هارد دیسکها سالهاست که ستون فقرات ذخیرهسازی اطلاعات در جهان هستند، اما با افزایش سرسامآور حجم دادهها و نیاز به سرعت بیشتر و مصرف انرژی کمتر، دوران سلطنت آنها رو به پایان است. در این مطلب از شهر سختافزار ۱۰ فناوری جدید را بررسی میکنیم که میخواهند جایگزین هارد دیسکها شوند.
هارد دیسکها (HDD) هنوز هم بخشی جداییناپذیر از ذخیرهسازی دادهها هستند، اما با وجود اینکه هر روز حجیمتر و سریعتر میشوند، نقش آنها در گذر زمان محدودتر شده است. هارد دیسکها که زمانی انتخاب پیشفرض برای تقریباً هر نوع پردازشی بودند، اکنون به حوزههایی محدود شدهاند که در آنها ظرفیت و هزینه به ازای هر ترابایت، اهمیت بیشتری نسبت به سرعت، تاخیر و مصرف انرژی دارد.
در نتیجه، طیف وسیعی از فناوریها به عنوان جایگزین هارد دیسکها در حال بررسی هستند. برخی از این فناوریها هماکنون به مرحله عملیاتی رسیده اند، در حالی که برخی دیگر همچنان در مرحله آزمایشی قرار دارند. در ادامه به ۱۰ فناوری میپردازیم که در سالهای آینده احتمالاً بیشتر درباره آنها خواهید شنید.
۱. SSDهای سازمانی با ظرفیت بالا
طبیعتاً SSDها واضحترین نامزد برای جایگزینی هارد دیسکها، بهویژه در دیتاسنترهای مدرن هستند. تولیدکنندگان اکنون حافظههای فلش را به فراتر از مرز ۱۰۰ ترابایت رساندهاند و مستقیماً کاربردهایی را هدف قرار دادهاند که زمانی به آرایههای بزرگ HDD متکی بودند.
به عنوان مثال، مدل ۶۶۰۰ ION شرکت مایکرون در پیکربندی ۱۲۲ ترابایتی PCIe Gen5 موجود است و پتانسیل افزایش ظرفیت تا ۲۴۵ ترابایت را دارد. مایکرون ادعا میکند با این ظرفیتها، یک رک سرور میتواند تا ۸۸ پتابایت ذخیرهسازی داشته باشد.
در همین رابطه بخوانید:
- SSDهای جدید با ظرفیت خیره کننده 1 میلیون گیگابایت معرفی شدند، ظرفیتی معادل 11 هزار فیلم 4K!
۲. فرم فاکتور E2 SSD
فرم فاکتور E2 بخش متفاوتی از بازار را هدف گرفته است: تمرکز بر «دادههای گرم» یا Warm Data که بین لایههای ذخیرهسازی داغ (پر سرعت) و سرد (آرشیو) قرار میگیرند. این فرم فاکتور برای جایگزینی آرایههای بزرگ HDD طراحی شده است، جایی که ظرفیت و هزینه مهمتر از سرعت است.
این فناوری که با همکاری SNIA و پروژه Open Compute توسعه یافته، تراکم فلش در مقیاس پتابایت را در سرورهای استاندارد 2U هدف قرار میدهد. روی کاغذ، یک درایو E2 تکی میتواند تا یک پتابایت حافظه QLC را در خود جای دهد. اگرچه مصرف برق و گرما چالشهای اصلی آن هستند، اما حامیان این طرح، E2 را یک میانرده کاربردی و مبتنی بر فلش میدانند که جایگزین مناسبی برای هارد دیسکهای جاگیر است.
۳. ذخیرهسازی کریستال ۵ بعدی
ذخیرهسازی کریستال ۵ بعدی نقش کاملاً متفاوتی نسبت به هارد دیسکها ایفا میکند و به جای سرعت، بر ماندگاری طولانیمدت آرشیو تمرکز دارد. این فناوری از شیشه کوارتز استفاده میکند که دادهها با لیزر در ساختارهای میکروسکوپی آن حکاکی شده است.
اطلاعات در پنج بعد ذخیره میشوند: ترکیب سه بعد فضایی با جهت و شدت. گفته میشود یک دیسک شیشهای پنج اینچی میتواند تا ۳۶۰ ترابایت داده را ذخیره کند و اطلاعات در دماهای تا ۱۹۰ درجه سانتیگراد برای مدتهای بسیار طولانی پایدار میمانند. البته مانند بسیاری از فناوریهای آزمایشی، نمونههای اولیه فعلی کند هستند و در دسته ذخیرهسازی سرد (Cold Storage) قرار میگیرند.
در همین رابطه بخوانید:
- این فناوری پنج بُعدی اطلاعات شما را میلیاردها سال روی شیشه نگه میدارد
4. ذخیرهسازی داده روی DNA
شاید رادیکالترین جایگزین هارد دیسکها، این روش باشد که به جای میدان مغناطیسی یا بار الکتریکی، دادههای دیجیتال را با ترجمه کدهای باینری به چهار بازِ اصلی DNA، درون DNA مصنوعی کدگذاری میکند.
این روش اجازه میدهد حجم عظیمی از اطلاعات در فضایی فیزیکی بسیار کوچکی ذخیره شود. برخی شرکتها ادعا میکنند که در مقیاس بالا، ذخیرهسازی DNA میتواند تمام دادههای بشریت را در یک رک دیتاسنتر جای دهد. DNA بدون نیاز به برق برای هزاران سال پایدار میماند.
