loading...

برق ، انقلابی نو در صنعت

محمد لطفی بازدید : 63 پنجشنبه 07 ارديبهشت 1396 نظرات (0)
حضور قدرتمند چیپ های فلش در اشکال و قطعات گوناگون، شائبه های بسیاری درباره سرنوشت آتی هارددیسک ها به وجود آورده است. موضوع توسعه و پیشرفت در ذخیره ساز کم توقعی مانند هارددیسک را در چند حوزه مختلف بررسی خواهم کرد و سعی می کنم چشم انداز مناسبی پیش روی شما قرار دهم. پیش از آغاز جدی مبحث ترجیح می دهم بر این نکته تاکید داشته باشم که از میان شش سازنده اصلی هارددیسک، فقط Seagate و Hitachi GST هستند که تمامی اجزا شش گانه هاردیسک را تولید می کنند. شرکت های Samsung و Toshiba فقط یکی از اجزاء شش گانه و شرکت های Fujitsu و Western Digital پنج قسمت از اجزا شش گانه را تولید می کنند. این ها را گفتم تا یادآوری کرده باشم که انعطاف شرکت هایی که بر تولید اجزا بیشتری از هارددیسک اشراف دارند بیشتر است.

اول؛ سرعت تبادل داده ها

کسانی که از رابط جدید SATA به عنوان جایگزین هارددیسک های IDE استفاده کردند، تفاوت محسوسی بین آن دو مشاهده نکردند و به زعم برخی از آن ها، رابط SATA چیز خاصی ارایه نکرد. هارددیسک های SATA۲ نشان دادند که گام نهادن در این مسیر ناگزیر است. تکنولوژی SATA علاوه بر افزایش پهنای باند تبادل داده ها، کاهش مصرف انرژی و کاهش ابعاد کابل ها، میزان اتلاف داده ها در هنگام تبادل را به میزان قابل توجهی کاهش داده است. تکنولوژی ارتباطی SATA دارای خصیصه اتصال و انفصال در هنگام کار است که در اصطلاح علمای کامپیوتر Hot Swap خطاب می شود. این تکنولوژی در اساس گرته برداری هوشمندانه ای از SCSI بود و از حدود یکی دو سال پیش تکنولوژی جدیدتری پا بر عرصه وجود نهاده است که SAS نام دارد و درحال حاضر در سیستم های حرفه ای استفاده می شود.

رابط eSATA نیز کم کم در حال بزرگ شدن است و قطعات سازگار با آن تا چندی دیگر بازارها را اشغال خواهند کرد. این رابط تا چندی دیگر رقیب سرسختی برای USB در اتصال قطعات ذخیره ساز به کامپیوتر خواهد شد. به بیان دیگر بسیاری از هارددیسک های بیرونی (External) رابط eSATA را به دلیل تبادل سریع تر داده ها جایگزین USB خواهند کرد.

این را هم بگویم که مشخصات فنی رابط توسعه یافته SATA۳ کامل شده و قرار است که طی شش تا دوازده ماه آینده در اختیار طراحان چیپ ست، سازندگان مادربردها و تولیدکنندگان هارددیسک قرار گیرد. این را گفتم تا به خاطر داشته باشید که سرعت تبادل داده ها در هارددیسک ها طی یکی دو سال آینده بین ۲۰ تا ۵۰ درصد افزایش خواهد یافت.

دوم؛ مدیریت داده ها

اعمال مدیریت بر داده هایی که قرار است روی پلاترهای مغناطیسی ذخیره شوند از یک سو و پیدا کردن سریع داده های ذخیره شده روی همین پلاتر و تحویل آن ها به مادربرد از دیگر سو؛ از فعالیت های طاقت فرسای هارددیسک هاست که از ازل تا ابد ادامه داشته و خواهد داشت. افزایش میزان بافر تا حدی می تواند این شلوغی را آرام کند، اما نیاز سیستم های کنونی به تبادل بیشتر داده ها با هارددیسک موجب شده است که افزایش میزان بافر با طمأنینه انجام شود. این نکته را در یاد داشته باشید که اگر میزان بافر از حد معینی فراتر رود، نیاز به بافر سریع تری خواهد بود که از انباشت داده ها در بافر اولیه جلوگیری کند. از این رو باید راهی دیگر برای این معضل چاره کرد. راه حل پیشنهادی Samsung نصب یک قطعه چیپ فلش ۱۲۸ تا ۱۰۲۴ مگابایتی روی برد اصلی هارددیسک است تا این مشکل به شیوه ای منطقی مدیریت شود. این نوع هارددیسک ها را هیبریدی خطاب می کنند. چیپ های فلش برای نگهداری داده ها نیازی به باتری ندارند، اما برخی شرکت ها پیشنهاد می کنند به جای چیپ فلش از چیپ های حافظه DRAM استفاده شود و یک باتری عهده دار پشتیبانی الکتریکی از چیپ باشد. شرکت Microsoft با ارایه تکنولوژی ReadyDrive در سیستم عامل ویستا از پیشنهاد Samsung استقبال کرده است. مزیت این روش در آن است که اطلاعات اصلی همواره روی چیپ فلش قرار می گیرند و در مواقع حساس مانند روشن شدن اولیه کامپیوتر (Boot Up) داده ها را با سرعتی بالا در اختیار سیستم عامل قرار می دهند.

ناگفته نماند که Intel نیز راه حل دیگری را پیشنهاد کرد که Robson Technology نام داشت و در حال حاضر با نام Intel Turbo Memory همراه لپ تاپ های جدید عرضه می شود. طراحان Intel همان چیپ فلش کذایی را به جای برد اصلی هارددیسک روی مادربرد نصب می کنند!

ارایه راه حل های مبتنی بر سخت افزار علاوه بر افزایش هزینه و پیچیدگی تولید قطعات، با اشکالات متعددی مانند هزینه بالای تولید، افزایش پیچیدگی در طراحی قطعه، مشکلات مربوط به پشتیبانی و ارتقای دیرهنگام همراه است. از این رو چند صباحی است که استفاده از راه حل های نرم افزاری در فهرست توجه حضرات قرار گرفته است. چند هفته پیش درباره تکنولوژی جالبی با نام NCQ صحبت کردیم که هارددیسک با استفاده از آن می توانست مقادیر قابل تأملی در مصرف انرژی و استهلاک قطعات مکانیکی صرفه جویی کند و با کاهش احتمال خرابی قطعات، کارایی کلی هارددیسک را افزایش دهد. موفقیت کم نظیر تکنولوژی NCQ موجب توسعه موارد دیگر در این زمینه شده است که به دلیل پیچیدگی بالا، به طور معمول نامی از آن ها در میان نیست. در آینده از این قبیل تکنولوژی ها بیشتر خواهید شنید.

سوم؛ افزایش تراکم داده ها

تا همین یکی دو سال گذشته بیشتر پلاترها از شیوه ذخیره سازی طولی (longitudinal) برای ثبت داده ها استفاده می کردند. اگر سطح پلاتر را مجموعه پرشماری از سلول ها فرض کنیم، هد خواندن و نوشتن برای ثبت یک داده در این سلول مغناطیسی کردن آن در جهتی موازی با سطح پلاتر اقدام می کرد. به این ترتیب همواره بخشی از این سلول حافظه قطب N بود و بخش دیگر قطب S و برای خوانش داده ها نیز از جهت قطب های N و S متوجه محتوای آن می شد. شرکت Hitachi GST برای کاهش اندازه هر سلول مدت ها بود که به این در و آن در می زد، تا اینکه محققان IBM به فریاد رسیدند و شیوه ذخیره سازی عمودی (Perpendicular) را مطرح کردند. در حال حاضر تمامی هارددیسک های موجود در بازار از این شیوه استفاده می کنند. در این شیوه جهت قطبیدگی سلول حافظه (جهت N و S) عمود بر سطح پلاتر است و به همین دلیل می توان ابعاد سلول را کاهش داد. در شیوه ذخیره سازی عمودی، اثر تخریبی سلول های مجاور واقع روی پلاتر یکی از معضلات غیرقابل حل هارددیسک ها قلمداد می شود که با گذر زمان تضعیف میدان مغناطیسی داخل سلول مجاور و حذف یا تغییر آن را به دنبال خواهد داشت. عمود بودن جهت قطبیدگی سلول (جهت N و S) بر سطح پلاتر تا میزان قابل توجهی از اثرات تخریبی سلول های همسایه بر یکدیگر جلوگیری می کند. با استفاده از این شیوه می توان اندازه هر سلول حافظه روی پلاتر مغناطیسی را به ۱۰ تا ۱۲ نانومتر نزدیک کرد.

