Yksi tietokoneen kriittisistä ominaisuuksista on kyky tallentaa pysyvästi tiedostoja, asiakirjoja, töitä, mainoskuvia. Todella kaikki tiedot, jotka haluat säilyttää. Valitettavasti tietokoneen ensisijainen muisti – järjestelmän RAM ja suorittimen välimuisti – ovat kaikki haihtuvia. Haihtuva muisti menettää kaikki siinä olevat tiedot, kun tietokone sammuu. Vaikka tämä on hyvä turvallisuuden ja vakauden kannalta, se tarkoittaa myös sitä, että ensisijaista muistia ei voida käyttää pysyvään tallennustilaan.
Tämän tarpeen täyttämiseksi tarvitaan toissijainen muisti. Toissijainen muisti kattaa pitkäaikaiset tiedontallennuslaitteet, jotka ovat haihtumattomia, eli ne eivät menetä tietoja, kun tietokone sammutetaan. Tämä muisti jätetään yleensä pysyvästi kytkettynä tietokoneisiin, yleensä tallennuslaitteisiin. Teknisesti saman luokan tallennuslaitteita voidaan käyttää myös tertiäärisenä tai kvaternaarisena muistina. Tämä on tallennuslaitteita, joita ei ole kytketty, mutta joihin tietokone voi liittää. Ja tallennuslaitteet, jotka eivät liity toisiinsa ja tarvitsevat ihmisen manuaalisen toiminnan, jotta tietokone voi käyttää niitä. Tallennuslaitteet voivat olla ensisijaisesti tarkoitettu staattisiksi. Ne voivat kuitenkin olla myös irrotettavia.
Nykyaikaiset tallennuslaitteet
Magneettiset tallennusvälineet, erityisesti kiintolevyt tai kiintolevyasemat, ovat olleet vakiotallennuslaite pitkään. Ne tarjoavat suuren kapasiteetin alhaisin kustannuksin, mutta niillä on rajoitettu luku- ja kirjoitussuorituskyky, koska ne ovat riippuvaisia liikkuvista osista. Kiintolevyissä levylevyn magneettikentät on kohdistettu tai kohdistettu väärin kirjoituspään kanssa. Magneettikentät voidaan sitten lukea uudelleen lukupäällä.
SSD-levyt eli Solid-State Drives ovat tallennusvälineiden tuleva kuningas. Ne käyttävät nopeaa Flash-muistia, joka voi toimia paljon nopeammin kuin kiintolevy. Siihen pisteeseen, että he käyttävät tyypillisesti erilaista, nopeampaa siirtoväylää, koska kiintolevyille sopiva SATA III -väylä voi olla täysin kyllästetty SSD-levyllä. Avain SSD-levyjen nopeuteen on, että niissä ei ole liikkuvia osia, koska ne käyttävät huolellisesti suunniteltuja elektronisia piirejä tietojen tallentamiseen.
Valitettavasti SSD-levyillä on huippuluokan tekniikkaa, joten niillä on korkea hinta. Se on kuitenkin paljon lievempää kuin vain muutama vuosi sitten, kun otetaan huomioon kapasiteetti 2 Tt tai vähemmän. USB-muistitikut ja ulkoiset USB-SSD-levyt käyttävät myös flash-muistia. Vaikka USB-yhteyden kaistanleveys yleensä rajoittaa sitä.
Optiset tallennusvälineet, kuten CD-, DVD- ja Blu-ray-levyt, ovat jossain määrin samanlaisia kuin kiintolevyt. Magnetismin ja lukupäiden sijaan levyn fyysiset urat muuttavat lukulaserin käyttäytymistä. Optiset mediat kärsivät samoista nopeusrajoituksista kuin kiintolevyt liikkuvien osien käytön vuoksi. Jokaisella luetellulla sukupolvella on lisääntynyt kapasiteetti uusien temppujen ja laserin aallonpituuden pienentämisen ansiosta. Pienempi laseraallonpituus tarkoittaa, että pienempiä uria voidaan havaita. Ne voidaan pakata lähemmäksi toisiaan, mikä lisää säilytyskapasiteettia.
Historialliset tallennuslaitteet
Yksi varhaisimmista teknisistä säilytysmuodoista olisi reikäkortti. Näitä käytettiin ensisijaisesti tietojen syöttämiseen ja tulostamiseen, mutta koska tiedot tallennettaisiin pysyvästi reikäkortille, se lasketaan teknisesti. Tietokoneen ei kuitenkaan yleensä olisi odotettu lukevan tulostulosta toisesta tietokoneesta.
Ydinköysimuisti oli vanha ROM-muoto, joka tehtiin kutomalla johtavaa johtoa magneettirenkaiden läpi tai ympärille. Datan koodaus koodattiin kudontaprosessissa magneettisen renkaan kautta tai sen ympärillä, mikä teki mahdottomaksi päivittää. Tätä muistia käytettiin Kuuhun laskeutuneessa Apollo-avaruusaluksessa.
Levykkeet olivat eräänlainen irrotettava magneettinen tallennusväline, jossa käytettiin muovikotelossa suojattua joustavaa levyä. Se toimi samoilla periaatteilla kuin kiintolevy, mutta sillä oli paljon pienempi kapasiteetti ja hitaammat nopeudet.
3D XPoint -muisti, jota Intel markkinoi nimellä Optane ja Micron QuantX, oli eräänlainen vaihemuutosmuisti, joka tarjosi erinomaisen latenssin ja suorituskyvyn. Sitä myytiin kahdessa roolissa, SSD: nä ja välimuistina muille tallennuslaitteille. Sen nopeus oli suunnilleen verrattavissa SSD-levyihin, mikä tarkoittaa, että välimuistivaihtoehto voisi tarjota merkittävän suorituskyvyn kiintolevypohjaisille järjestelmille välimuistiystävällisissä lukutoiminnoissa.
SSD-tuotteita pidettiin yleensä huippuluokan SSD-levyinä. Suhteellisen alhainen käyttöaste kuitenkin lopulta aiheutti sen, että Micron hylkäsi 3D XPoint vuonna 2021 ja Intel vuonna 2022, vaikka laitteet ovat edelleen markkinoida. Magneettinauhaa on historiallisesti käytetty arkistovälineenä. Vaikka nauha on todennäköisesti edelleen arkistointikäytössä, suurin osa arkistoiduista tiedoista on nyt tallennettu kiintolevyille.
Johtopäätös
Tallennuslaitteet ovat tietokoneen toissijaisen muistin muotoja, jotka voivat tallentaa tietoja pysyvästi. Tämä on kriittinen käyttöjärjestelmien tarkoituksiin, mutta sitä tarvitaan myös asiakirjojen, valokuvien, tiedostojen jne. tallentamiseen. Ajan myötä tallennuslaitteiden tallennustiheys on laskenut dramaattisesti. Samaan aikaan myös näiden tallennuslaitteiden luku- ja kirjoitusnopeudet ovat nousseet merkittävästi, ja tallennusyksikkökohtaiset kustannukset ovat laskeneet jyrkästi. Tämä suuntaus näyttää yleisesti ottaen jatkuvan, vaikka se saattaa hidastua, kun miniatyrisointirajoja lähestytään ja saavutetaan.