Küresel İnternet hızlı bir şekilde "depolama alanından yoksun". Veriler gelecekte nerede depolanacak?
Günümüzde akıllı telefonların depolama alanı gittikçe büyüyor, ancak küresel veri depolaması yakında "yetersiz depolama alanı" uyarısını gösterecek.
Yazılım şirketi Domo'nun 2018 yılında hazırladığı bir rapora göre insanlar Google'da her dakika 3,83 milyon arama gerçekleştirdi, YouTube'da 4,33 milyon video izledi, 159,362,760 e-posta, 473,000 Twitter ve Instagram'da 49 bin fotoğraf gönderdi.
Çin'de, WeChat üzerinden her gün 45 milyardan fazla mesaj gönderiliyor. Domo, 2020 yılına kadar dünyanın kişi başına saniyede 1,7 MB veri üreteceğini tahmin ediyor. 7,8 milyarlık küresel nüfusa dayalı olarak, bir yılda 418 ZB veri üretilecek ve yaklaşık 418 milyar 1 TB sabit diskin kurulmasını gerektirecek.
Bu nüfus artış eğilimini hesaba katmıyor Birleşmiş Milletler, 2050 yılında dünya nüfusunun 9,7 milyarı aşacağını tahmin ediyor. Bu, mevcut veri depolama sisteminin önümüzdeki yüzyılda dayanmayacağı anlamına geliyor.
i Resim: Birleşmiş Milletler
Verilerin hızla artması, insanları daha iyi veri depolama teknolojileri aramaya zorladı. Birisi küresel verileri depolamak için 1 kilogram DNA kullanmayı denedi.Microsoft binlerce yıldır kullanılabilen bir "cam disk" geliştirdi, ancak teknolojik olarak en gelişmiş teknoloji şirketleri verileri depolamak için hala manyetik bant kullanıyor.
İnsan uygarlığı 5.000 yıldan fazla bir süredir vahşi bir şekilde koşmaktadır, ancak mevcut en uzun depolama ortamının ömrü yalnızca 60 yıldır .. Veri depolamanın geleceği nerede?
9102, teknoloji şirketleri verileri depolamak için neden hala teyp kullanıyor?
Birçok insanın zihninde, kasetler geçen yüzyıldan kalma antika gibi görünüyor. 80'ler sonrası ve 90'lar sonrası pek çok idollerini desteklemek için kaset satın aldı. Ren Xianqi 1996'da "The Heart Is Too Soft" albümünü çıkardı. Kaset satışları 10 milyonu aştı.
Bununla birlikte, CD'ler, MP3'ler ve akıllı telefonlar müzik piyasasında birbiri ardına başı çekerken, kasetler bir neslin hatıraları haline geldi ve hayatta bulunması zor. Ancak teyp ölmedi, ancak büyük veri çağında en rekabetçi depolama ortamı haline geldi.
Şu anda, Google, Amazon ve Microsoft gibi teknoloji devleri hala büyük miktarda veriyi yedeklemek için teyp kullanıyor. Neden mekanik sabit sürücüler (HDD) ve katı hal sürücüleri (SSD) kullanmıyorsunuz, bunun yerine verileri depolamak için teyp kullanıyorsunuz?
En önemli nedeni ucuz olmaları ... Bu teknoloji şirketlerinin yüz milyonlarca kullanıcısı var ve saklamaları gereken veri miktarı çok büyük. Bulut bilişim gelecekteki trend olsa da, İnternet hizmetleri sağlayan şirketler için yine de verileri yerel olarak depolaması gerekiyor ve bu da önemli bir maliyet olacak.
Sabit diskler ve yarı iletken depolamayla karşılaştırıldığında, bandın okuma hızı çok daha yavaştır. Ancak maliyet de çok daha düşüktür. 1 TB kapasiteli bir mobil sabit diskin maliyeti yaklaşık 50 ABD dolarıdır ve aynı kapasiteye sahip bir teybin maliyeti yalnızca 5 ABD dolarıdır.
1951'de manyetik bant ilk olarak bilgisayar (Univac) veri depolaması için kullanıldı
Dahası, manyetik bantlar sabit disklere göre daha dayanıklıdır.Genelde sabit disklerin kullanım ömrü 10 yılı geçmez ve birkaç yılda bir yeni bir sabit diske kopyalanır.Büyük verilerin kopyalanması sadece zaman alıcı değil, aynı zamanda veri kaybı da kolaydır. Bantlar onlarca yıl kazandırabilir. yıl.
Ek olarak, kullanım sırasında yalnızca mekanik bant kitaplığının yuvasına takılması gerekir, bu da güç tüketimi gerektirmez ve çok fazla elektrik maliyetinden tasarruf sağlar.Küresel veri merkezlerinin elektrik faturasının 2025'te on milyarlarca doları aşacağını bilmek önemlidir.
