ストレージの進化

「変化の時代に生きよう」-たとえば30歳以上の人にとって、非常に簡潔で理解しやすい呪いです。 人類の発展の現代の段階は、私たちに独特の「変化の時代」の目撃者を知らないようにしました。 そして、ここでは、現代の科学的進歩の規模が役割を果たしますが、石器から銅への移行の文明の重要性は、プロセッサの計算能力を2倍にすることよりもはるかに重要であり、それ自体は明らかに技術的です。 世界の技術開発におけるその絶え間なく増大する変化率は、単にがっかりさせられます。 百年前にすべての自尊心のある紳士が科学技術の世界のすべての「新製品」を単に意識しなければならなかったので、彼の側近の目には愚か者やbumpのように見えないようになりました。不可能であり、質問さえそのように提起されていません。 最近まで考えられなかった技術のインフレーション、およびそれらに関係する人の可能性は、実際に文学の優れた方向性、「技術フィクション」を殺しました。 もはやそれを必要とせず、未来はこれまでよりもはるかに近づいており、「素晴らしい技術」のリスクについての構想が読者に届くのは、似たようなものがすでに研究所の組立ラインから出てくるからです。



個人の技術的思考の進歩は、情報技術の分野で常に最も正確に表示されてきました。 情報の収集、保存、体系化、普及の方法は、人類の歴史全体を通してレッドスレッドです。 技術的または人文科学の分野で、何らかの形で突破口がITに対応しました。 人類が旅した文明の道は、データの保存と伝送の方法を改善するための一連の連続したステップです。 この記事では、情報キャリアの開発プロセスの主要な段階をより詳細に理解して分析し、最も原始的な粘土タブレットから機械脳インターフェースの作成における最新の成功までの比較分析を実施します。







タスクセットは本当にコミックではありません。あなたはあなたが振り回したものを見て、興味をそそられる読者が言うでしょう。 少なくとも基本的な正確さが観察された場合、過去と現在の本質的に異なる技術を比較することはどのように可能ですか？ 人が情報を認識する方法は実際には強くなく、変化を遂げているという事実。 記録形式と、音声、画像、およびコード化された記号（文字）を使用して情報を読み取るための形式は同じままでした。 多くの点で、この現実はいわば共通の分母になっており、そのおかげで定性的な比較が可能になります。

方法論

まず第一に、私たちが取り組み続ける真実を復活させる価値があります。 バイナリシステムの基本情報キャリアは「ビット」であり、データのコンピュータによる保存と処理の最小単位は標準形式の「バイト」であり、後者は8ビットを含みます。 私たちの聴覚メガバイトの習慣は、1 MB = 1024 KB = 1048576バイトに相当します。



現時点で指定された単位は、特定のメディアに配置されたデジタルデータの量の普遍的な尺度であるため、今後の作業でそれらを使用するのは非常に簡単です。 普遍性は、ビットのグループ、実際には数字のクラスター、一連の1/0値により、あらゆる物質現象を記述し、それによってデジタル化できるという事実にあります。 最も洗練されたフォント、画像、メロディであるかどうかは関係ありません。これらはすべて個別のコンポーネントで構成され、各コンポーネントには独自のデジタルコードが割り当てられています。 この基本原則を理解することで、進歩が可能になります。

文明のハードでアナログな子供時代

私たちの種の非常に進化的な形成は、人々を取り巻く空間のアナログ認識の抱擁に人々を投げ込みました。それは多くの点で私たちの技術的形成の運命を事前に決めました。







現代人の一見では、人類のtechnologies明期に生まれた技術は非常に原始的であり、「数字」の時代への移行前の人類の存在そのものは詳細に洗練されていないように見えるかもしれませんが、それはそんな「子供時代」でしたか？ この質問の研究から尋ねられたように、情報の出現段階で情報を保存および処理する方法の非常に控えめな技術を熟考することができます。 人類によって作成されたこの種の情報担体の最初のものは、画像が印刷された携帯用のエリアオブジェクトでした。 タブレットと羊皮紙により、この情報を保存するだけでなく、かつてないほど効率的に処理できるようになりました。 この段階で、膨大な量の情報を特別に指定された場所に集中する機会がありました。この情報が体系化され、慎重に保護されたリポジトリは、すべての人類の発展の主な原動力となりました。







