були призначені для запису відео та музики. І тільки потім стали використовуватися в комп'ютерній техніці, повністю витіснивши, до рубежу століть, дискети завдяки набагато нижчій вартості одного мегабайта. І хоча сьогодні ще можна зустріти оптичні диски з фільмами, в комп'ютерній індустрії їх, як носії пам'яті, замінили компактніші, надійніші та ємніші USB-флешки.

Форматів оптичних дисків створили неймовірне безліч (це ще крім форматів файлових систем), ми зупинимося лише з найцікавіших і значимих. Всі диски, починаючи з CD-ROM, пройшли однаковий шлях - спочатку вони були тільки для читання (ROM), потім з'являлися записувані (R - Recordable), а потім - диски, що перезаписуються (RW - ReWritable). Вони були односторонніми та двосторонніми, одношаровими та двошаровими. Все це впливало на щільність запису та обсяг даних, які можна було зберігати. А ще окрема історія була зі швидкостями читання (а потім і запису) приводів, яка подвоювалася практично щороку. І вся ця історія особливо бурхливо розвивалася з 1990 до 2010 року.

LaserDisc (LD)

LD з'явилися в 1978 році і мали діаметр (на фото поряд із CD) 30 см. Вони призначалися для фільмів і спочатку були аналоговими (згодом стали цифровими). До 2010 року, коли історія закінчилася, встигли випустити 16.8 млн LD-плеєрів.

Компакт диск (CD)

Перший музичний диск вийшов 1982 року. Першість спірна, але серед перших був альбом шведського гурту ABBA «The Visitors». Він також був серед перших, записаних відразу в цифрі, але на вінілі вийшов роком раніше.

CD-ROM

Компакт-диск із даними для комп'ютерів почав використовуватися з кінця 80-х років ХХ століття. Перші приводи мали швидкість читання 120 КБ/с, останні (72х) – до 10 МБ/с. На CD 12 см містилося від 650 до 900 МБ (8 см - до 210 МБ).

DVD

Залежно від діаметра (8 або 12 см), кількості шарів і сторін, що використовуються, ємність DVD коливалася від 1.46 ГБ (8 см, 1 шар, 1 сторона) до 17 ГБ (12 см, 2 шари, 2 сторони). Диски, що записуються, мали при цьому помітно меншу ємність.

Mini CD-RW 8 см

Поява відносно недорогих 8-сантиметрових дисків, що перезаписуються, на кілька років зробила їх замінником дискет. Флешки аналогічного обсягу (близько 200 МБ) коштували помітно дорожче, але, зрештою, все одно перемогли.

Blu-ray

Blu-ray повився у 2006 році і здобув легку перемогу над конкуруючим форматом HD DVD. Такий диск здатний зберігати від 7.8 до 128 ГБ (для шалених чотиришарових дисків) даних. BD-приводи досягли швидкості 810 МБ/с.


Для тих, хто хоче знати більше

Цікавою версією CD-R диска були диски-візитки. Вони мали прямокутну форму та розмір візитної картки (90×50 мм). Через обрізку на такому диску містилося всього 20 мегабайт (для CD-R версії), але цього було достатньо для презентації та інформації про контакти.


ви читаєте цей матеріал завдяки партнерській підтримці Samung SSD з NVMe

Виняткова довговічність

Робочий ресурс із запису до 1200 TBW

Флеш пам`ять

Поява енергонезалежної пам'яті, що електрично перепрограмується, на напівпровідниках повністю змінила розстановку сил на ринку пам'яті. Такі носії більш стійкі до механічних пошкоджень (жорсткі диски особливо страждали від цього, але й оптичний диск переставав зчитувати дані від подряпин), вони надійніші та зносостійкіші, тому що не мають механічних деталей. Нарешті, вони мініатюрні проти будь-яким іншим носієм даних. Озирніться довкола — ми вже живемо у світі, де нас скрізь оточує флеш-пам'ять. Вона є у вашому смартфоні, вашій флешці. Варто всередині вашого комп'ютера та ноутбука (а якщо ще не варто, це привід задуматися про те, щоб змінити ситуацію). Завдяки флеш-пам'яті ми маємо мініатюрні карти пам'яті, зручні USB-флешки та SSD-накопичувачі.