Birçok şirket için veri depolamanın güvenliği genellikle önemlidir. Teybe bir sürücü yüklenmeden erişilemediğinden, bu çevrimdışı durum bilgisayar korsanlarını ve ağ saldırılarını izole eder ve kaybetmesi veya kurcalanması kolay değildir.
2011 yılında, Google posta kutusu Gmail, bir güncellemedeki bir hata nedeniyle 40.000'den fazla hesaptaki e-postaları yanlışlıkla sildi. Google, verilerin kopyalarını birden çok veri merkezindeki sabit disklerde saklasa da, verilerin bir kısmı kurtarılamaz. Neyse ki, bu veriler de aynı anda diske yedeklenir, böylece tüm veriler geri yüklenebilir.
Kaynak: Business Insider
Bu nedenle, teknoloji şirketlerine ek olarak, veri güvenliği için daha yüksek gereksinimleri olan birçok şirket ve kurum, verileri depolamak için aslında diskler kullanıyor. Bankalar, sigorta şirketleri, Ulusal Arşivler ve Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) dahil olmak üzere bilimsel araştırma kurumları gibi.
Ancak teyp, güvenlik ve maliyet için verimlilikten ödün veren bir veri depolama taşıyıcısı değildir Teyp teknolojisinin gelişimi birçok insanın hayal gücünü aştı.
2014 yılında Sony, 185 TB depolama kapasitesine sahip yüksek yoğunluklu manyetik depolama elde etmek için teybe 7,7 nm çok ince manyetik parçacıkları yerleştirmek için kendi geliştirdiği püskürtme ince katman biriktirme teknolojisini kullandı.
330 TB kapasiteli IBM teyp
IBM'in, manyetik bant teknolojisini tanıtmak için İsviçre'nin Zürih şehrinde özel bir araştırma ekibi var. Takım bilimcisi Mark A. Lantz'a göre IBM, 2017'de inç kare başına 201 gigabayt sorununu çözdü ve Sony'nin Katman biriktirme teknolojisi, tek bir kaset bandının kapasitesini 330 TB'ye çıkarır.
Editörün notu: 1 inç kare = 0.00064516 metrekare
Daha da önemlisi, bandın depolama kapasitesi yıllardır yılda% 33 oranında artmaktadır ve yavaşlama belirtisi yoktur. Information Storage Industry Association (INSIC), bant depolama yoğunluğunun 2025'te inç kare başına 91 GB'a ulaşacağını ve 2028'de inç kare başına 200 GB'ı aşacağını tahmin ediyor.
Kaynak: Kuvars
Sabit disklerin manyetik kayıt yoğunluğunun büyüme oranı% 10-15'e düşmüştür, çünkü sabit disklerin depolama yoğunluğu belirli bir sınıra ulaştığında, manyetik parçacıkların boyutu küçültülürse manyetik kararlılığı korumak zordur.Bu sözde süperparamanyetik sınırdır ( süperparamanyetik sınır).
IDC verilerine göre, İnternet'teki büyük veri her yıl% 30-40 oranında büyüyor ve mevcut sabit disk kapasitesi büyüme oranı büyük verinin büyüme oranının yarısından az, bant Moore Yasasını izleyen son bilgi türü olabilir. teknoloji.
Birçok üretici, depolama teknolojisinin sınırlarını zorlamaya çalışıyor, ancak bu o kadar kolay değil
Yukarıda belirtildiği gibi, kurumsal düzeydeki veri depolama ekipmanı en azından şu faktörleri hesaba katmalıdır: maliyet, güvenlik, dayanıklılık ve depolama yoğunluğu. Yani kaset dışında, gerçekten başka seçeneğimiz yok mu?
Sadece bu aşamada bandın en uygun maliyetli büyük veri depolama ortamlarından biri olduğu söylenebilir, ancak birçok üretici yeni depolama teknolojileri üzerinde çalışmaktadır. Örneğin, sabit disk üreticileri Seagate ve Western Digital tarafından geliştirilen ısı destekli manyetik kayıt teknolojisi (HAMR) ve mikrodalga destekli manyetik kayıt teknolojisinin (MAMR) sabit disklerin süperparamanyetik sınırı aşmasına izin vermesi bekleniyor.
Kaynak: Fstoppers
Bu iki teknoloji, ortamın zorlayıcılığını azaltmak ve ultra yüksek yoğunluklu veri depolamada yeterli kararlılığı sağlamak için lazerler ve mikrodalgalar kullanır. Ancak bu iki teknoloji henüz tam olarak olgunlaşmadı ve tamamen ticarileştirilmesi için daha fazla zaman gerekiyor.