最初に知られたデータセンターは、現在図書館と呼ばれているように、最近図書館と呼ばれるまで、中東、ナイル川とユーフラテス川の間、紀元前約2000年に生じました。 情報担体自体の形式は、これまで常に情報とやり取りする方法を大きく決定しました。 ここではそれほど重要ではありません。このadobeタブレット、パピルス巻物、または標準のA4パルプと紙のシートは、これらの何千年もすべて、メディアからのデータの入力および読み取りのアナログ方法によって密接に組み合わされています。







それが人間の情報所有物との相互作用のアナログ的な方法であった期間は、ごくごく最近、すでに21世紀に肉体を首尾よく支配し、最終的にデジタル形式に取って代わりました。



文明のアナログ段階のおおよその時間的およびセマンティックフレームワークの概要を説明したので、iPad、フラッシュドライブを知らずにごく最近まで持っていた効率的なデータストレージ方法ではないため、このセクションの冒頭にある質問に戻ることができますと光ディスク？

計算してみましょう

過去30年間続いたアナログデータストレージテクノロジーの衰退の最後の段階を捨てると、これらのテクノロジーは概して、何千年もの間大きな変化を遂げていないことを後悔することができます。 確かに、この分野でのブレークスルーは比較的最近始まりました。これは19世紀の終わりですが、それについてはさらに詳しく説明します。 宣言された世紀の中頃まで、データを記録する主な方法の中で、主に2つの方法を区別できます。これは書き込みと描画です。 情報登録のこれらの方法の大きな違いは、それが運ばれる媒体とは完全に独立しており、情報登録の論理にあります。

芸術

ペインティングは、データの作成段階と使用段階の両方で、追加の知識を必要としないデータを送信する最も簡単な方法であるように思われ、それにより実際に人が知覚する初期形式になります。 周囲の物体の表面から筆記者の目の網膜への反射光の伝達がキャンバスの表面に正確に伝わるほど、この画像はより有益になります。 伝送技術と画像作成者が使用する素材の徹底性の欠如は、この方法で登録された情報を正確に読み取るために将来干渉するノイズです。







画像がいかに有益であるか、図によって運ばれる情報の定量的価値は何か。 グラフィカルな方法で情報を送信するプロセスを理解するこの段階で、最終的に最初の計算に突入することができます。 これでは、基本的なコンピューターサイエンスコースが役立ちます。



ラスター画像は離散的であり、単なるポイントのセットです。 彼のこの特性を知っていれば、表示された情報を、私たちが理解できる単位に変換できます。 コントラストポイントの有無は実際には最も単純なバイナリコード1/0であるため、各ポイントは1ビットの情報を取得します。 同様に、100x100などのポイントのグループの画像には以下が含まれます。



V = K * I = 100 x 100 x 1ビット= 10,000ビット/ 8ビット= 1250バイト/ 1024 = 1.22 kバイト



ただし、上記の計算はモノクロ画像に対してのみ正しいことを忘れないでください。 もちろん、非常に頻繁に使用されるカラー画像の場合、送信される情報の量は大幅に増加します。 24ビット（写真品質）エンコードを十分な色深度の条件として受け入れ、16,777,216色をサポートしている場合、同じポイント数でより多くのデータを取得できます。



V = K * I = 100 x 100 x 24ビット= 240,000ビット/ 8ビット= 30,000バイト/ 1024 = 29.30 kバイト



ご存知のように、ポイントにはサイズがありません。理論的には、画像の適用に割り当てられた領域は、無限に大量の情報を運ぶことができます。 実際には、かなりのサイズがあるため、データの量を決定できます。



多くの研究に基づいて、情報を読むのに便利な距離（30 cm）の平均視力を持つ人は、1センチメートルあたり約188行を区別できることがわかりました。これは、現代の技術では、600 dpiの家庭用スキャナーで画像をスキャンするための標準パラメーターにほぼ対応しています。 結果として、平面の1平方センチメートルから、追加のデバイスなしで、平均的な人は188：188ポイントを数えることができ、これは同等です：



モノクロ画像の場合：

Vm = K * I = 188 x 188 x 1ビット= 35 344ビット/ 8ビット= 4418バイト/ 1024 = 4.31 kバイト



写真品質の画像の場合：

Vc = K * I = 188 x 188 x 24ビット= 848 256ビット/ 8ビット= 106 032バイト/ 1024 = 103.55 kバイト



より明確にするために、得られた計算に基づいて、29.7 / 21 cmの寸法を持つA4のようなおなじみのリーフレットを運ぶ情報量を簡単に確認できます。



VA4 = L1 x L2 x Vm = 29.7 cm x 21 cm x 4.31 kB = 2688.15 / 1024 = 2.62 MB-モノクロ画像



VA4 = L1 x L2 x Vm = 29.7 cm x 21 cm x 103.55 kbytes = 64584.14 / 1024 = 63.07 MB-カラー画像