در همین رابطه بخوانید:
- نوار کاست DNA ابداع شد؛ 1.5 میلیون برابر حافظه گوشی شما با 20 هزار سال دوام!
۵. ذخیرهسازی موج ایستا (Standing-wave storage)
ذخیرهسازی موج ایستاده یا SWS تلاشی دیگر برای حفظ طولانیمدت دادهها بدون نیاز به برق، چرخههای نوسازی (Refresh) و میدانهای مغناطیسی است. این فناوری که توسط «کلارک جانسون»، مغز متفکر انقلاب HDTV توسعه یافته، از تکنیکهای اولیه عکاسی الهام گرفته و دادهها را به عنوان الگوهای تداخل رنگ درون یک امولسیون هالید نقره ذخیره میکند.
این روش امواج نور ایستا را در یک صفحه بادوام ثبت میکند که قرنها بدون نیاز به انرژی پایدار میماند. آزمایشهای ناسا در ایستگاه فضایی بینالمللی نشان داد که نمونهها پس از ماهها قرار گرفتن در معرض تابش کیهانی، هیچ تخریب دادهای نداشتند.
۶. هیبرید نوار و SSD
دیسک مگنتو-الکتریک (MED) هواوی از یک SSD داخلی برای دسترسی سریع در کنار یک مکانیزم نواری (Tape) داخلی استفاده میکند. دادههایی که نیاز به دسترسی سریعتر دارند روی بخش SSD نوشته میشوند، در حالی که دادههای آرشیوی بهطور خودکار به نوار داخلی منتقل میشوند و بازیابی آنها بیشتر طول میکشد. انتظار میرفت نسل اول آن را در سال ۲۰۲۵ ببینیم، اما فعلاً هواوی درباره این فناور سکوت کرده است.
۷. ذخیرهسازی اتمی و مبتنی بر نقص مواد (Atomic and defect-based storage)
ذخیرهسازی اتمی، دادهها را به سطح اتمهای منفرد میبرد. تحقیقات دانشگاهی نشان دادهاند که چگونه نقصهای بسیار ریز درون کریستالها میتوانند به عنوان سلولهای حافظه باینری عمل کنند.
در یک روش، کریستالهایی که با عناصر کمیاب به آنها ناخالصی تزریق شده است، برای به دام انداختن بارهایی که نشاندهنده صفر و یک هستند، استفاده میشوند. هر اتم گمشده به عنوان یک بیت عمل میکند که امکان تراکم داده فوقالعاده در حجمهای بسیار کوچک را فراهم میکند. ای فناوری در تئوری میتواند ترابایتها داده را در فضایی به اندازه یک دانه برنج ذخیره کند.
۸. اولترا رم (UltraRAM)
هدف این فناوری ادغام فضای ذخیرهسازی (Storage) و حافظه (Memory) در یک تکنولوژی واحد است. UltraRAM که حاصل تحقیقات دانشگاه لنکستر و استارتاپ بریتانیایی Quinas Technology است، سرعتهای مشابه DRAM را با ماندگاری SSD هدفگذاری کرده است.
اولترا رم الکترونها را در یک چاه کوانتومی ذخیره میکند که اجازه دسترسی سریع بدون نیاز به نوسازی مداوم (مانند DRAM) را میدهد. مصرف انرژی نیز بسیار پایینتر خواهد بود. با این حال، این روش برای تولید انبوه هنوز آماده نیست.
در همین رابطه بخوانید:
- حافظهای به سرعت RAM و پایداری هارد دیسک؛ UltraRAM به مرحله تولید انبوه رسید
۹. ذخیرهسازی آلی و مولکولی
این رویکرد پتانیسل مواد شیمیایی برای ذخیره اطلاعات را بررسی میکند. محققان چینی در حال بررسی هارد درایوهای مولکولی ساخته شده از ترکیبات آلی-فلزی هستند.
دادهها با استفاده از نوک میکروسکوپ نیروی اتمی نوشته و خوانده میشوند که واکنشهای شیمیایی کنترل شدهای را ایجاد میکند. این امر امکان کنترل بسیار دقیق بر حالتهای رسانایی و تراکم داده نظری بسیار بالا را فراهم میکند. همانطور که از توصیف این فناوری برمیآید، فرایند نوشتن و خواندن اطلاعات در آن بسیار کند است.
۱۰. ذخیرهسازی سرامیکی
هدف ذخیرهسازی سرامیکی آرشیو طولانی مدت دادههاست و طول عمر و بهرهوری انرژی بسیار مهمتر از سرعت دسترسی است. استارتاپ Cerabyte با حمایت وسترن دیجیتال، از نانولایههای سرامیکی حکاکیشده با لیزر برای ذخیره دادهها در یک محیط خنثی استفاده میکند که برای هزاران سال بدون نیاز به برق پایدار میماند.
سیستمهای آزمایشی اولیه قرار است حدود یک پتابایت ظرفیت در هر رک ارائه دهند. اگرچه سرعت دسترسی در مقایسه با دیسک یا فلش بسیار کند است، اما نقشه راه Cerabyte به تراکمهای بسیار بالاتر (تا ۱۰۰ پتابایت در هر رک) اشاره دارد که میتواند مستقیماً با نوار و هارد دیسک برای آرشیوهای سرد رقابت کند.
در همین رابطه بخوانید:
- حافظهای که از آب نمک در حال جوشیدن و فر 250 درجه جان سالم به در برد؛ با حافظه Cerabyte آشنا شوید.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت