Из истории систем хранения данных

За 60–70 лет системы хранения данных (СХД) эволюционировали от простейших перфокарт и перфолент до накопителей на твердом теле. На этом пути было создано множество непохожих друг на друг устройств – это и магнитные ленты, и барабаны, и диски, и оптические диски. Часть из них осталась в прошлом, а другие живут и поныне. Например, жесткие вращающиеся диски (HDD) достигли такого уровня совершенства, что за ними сохраняется определенная ниша.

В нынешних СХД присутствуют ленточные библиотеки для резервного копирования и архивации, быстрые и медленные диски HDD, твердотельные диски SSD на флеш-памяти, мимикрирующие (интерфейсы, формфактор) под HDD прежде всего для согласования с существующим программным обеспечением и конструктивами, а также новейшие флеш-накопители в формате карт, подключаемых по интерфейсу NVMe.

Эта картина сложилась под влиянием нескольких факторов, среди которых схема Джона фон Неймана, делящая память на оперативную, непосредственно доступную процессору, и вторичную, предназначенную для хранения данных.

Это деление укрепилось после того, как на смену сохраняющей свое текущее состояние ферритовой памяти пришла полупроводниковая, требующая загрузки программ для начала работы. До появления компьютеров на протяжении столетий в простейших устройствах с программным управлением (ткацкие станки, шарманки, часы-карильоны) использовали перфорированные носители самых разных форматов и размеров и барабаны со штифтами. Способ записи звука на катушечный магнитный носитель (магнитные ленты) был предложен в 1928 г. Развиваясь от проволоки до ленты со съемными кольцами, он стал стандартом для архивирования данных до конца 80-х гг. Затем, в связи с ростом объемов информации, на первый план вышли картриджи. За 30 лет было разработано несколько десятков стандартов картриджей, наиболее распространенный сегодня стандарт LTO (Linear Tape-Open). Современный картридж – это сложное устройство, снабженное процессором и флеш-памятью.

Магнитный барабан (цилиндр с неподвижными головками) изобрел австриец Густав Тучек в 1932 г. Такие устройства использовались не только в качестве периферийных, в ряде случаев они играли роль оперативной памяти. Активная жизнь гибких (floppy) дисков растянулась на 30 лет с конца 70-х гг. Они оказались чрезвычайно востребованными в связи тем, что персональные компьютеры появились раньше возможности передачи данных по сети. В этих условиях гибкие диски служили не только для хранения резервных копий, но в большей степени для обмена данными между пользователями.

До появления компьютеров на протяжении столетий в простейших устройствах с программным управлением (ткацкие станки, шарманки, часы-карильоны) использовали перфорированные носители самых разных форматов и размеров и барабаны со штифтами.

В 1984 г. был разработан стандарт на диски CD (оптические диски), позже появилась возможность записывать данные на диск. С этого момента CD стали устройством для СХД, их емкость составила примерно 700 Гбайт. Вторым поколением в 2000 г. стали оптические диски DVD с емкостью 4,7 Гбайт, и третьим – диски Blu-ray, способные хранить 25 Гбайт информации. Все три могли быть использованы в качестве периферийных устройств. Сейчас ведутся работы над четвертым поколением, но комплектация ими СХД не предполагается.

Жесткие диски (Hard Disk Drive, HDD) получили свое название для отличия от дисков гибких, а теперь этот термин служит для отличия HDD от твердотельных накопителей Solid State Drive/Disk (SSD), которые, в общем, и дисками-то не являются. При этом HDD постоянно развиваются и совершенствуются. Они эволюционировали по нескольким магистральным направлениям:

• повышение скорости и емкости дисков;
• совершенствование доступа к записанным на них данным;
• поиск альтернативных твердотельных технологий.

Развитие по первому направлению привело к появлению таких HDD, которые способны хранить терабайтные объемы и поддерживать высокие скорости обмена.

По второму – к созданию поддерживающих работу дисков аппаратных и программных средств: файловых систем, способных поддерживать терабайтные диски и абстрагирование от физики хранения, в том числе скоростных интерфейсов, RAID-массивов, обеспечивающих высокую надежность хранения, сетей хранения SAN и сетевых накопителей NAS.

По третьему – к появлению совсем недавно созданных твердотельных устройств корпоративного уровня (SSD) в сочетании с ориентированным на эти устройства интерфейсом NVMe.

Теперь открылась возможность умного хранения, то есть автоматического оптимального по затратам перераспределения хранения данных между SSD, HDD и лентами в зависимости от востребованности данных.

Источник: http://storage.tadviser.ru/

Фото обработано нейросетью