書く

「絵」が多かれ少なかれ美術ではっきりしていれば、書くのはそれほど簡単ではありません。 テキストと写真の間で情報を転送する方法の明らかな違いは、これらのフォームの情報内容を決定する際の異なるアプローチを指示します。 画像とは異なり、書き込みは標準化されたエンコードされたデータ転送の一種です。 手紙に埋め込まれた単語のコードとそれらを形成する文字を知らなくても、シュメールの楔形文字の書き方の情報量は、ほとんどの人にとって一般的にゼロです。 。 テキストの情報コンテンツは、誰の手に落ちたか、特定の人による解読に大きく依存していることは明らかです。







それにもかかわらず、このような状況下で、アプローチの正義を多少損なう場合でも、さまざまな種類の平らな表面上のテキストに配置された情報の量を非常に明確に計算できます。

既におなじみのバイナリコーディングシステムと標準バイトを使用して、書かれたテキストは、単語や文章を構成する一連の文字として想像できますが、1/0をデジタル化するのは非常に簡単です。



通常の8ビットバイトでは、最大256の異なるデジタルの組み合わせを使用できます。実際には、既存のアルファベット、数字、句読点のデジタル記述に十分なはずです。 Otsyudovaは、表面にアルファベット文字のプロットされた標準文字は、デジタル同等で1バイトかかるという結論を求めています。



状況は、象形文字とは少し異なります。象形文字は、数千年もの間広く使用されています。 単語全体を1つの符号に置き換えると、このエンコードは明らかに、情報負荷の観点から割り当てられたプレーンをアルファベットに基づく言語よりもはるかに効率的に使用します。 同時に、一意の文字の数は、それぞれが組み合わせ1と0の繰り返されない組み合わせを割り当てる必要があるため、何倍も大きくなります。 最も一般的な既存の象形文字言語：統計によると、日本語では50,000個以下の一意の文字が実際に使用されていますが、現時点では、教育省が日常使用するために合計1850個の象形文字を特定しています。 いずれにせよ、1バイトに収まる256の組み合わせはここではできません。 修正された民俗学65536によれば、1バイトが適切であり、2バイトがさらに優れています.2バイトを使用すると、非常に多くのデジタルの組み合わせが得られます。これは、原則として、アクティブに使用される言語をデジタル形式に変換するのに十分であり、そのため、2バイトを象形文字の大部分に割り当てます。







文字を使用する現在の慣行は、A4形式の標準シートに約1800の読み取り可能な一意の文字を配置できることを示しています。 複雑な算術計算をしなくても、アルファベット順でより情報量の多い象形文字の1つの標準的な活字で書かれた部分がどれだけ情報を運ぶかをデジタル用語で確立できます。



V = n * I = 1800 * 1バイト= 1800/1024 = 1.76 kバイトまたは2.89バイト/ cm2



V = n * I = 1800 * 2バイト= 3600/1024 = 3.52 kバイトまたは5.78バイト/ cm2

産業の飛躍

XIX世紀は、アナログデータの記録と保存の両方の方法のターニングポイントでした。これは、ITの世界を変えることになる革命的な資料と情報の記録方法の出現の結果でした。 主な革新の1つは、録音技術でした。







トーマス・エジソンによる蓄音機の発明は、最初に溝が置かれたシリンダーの存在を作成し、すぐに光ディスクの最初のプロトタイプを作成しました。



音の振動に応答して、蓄音機カッターは後に金属とポリマーの両方の表面にたゆまぬ溝を作りました。 閉じ込められた振動に応じて、カッターは材料に異なる深さと幅のねじれた溝を適用しました。これにより、音の振動を刻んだ後、音を録音して純粋に機械的に再現することができました。



パリ科学アカデミーでのT.エジソンによる最初の蓄音機のプレゼンテーションでは、機械語による人間の発話の再生をほとんど聞いていない若い言語学者ではない恥ずかしさがあり、発明者の拳でinりが彼を詐欺だと非難した。 アカデミーのこの尊敬されるメンバーによると、金属は人間の声のメロディーを繰り返すことができず、エジソン自身は普通の腹話術師です。 しかし、私たちは皆、これが確かにそうではないことを知っています。 さらに、20世紀には、人々は録音物をデジタル形式で保存することを学びました。そして今、いくつかの数字に突入し、その後、通常のレコード（素材がこの技術の最も特徴的で大衆的な代表的なもの）のレコードにどのくらいの情報が収まるかが明らかになります。







前の画像と同じように、ここでは情報をキャプチャする人間の能力に基づいて構築します。 ほとんどの場合、人間の耳は20〜20,000ヘルツの音の振動を知覚できることが広く知られています。この定数に基づいて、44100ヘルツの値を採用してデジタルサウンド形式に切り替えました。正しい遷移のためには、音の振動のサンプリング周波数が元の値の2倍。 また、ここで重要な要素は、各44100振動のコーディング深度です。 このパラメーターは、1つの波に固有のビット数に直接影響します。特定の時間に記録される音波の位置が大きいほど、より多くのビットをエンコードする必要があり、よりデジタル化された音が鳴ります。 オーディオディスクで使用される圧縮によって歪ま​​ない、今日最も一般的な形式に選択されたサウンドパラメータの比率は、16ビット深度で、解像度は44.1 kHzです。 与えられたパラメータには、最大32ビット/ 192 kHzまでの「容量のある」比率がありますが、これは録音グラムの実際の音質に匹敵する可能性がありますが、16ビット/ 44.1 kHzの比率を計算に含めます。 20世紀の80-90年代に選ばれた比率が、アナログオーディオ録音業界に圧倒的な打撃を与え、実質的に本格的な代替手段になりました。



そのため、発表されたパラメーターを初期サウンドパラメーターとして、録音技術が持つアナログ情報量のデジタル相当量を計算できます。



V = f * I = 44100ヘルツ* 16ビット= 705600 bps / 8 = 8820バイト/ s / 1024 = 86.13 kb / s



計算により、1秒間の音質録音をエンコードするために必要な情報量を受け取りました。 表面の溝の密度と同様に、プレートのサイズはさまざまであるため、このようなキャリアの特定の代表に関する情報量も大幅に異なりました。 直径30 cmのビニールレコードでの高品質録音の最大時間は片側で30分未満でした。これは素材の可能性の限界にあり、通常この値は20〜22分を超えませんでした。 この特性を備えているため、ビニールの表面に配置できます。



Vv = V * t = 86.13 kB / s * 60秒* 30 = 155034 kB / 1024 = 151.40 MB



そして実際には、

Vvf = 86.13 kb / s * 60 s * 22 = 113691.6 kb / 1024 = 111.03 mb



このようなプレートの総面積は次のとおりです。

S =π* r ^ 2 = 3.14 * 15 cm * 15 cm = 706.50 cm2



実際、記録の1平方センチメートルあたり160.93 kBの情報が必要です。もちろん、ここでは有効な記録領域ではなく媒体全体を使用するため、異なる直径の割合は直線的に変化しません。

磁気テープ

アナログ方式で適用および読み取られるデータの最後の、そしておそらく最も効果的なキャリアは、磁気テープでした。 実際、テープはアナログ時代を生き延びた唯一の媒体です。







磁化によって情報を記録する技術は、19世紀後半にデンマークの物理学者Voldemar Poultsenが特許を取得しましたが、残念ながら普及しませんでした。 初めて、工業規模の技術は1935年にドイツの技術者によってのみ使用され、最初のフィルムテープレコーダはそれに基づいて作成されました。 磁気テープは80年以上にわたって積極的に使用されており、大きな変化を遂げています。 さまざまな素材、テープ自体のさまざまな幾何学的パラメーターが使用されましたが、これらのすべての改善は、1898年にPoultsenによって開発された振動の磁気記録の単一の原理に基づいていました。



最も広く使用されている形式の1つは、金属酸化物（鉄、クロム、コバルト）のいずれかが適用された柔軟なベースで構成されるテープでした。 家庭用オーディオテープレコーダーで使用されるテープの幅は通常1インチ（2.54 cm）で、テープの厚さは10ミクロンから始まりました。テープの長さは、かせによって大きく異なり、多くの場合、数百メートルから1000メートルの範囲でした。 たとえば、直径30 cmのリールは、約1000 mのテープに対応できます。



音質は、テープ自体とそれを読み取る機器の両方の多くのパラメーターに依存していましたが、一般に、これらの同じパラメーターの適切な組み合わせにより、磁気テープで高品質のスタジオ録音を行うことができました。 より多くのテープを使用して音の時間単位を記録することにより、より高い音質が達成されました。 当然、音の瞬間を記録するためにより多くのテープが使用されるほど、キャリアに転送される周波数のスペクトルはより広くなります。 スタジオ、高品質の素材の場合、テープへの記録速度は少なくとも38.1 cm /秒でした。 日常生活でレコードを聴くとき、十分に完全な音のために、19 cm /秒の速度で行われた録音で十分でした。 その結果、最大45分のスタジオサウンド、または大部分の消費者が許容できる最大90分のコンテンツが1000 mのリールに収まります。 前述のリールでのテープ消費量が1.19 cm /秒で、再生中の周波数範囲の幅が特別な役割を果たさない技術的な録音またはスピーチの場合、24時間もの音を録音することができました。



20世紀の後半に磁気テープに記録する技術の一般的な理解があれば、蓄音機の記録で既に行ったように、リールメディアの容量を、私たちが理解できるデータ量の測定単位に多少正確に変換することができます。



そのようなキャリアの平方センチメートルに配置されます：

Vo = V /（S * n）= 86.13 kB / s /（2.54 cm * 1 cm * 19）= 1.78 Kbyte / cm2



1000メートルのフィルムでの総コイル量：

Vh = V * t = 86.13 kB /秒* 60秒* 90 = 465 102 kB / 1024 = 454.20 MB



リール内のテープの特定の映像が非常に異なっていたことを忘れないでください。まず、リールの直径とテープの厚さに依存しました。 容認できる寸法の結果としてかなり広範に使用され、500〜750メートルのフィルムを含むボビンが広く使用されました。これは普通の音楽愛好家にとっては、1時間の音に相当し、平均的な音楽アルバムを追跡するのに十分でした。







アナログ信号を磁気テープに記録するのと同じ原理を使用したビデオカセットの寿命はかなり短かったが、それほど明るくはなかった。 この技術が業界で使用されるまでに、磁気テープの記録密度は劇的に増加していました。 今日の非常に疑わしい品質の180分のビデオ素材は、長さ259.4メートルのハーフインチフィルムに収まります。 最初のビデオ形式では、352x288行のレベルで画像が生成され、最良のサンプルでは、​​352x576行のレベルで結果が示されました。 ビットレートに関しては、最先端の記録再生方法により、テープからの情報の読み取り速度が2.339 cm / sで、3060 kbit / sの値に近づくことができました。 標準的な3時間カセットは約1724.74 MBを収容できますが、これはビデオカセットの結果がごく最近まで大きな需要があったため、一般的にそれほど悪くはありません。

マジックナンバー

数字の出現と普及（バイナリコーディング）は、完全に20世紀によるものです。 バイナリコード1/0、Yes / Noを使用したコーディングの哲学は、さまざまな時代とさまざまな大陸の人類の間で何らかの形で浮上し、時には最も驚くべき形態を獲得しましたが、1937年にようやく実現しました。 マサチューセッツ工科大学のクロードシャノンの学生は、偉大な英国（アイルランド）の数学者ジョージブールの研究に基づいて、ブール代数の原理を電気回路に適用しました。







100年もたたないうちに、デジタルテクノロジーのハードウェアとソフトウェアの両方のコンポーネントは、非常に多くの大きな変更を受けました。 同じことがメディアにも当てはまります。 非常に非効率的な-紙のデジタルメディアから始めて、私たちは超効率的な-ソリッドステートストレージに到達しました。 一般に、前世紀の後半は、実験のバナーと新しい形式のメディアの検索の下で過ぎました。そして、それは簡潔にフォーマットの普遍的な混乱と呼ばれることができます。

パンチカード

パンチカードは、おそらくコンピューターと人間の間の相互作用のパスの最初のステップになりました。 そのようなコミュニケーションは非常に長い間続きましたが、現在でもこの媒体はCISに散在する特定の研究機関で見つけることができます。







最も一般的なパンチカード形式の1つは、1928年に導入されたIBM形式でした。 この形式は、ソビエト産業の基本となっています。 GOSTによると、このようなパンチカードの寸法は18.74 x 8.25 cmで、80バイト以下、1 cm2のみ0.52バイトのパンチカードに収めることができました。 たとえば、この計算では、1ギガバイトのデータは約861.52ヘクタールのパンチカードであり、1ギガバイトの重量は22トン弱でした。

磁気テープ

1951年、テープに「番号」を登録するためのテープのパルス磁化技術に基づくデータキャリアの最初のサンプルがリリースされました。この技術により、0.5インチの金属テープ1センチあたり最大50文字を追加できました。将来、この技術は大幅に改善され、単位面積あたりの単位値の数を何度も増やすことができ、キャリア自体の材料のコストを削減できました。