Manyetik bant gibi gözden kaçabilecek diğer bir şey de optik depolama teknolojisidir Hem CD hem de DVD optik depolama ortamıdır. Bununla birlikte, geçmişte CD'ler yaşlanmaya meyillidir ve kırınım sınırının (optik disklerde süperparamanyetik sınır olarak kabul edilebilecek) sınırlaması nedeniyle, depolama yoğunluğu da çok sınırlıdır.
Fotoğraf: Taşkar Baban Sadık
Ancak Blu-ray diskler her şeyi değiştirdi.Hualu Optik Depolama Araştırma Enstitüsü Pazarlama Merkezi genel müdür yardımcısı Hu Bing'e göre Blu-ray diskler aynı zamanda güvenilirlik, kararlılık ve uzun hizmet ömrü özelliklerine de sahip olup, kullanım ömrü yaklaşık 50 yıla ulaşabilir. Kapasite 500 GB'a ulaştı ve gelecekte TB seviyesini aşması bekleniyor.
Kaynak: ssdfans
Aynı zamanda, mavi ışık depolamasının sıcaklık gibi ortam sıcaklığı için düşük gereksinimleri vardır ve klima soğutma sistemleri gerektirmez, bu da maliyetleri büyük ölçüde azaltır. Facebook'un veri merkezi, sabit sürücülere kıyasla maliyetin yarısından fazlasını azaltan ve güç tüketimini% 80'den fazla azaltan Blu-ray depolamayı kullanıyor.
Microsoft tarafından yakın zamanda açığa çıkarılan Project Silica projesi aslında optik depolama teknolojisine dayanmaktadır.Bir cam parçası üzerinde nano ölçekli bir ızgara tabakası yapısı oluşturmak için femtosaniye lazer teknolojisini (genellikle miyopi düzeltme cerrahisinde kullanılan bir tür lazer) kullanır ve üretir. Farklı derinliklerde ve açılarda deformasyon, biraz diski yakmaya benzer, ancak daha yüksek yoğunluk ve daha fazla karmaşıklıkla 2 mm kalınlığındaki bir cam, 100'den fazla veri katmanı içerebilir.
Şu anda Microsoft, 1978 "Süpermen" film ustasını 75 x 75 x 2 mm'lik bir cam parçasında başarıyla depolamak ve camdaki verileri sırayla okumak için makine öğrenimini kullanmak için Warner Bros. ile işbirliği yapıyor. Ancak okuma hızının iyileştirilmesi gerekiyor.
CD'den farklı olarak, Project Silica'nın verileri yüzey yerine camın içinde saklanır, böylece cam aşınması nedeniyle veriler kaybolmaz. Araştırmacılar bu "cam diski" 500 fırına koydular, mikrodalga fırında ısıttılar, atık suda kaynattılar ve hatta çelik bir telle fırçaladılar. Veriler düzgün bir şekilde okunabilir.
Bu teknoloji hala ilk aşamalarında olmasına rağmen, Birleşik Krallık'taki Microsoft Cambridge Araştırma Enstitüsü'ndeki laboratuvarın müdür yardımcısı, bu "cam diskin" binlerce yıl dayanabileceğini söyledi. Ek olarak, camın sıcaklık ve nem gereksinimi yoktur, bu da veri depolama maliyetini büyük ölçüde azaltabilir.
Aslında, "Glass Disc" Microsoftun ilk yaratımı değil. 2016 gibi erken bir tarihte, Birleşik Krallıktaki Southampton Üniversitesi, verileri 1000 ° C'lik yüksek sıcaklığa dayanabilen cama kodlamak için benzer bir teknolojiyi başarıyla kullandı. ° C'de 13,8 milyar yıl kullanılabilir ve dünyanın tarihi yalnızca 4,6 milyar yıldır.
Microsoftun Project Silica projesinin Southampton Üniversitesi ile işbirliği içinde geliştirildiğini belirtmekte fayda var.Bu cam optik disk aynı zamanda 5 boyutlu optik disk olarak da adlandırılır ve üç boyutlu nanoyapıların yanı sıra genel boyut ve yönden oluşur. Aynı boyuttaki bir cam diskin depolama kapasitesi, Blu-ray diskin 3000 katıdır.
Southampton Üniversitesi'ndeki araştırmacıların dediği gibi, başarılı olursa, gerçekten yeni bir kalıcı veri depolama dönemi yaratabilir.
En iyi veri depolama ortamı kendimiz olabilir
Veri depolama alanındaki daha cesur bir fikir, bilgiyi DNA'da depolayan biyokütle sabit diskidir.
DNA verileri nasıl depolar? Aslında, prensip karmaşık değildir.Tüm bilgisayar verileri 0 ve 1'den oluşan ikili sayılar üzerinde depolanır ve çalıştırılırken, DNA depolama teknolojisi dijital sinyalleri kimyasal sinyallere dönüştürmek için 0 ve 1'in yerine dört temel kullanır.
Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesi, 2017 yılında, E. coli genomuna bir at yarışının hareketli resmini girmek ve% 90'ın üzerinde bir doğruluk oranıyla okumak için CRISPR DNA düzenleme teknolojisini kullandı.
Son yıllarda, DNA depolama teknolojisini keşfeden birçok girişim de oldu.Bir süre önce, başlangıç Kataloğu, Wikipedia'nın İngilizce versiyonunun tüm metinlerinin, toplam 16G, süper büyük bir DNA yazarı tarafından tamamlanan bir DNA molekülünde saklandığını duyurdu. Yazma hızı 4 MB / s'ye ulaşabilir.
İçinde 16G Wikipedia DNA saklanır
Twist Bioscience adlı başka bir biyoteknoloji şirketi de şu anda dünyanın en büyük sentetik gen tedarikçilerinden biridir. Kurucusu Emily Leproust'a göre, şirketin DNA'sı bir kapsül içinde tüm Facebook veri merkezine eşdeğer verileri depolayabilir.
Şu anda Twist Bioscience, müşterilere DNA depolama hizmetlerini başlattı, ancak fiyat çok hareketli. 12 MB'lık veriyi depolamanın fiyatı 100.000 $ kadar yüksek ancak Emily Leproust, fiyatın gelecekte 10 sente düşeceğini söyledi.
2016'da Harvard Üniversitesi, Nature Materials adlı akademik dergide DNA depolama teknolojisi üzerine bir araştırma sonucu yayınladı ve DNA'nın depolama yoğunluğunun mevcut herhangi bir depolama ortamından çok daha yüksek olduğuna dikkat çekti. Dönüşümden sonra, 1 kg DNA, dünya çapında bir yılda üretilen verileri depolayabilir .
Ancak DNA depolama, ideal bir veri depolama teknolojisinden uzaktır, yüksek maliyete ek olarak, DNA'da depolanan veriler ancak dizileme ile okunabilir ve okuma ve yazma hızı çok yavaştır. Birisi, 2017'de küresel olarak üretilen 16 ZB veriyi DNA'da depolamanın 4 milyar yıl alacağını hesapladı.
Bu yılın başında Microsoft, DNA depolama teknolojisini laboratuvardan ticarileştirmeye bir adım öteye taşıyarak ilk kez tam otomatik DNA bilgi depolamasını gerçekleştirdi, ancak yalnızca "merhaba" nın beş harfini kodlayarak, dönüşümden okumaya kadar 21 saat sürüyor. Aynı zamanda, okuma doğruluğunun iyileştirilmesi gerekiyor.
Bu, DNA depolama teknolojisinin gerçekten de küresel veri depolama sorununu tamamen çözebilmesine rağmen, bu gelecekte daha yapılacak çok yol olduğunu göstermektedir.
Verileri kalıcı olarak saklamak mümkün mü?
Çeşitli teknolojiler olgunlaştıkça, insanlık iki boyutta bilgi depolamada son noktayı arıyor: zaman ve mekan: ultra yüksek depolama yoğunluğu ve sonsuz depolama süresi.
Bunun başarılıp başarılamayacağını kimse bilmiyor, çünkü kimse sonsuza kadar yaşayamaz ve insanlığın en eski yazılı kaydı sadece Sümerler tarafından 5200 yıl önce bırakılan çivi yazısı.Ancak İnternet sadece 50 yaşındaydı 50 yıl önce ne kadar veri vardı? Hala sağlam mı?
Bilim kurgu romanı "Üç Vücut" un gelecekteki dünyasında, pirinç boyutunda bir kuantum deposu büyük bir kütüphanenin verilerini tutabilse bile, en fazla 2000 yıl saklanabilir. Sonunda, insanlar 100 milyon yıl boyunca bilgiyi depolamanın tek uygulanabilir yolunun "kelimeleri bir taşa oymak" olduğunu keşfettiler.
Liu Cixin bunu çok iyi özetliyor:
Medeniyet beş bin yıllık bir telaş gibidir. Sürekli ilerleme daha hızlı ilerlemeyi teşvik eder. Sayısız mucize daha da büyük mucizeler doğurur. İnsanlar tanrılar gibi güce sahip gibi görünür ... Ama sonunda gerçek gücün zamanın elinde olduğunu keşfettiler. Ayak izi bırakmak dünyayı yaratmaktan daha zordur. Bu medeniyetin sonunda, onlar sadece eski bebeklik döneminde yaptıklarını yapıp, taşa kelimeler kazıyabilirler.
Başlık resmi şu kaynaktan geliyor: "Dragon Ball"