Сама флеш-пам'ять була представлена ще у 1984 році на конференції IEEE у Сан-Франциско інженером Toshiba Фуджіо Масуока. Назва флеш-пам'ять завдячує його колезі, Седзі Аріїдзумі, який настільки вразився швидкістю стирання даних, що він нагадав йому спалах (англійською мовою — flash). Енергонезалежна пам'ять існувала і раніше, але процес її стирання займав дуже багато часу, що не дозволяло її широко використовувати в техніці.


Для тих, хто хоче знати більше

Винахідник флеш-пам'яті Фуджіо Масуока, всупереч японській традиції зберігати вірність своїй компанії, вважає, що його внесок у розробку був недостатньо оцінений роботодавцем. У результаті він звільнився з компанії, подав на неї до суду і відсудив у Toshiba в 2006 році 87 мільйонів ієн (758 000 доларів) як компенсацію.


Види флеш-пам'яті

Існує три види флеш-пам'яті, що відрізняються своїми можливостями

  • NOR
    Найпростіший тип, з двовимірною матрицею провідників. Вона має високу швидкість запису, але високу вартість, тому її використовують у контролерах, де не критичний обсяг пам'яті.
  • NAND
    У цій пам'яті використовується тривимірна матриця, що дозволяє значно збільшити обсяг даних за рахунок блоку осередків замість одного. При цьому вона значно дешевша, але працює повільніше, ніж NOR.
  • V NAND
    Еволюція розвитку NAND-пам'яті дозволила не тільки вибудовувати осередки в ряд, але й розташовувати їх шарами, що призвело до значного зростання пам'яті без збільшення розміру. Літера V (vertical) говорить про розміщення таких блоків.

Карти пам'яті

Хоча сьогодні, за великим рахунком, на ринку залишилося лише два формати карток — SD для великої техніки на кшталт цифрових фотоапаратів і microSD — для решти, варто сказати, що форматів карток було багато. Всі існуючі формати карт описати в цьому тексті просто неможливо, ми зупинимося лише на найпомітніших з них, що залишили слід історії розвитку техніки. Під час читання враховуйте, що на фото масштабів карт не дотримано.

SmartMedia

Ця карта на одному чіпі NAND-пам'яті з'явилася в 1995 році і була рекордно тонкою (45х37х0.76 мм). Вона не мала контролера, що робило її дешевою. Проектували її як заміну дискети, але розвиток закінчився на 128 МБ.

CompactFlash

Справжній довгожитель серед карток пам'яті, на ринку з 1994 року. Ця карта пережила кілька інкарнацій, змінювала тип пам'яті з NOR на NAND та товщину, а також була найбільшою, але широко використовувалась у фотографії.

MultiMediaCard (MMC)

Карта пам'яті має розміри і 32×24×1.4 мм з'явилася 1997 року (використовувалася, наприклад, з Nokia 9300). Зараз витіснена карткою SD, але може працювати в пристроях для карток SD (але не навпаки). Була зменшена вдвічі версія RS-MMC.

Secure Digital (SD)

Карта зовні нагадує MMC, вийшла у 1990 році та стала галузевим стандартом. Також пережила кілька стадій оновлень (SDHC, SDXC). Новий стандарт SD 7.0 описує карти SDUC та має підтримувати карти до 18 ТБ.

miniSD

Спроба зменшити карти SD та зробити їх на третину менше (20×21.5×1.4 мм) для використання у смартфонах. Наразі повністю витіснено картами пам'яті формату microSD, які стали галузевим стандартом для техніки.

microSD/TransFlash/TF

Домінуюча на ринку картка пам'яті розміром 11×15×1 мм. Спочатку паралельно використовувалася назва TransFlash або TF, її досі можна зустріти у китайських виробників смартфонів, але все рідше і рідше.

xD-Picture Card (xD)

Одна з наймолодших карт пам'яті. Була представлена Olympus та FujiFilm у 2002 році для використання у цифрових камерах. Розміри картки xD 20×25×1.78 мм. Сьогодні їхній випуск припинено, розвиток xD-Picture зупинився на 2 ГБ.