با افزایش میزان تراکم داده ها، ظرفیت ذخیره سازی پلاترها نیز افزایش خواهد یافت. هارددیسک های کنونی به طور معمول از یک تا ۵ عدد پلاتر استفاده می کنند. برای مثال، شرکت Samsung برای تولید مدل یک ترابایتی خود از سه پلاتر ۳۳۴ گیگابایتی استفاده می کند، در حالی که Hitachi GST از چهار پلاتر ۲۵۰ گیگابایتی برای تولید مدل مشابه بهره می برد. از این رو افزایش تراکم داده ها می تواند موجب کاهش صدا، مصرف انرژی و هزینه تولید هاردیسک ها شود.

شرکت Hitachi GST چند وقتی است که روی تکنولوژی جدیدتری به نام Patterned Media (PM) کار می کند و قرار است جانشین شیوه ذخیره سازی عمودی (Perpendicular) شود. تراک داده های روی هارددیسک هایی که از تکنولوژی PM استفاده می کنند بین ۲ تا ۸ برابر افزایش یافته است و شرکت ها را قادر می کند که به تولید مدل های ۲۰ ترابایتی بپردازد. این را هم بگویم که تکنولوژی دیگری با نام Thermally Assisted Writing (TAW) در پیش است که از نور لیزر برای ثبت داده ها کمک می گیرد و شرایط را برای تولید هارددیسک های ۵۰ ترابایتی در سال ۲۰۱۳ میلادی مهیا خواهد ساخت.

سال ۲۰۰۹ سال عرضه مدل های ۲ تا ۴ ترابایتی است!

چهارم؛ امنیت

هارددیسک ها به دلیل استفاده از قطعات مکانیکی به طور ذاتی در برابر ضربه و تکان های شدید آسیب پذیر هستند، اما با استفاده از مواد جدید در تولید هد و پلاتر می توان از میزان آسیب پذیری آن ها کاست. بیشتر آسیب های جدی به دلیل برخورد هد با سطح پلاتر به وجود می آید شکر خدا شرایط بهتر خواهد شد. دیگر اینکه امکان رمزگذاری به کمک چیپ های مخصوص نصب شده روی برد اصلی هارددیسک می تواند دسترسی افراد به داده های ذخیره شده را محدود کند. هم اکنون می توانید هارددیسک را از یک دستگاه جدا و روی کامپیوتر دیگری نصب کنید و به زیر و زبر داده های آن دسترسی داشته باشید. امکان رمزگذاری سخت افزاری نیاز آتی بیشتر هارددیسک ها خواهد بود.

کلام آخر اینکه...
اگر تصور می کنید که حضور فلش ها می تواند ذره ای از محبوبیت هارددیسک ها بکاهد به تصور من در اشتباهید!
ارسال نظر برای این مطلب

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود)
وبسایت
:) :( ;) :D ;)) :X :? :P :* =(( :O @};- :B :S
کد امنیتی
رفرش
کد امنیتی
نظر خصوصی
مشخصات شما ذخیره شود ؟ [حذف مشخصات] [شکلک ها]
درباره ما
Profile Pic
برق انقلابی ترین رشته ی جهان
اطلاعات کاربری
آمار سایت
  • کل مطالب : 612
  • کل نظرات : 3
  • افراد آنلاین : 4
  • تعداد اعضا : 10
  • آی پی امروز : 6
  • آی پی دیروز : 64
  • بازدید امروز : 46
  • باردید دیروز : 490
  • گوگل امروز : 0
  • گوگل دیروز : 21
  • بازدید هفته : 966
  • بازدید ماه : 9,690
  • بازدید سال : 78,575
  • بازدید کلی : 143,106