Memory Stick

Sony, як завжди, вирішила все робити по-своєму і в 2008 році запустила свій формат карт для своєї ж техніки. Потім двічі зменшувала форм-фактор. Зараз випуск цих карток припинено - Sony перейшла на SD/microSD.

USB-флешки

Розмова про носії даних і пристрої, що використовують переваги флеш-пам'яті, була б не повною без згадування цих мініатюрних і незамінних пристроїв. І хоча ми все частіше використовуємо для передачі файлів хмарні сервіси (навіть, якщо йдеться про перенесення файлів з одного домашнього пристрою до іншого — часто це простіше і швидше зробити через сервер хмари), флешки ще довго будуть з нами. До того ж, їх обсяги постійно зростають, а ціна, навпаки, з роками тільки зменшується (спасибі NAND-пам'яті).

DiskOnKey 8 МБ: перша у світі USB-флешка

Винахідником USB-накопичувача є Дов Моран — ізраїльський серійний підприємець (він також відомий як творець першого у світі модульного телефону modu), який створив її у 2000 році разом із колегами зі своєї компанії M-Systems — Аміром Баном та Ораном Огданом. Саме вони першими у світі вигадали таку просту і очевидну сьогодні для всіх ідею — об'єднати чіп NAND-пам'яті з USB-інтерфейсом. Винахід був запатентований у США ще у квітні 1999 року. А перший комерційний накопичувач вийшов ринку під назвою DiskOnKey і під маркою IBM. Об'єм першого USB-накопичувача становив 8 мегабайт (нагадаємо, що це об'єм 5 дискет на той момент), а ціна $50. Але вже до кінця 2000 року з'явилися моделі ємністю 16 та 32 мегабайти.
Фото: wikimedia.org


Для тих, хто хоче знати більше

У нас є окремий матеріал, про те як USB флешки змінили наше життя. Дуже рекомендуємо до прочитання - там багато найрізноманітніших, екзотичних і просто дивних USB-флешок і пов'язаних з ними історій.


Твердотільні накопичувачі (SSD)

З часу своєї появи твердотілі накопичувачі показали свій потенціал для того, щоб стати проривною технологією, що кардинально змінює ландшафт ринку накопичувачів пам'яті. Саме завдяки SSD-накопичувачам ми отримали нові класи пристроїв - нетбуки, хромбуки та ультрабуки. Вони допомогли покращити традиційні жорсткі диски, зробивши їх гібридними, що дало приріст продуктивності під час завантаження операційної системи. На відміну від попередніх типів пам'яті для зберігання даних історія SSD ще не закінчена і продовжує писатися прямо зараз. Справа не тільки в постійному зростанні ємності та зниженні вартості гігабайта. SSD-накопичувачі стають продуктивнішими завдяки новим технологіям, таким як PCI Express 4.0 і NVMe.

Dataram Bulk Core

Перший у світі SSD було створено не так на флеш-пам'яті, але в пам'яті DRAM. Вся справа в тому, що термін твердотільний накопичувач (Solid State Drive) з'явився задовго до народження флеш-пам'яті і означав відсутність механізмів, що рухаються всередині накопичувача. Першим SSD в історії став Dataram Bulk Core з розмірами 42х34х4 см. Усередині було встановлено 8 планок пам'яті RAM по 256 кілобайт кожна, що дало 2 мегабайти сумарної ємності. Коштував він у 1997 році 9700 доларівале забезпечував небачену швидкість доступу від 0.75 до 2 мс. А встановлювався на спеціальне 19-дюймове шасі (на знімку, так, інших знімків в інтернеті немає, тільки цей скан якоїсь реклами в чорно-білій газеті).



Фото: dataram.com/blog/

Axlon Ramdisk 320

Серед перших був SSD компанії Axlon. Він був призначений для комп'ютерів Apple, міг зберігати до 320 КБ даних і коштував 1982 року 1395 доларів. Оскільки йому потрібно харчування, він поставлявся з батареєю, що працювала 3 години.

Digipro Flashdisk

Першим SSD вже з флеш-пам'яттю став пристрій компанії Digipro, що канула в Лету. Його анонс був у 1988 році. У 1990 році, коли стартував продаж, версія SSD об'ємом 16 ГБ (були 2, 4 і 8) коштувала близько 5 000 доларів.

M-Systems FFD-350

У 1995 році галузевий стандарт SSD сформувала компанія M-Systems, що створила першу USB флешку. Цей 3.5" SSD підключався через SCSI, мав обсяг від 16 до 896 МБ і коштував чимало - десятки тисяч доларів.

Transcend Flash Module

У 2003 році Transcend представила SSD з інтерфейсом Parallel ATA, які були набагато меншими за типовий диск PATA, і мали ємність від 16 МБ до 512 МБ. Їхня ціна починалася вже від 50 доларів.

Samsung SSD 2.5"

2006 року Samsung вийшов на ринок SSD і представив 2.5-дюймову версію SSD ємністю 32 ГБ. Це були перші твердотілі накопичувачі, які стали реальною альтернативою жорстким дискам.

Samsung 980 Pro

Ось так, для порівняння виглядає сучасний SSD. Він виготовлений за технологією V-NAND, використовує інтерфейс PCI Express 4.0, має об'єм до 2 ТБ та підтримує технологію NVMe, що значно прискорює швидкість читання та запису.

У сухому залишку

Технології зберігання даних мають велику історію, яка розпочалася задовго до нашого народження. Але з кожним новим десятиліттям швидкість впровадження нових технологій наростає. Ми перейшли від зберігання даних у кілобайтах до терабайтів. Швидкість читання та запису зросла на порядки. При цьому фізичні розміри накопичувачів зменшилися за 60 років від величезної шафи до крихітного чіпа розміром із монету. Зросла і стійкість накопичувачів до фізичних ушкоджень та впливів температури, вологи та магнітного випромінювання. Поки що на вершині еволюції в області зберігання даних знаходяться твердотільні накопичувачі на флеш-пам'яті. А що буде далі, через 10-20 років, нам доведеться дізнатися у наступні роки.

Шість головних речей, які варто знати про SSD-накопичувачі Samsung з підтримкою NVMe

Редакція gg  дякує компанії Samsung за партнерську підтримку при створенні цього красивого та корисного (сподіваємося) матеріалу і пропонує вам звернути увагу на SSD-накопичувачі Samsung з підтримкою NVMe.

  • Швидкість до 7000 МБ/с
    У 2 рази швидше, ніж SSD з інтерфейсом PCIe 3.0, і в 12.7 рази швидше, ніж SSD із SATA
  • Надійність
    Робочий ресурс із запису до 1200 терабайт за 5-річної обмеженої гарантії на робочі характеристики.
  • Стабільна робота
    Нікельове покриття запобігає перегріву та відводить тепло від чіпа NAND-пам'яті.
  • Dynamic Thermal Guard
    Динамічний теплозахист підтримує оптимальну температуру накопичувача.
  • Глобальне лідерство
    З 2003 року Samsung - світовий незмінний лідер у виробництві флеш-пам'яті.
  • Samsung Magician
    Додаток для контролю стану, оптимізації продуктивності та захисту даних.

SSD-накопичувачі Samsung з підтримкою NVMe

Samsung 970 Evo Plus

M.2 PCIe 3.0 x4 V-NAND MLC

швидкість читання до 3500 МБ/с
швидкість запису до 3000 МБ/с

Samsung 970 Pro

M.2 PCIe 3.0 x4 V-NAND MLC

швидкість читання до 3500 МБ/с
швидкість запису до 2700 МБ/с

Samsung 980

M.2 PCIe 3.0 x4 V-NAND MLC

швидкість читання до 3500 МБ/с
швидкість запису до 3000 МБ/с

Samsung 980 Pro

M.2 PCIe 3.0 x4 V-NAND MLC

швидкість читання до 7000 МБ/с
швидкість запису до 5000 МБ/с

Для тих, хто хоче знати більше