現時点では、Sony Corporationの最新の声明によると、ナノ開発により、1 cm2に情報を23ギガバイトの容量で配置できます。このような数字の比率は、この磁気テープ記録技術が長生きしておらず、今後の運用に明るい見通しがあることを示唆しています。

グラム記録

おそらくデジタルデータを保存する最も驚くべき方法ですが、一見しただけです。 1976年、米国カンザスシティに本拠を置くProcessor Technologyで、既存のプログラムを薄いビニール層に記録するというアイデアが生まれました。このアイデアの本質は、メディアのコストを可能な限り削減することでした。会社の従業員は、既存のカンザスシティ標準のサウンド形式で記録されたデータを含むオーディオテープを取り、それをビニールに転送しました。媒体のコストを削減することに加えて、このソリューションにより、刻まれた記録を通常の雑誌で提出することが可能になり、小さなプログラムの大量配布が可能になりました。







1977年5月に、雑誌の購読者は、Motorola 6800プロセッサ用の4K BASICインタープリターを収容した記録を初めて受け取り、記録は6分間再生されました。

明らかな理由で、この技術は正式には定着しませんでした。最後のディスクはFloppy-Romと呼ばれ、1978年9月にリリースされました。これは5回目のリリースです。

ウィンチェスターズ

最初のハードドライブは1956年にIBMによって導入され、IBM 350モデルは同社の最初の大容量コンピューターにバンドルされました。このような「ハードドライブ」の総重量は971 kgでした。サイズは、クローゼットに似ていました。直径61 cmのドライブ50台を収容し、この「ハードドライブ」に収まる情報の総量はわずか3.5メガバイトでした。







データ記録の技術自体は、いわば、蓄音機の記録と磁気テープから派生したものです。ケース内に配置されたディスクは、磁気パルスを大量に保持し、磁気パルスがディスクに導入され、レコーダーの可動ヘッドによって読み取られました。蓄音機の上部のように、レコーダーはあらゆる瞬間に、各ディスクの領域を横切って移動し、特定の方向の磁気ベクトルを運ぶ必要なセルにアクセスしました。







現時点では、前述の技術も生きており、さらに積極的に開発されています。Western Digitalは1年未満前に、世界初の10 TBハードドライブをリリースしました。7枚のプレートがケースの中央に配置され、空気の代わりにヘリウムがその中央に送り込まれました。

光ディスク

彼らは、SonyとPhilipsの2つの企業のパートナーシップに出演している。光ディスクは、1982年にアナログオーディオメディアに代わる適切なデジタルの代替品として発表されました。直径12 cmの場合、最初のサンプルは最大650 MBに対応でき、16ビット/ 44.1 kHzの音質では74分の音になり、この値は無駄に選択されませんでした。ベートーベンの第9交響曲は正確に74分間続きます。これは、ソニーの共同所有者の1人、フィリップスの開発者の1人に愛され、1枚のディスクに完全に収まりました。



情報を適用および読み取るプロセスの技術は非常に単純です。ディスクの鏡面には、光学的に情報を読み取る際に1/0として明確に記録された凹部が燃え尽きます。







2015年も光ストレージ技術が活況を呈しています。4層記録のBlu-rayディスクとして知られている技術は、その表面に約111.7ギガバイトのデータを保持しており、価格は高すぎず、非常に「大容量」の高解像度フィルムの理想的なキャリアです。

ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリ、SDカード

これはすべて、1つのテクノロジーの発案です。 1950年代に開発された、半導体構造の分離領域の電荷の登録に基づいてデータを記録する原理。長い間、彼はその基礎に基づいて本格的な情報キャリアを作成するための彼の実用的な実装を見つけませんでした。この主な理由は、トランジスタの寸法が大きいことであり、最大濃度では、データキャリア市場で競争力のある製品を生み出すことができませんでした。彼らはこの技術を思い出し、70年代から80年代にかけて定期的に実装を試みました。







実際、SSDの最高の時間は、半導体のサイズが許容可能なサイズに達し始めた80年代後半から来ています。1989年に日本の東芝は、「フラッシュ」という言葉から、まったく新しいタイプのメモリ「フラッシュ」を発表しました。この言葉自体は、この技術の原則に基づいて実装されたキャリアの主な長所と短所を非常によく象徴しています。これまでにないデータアクセスの速度、かなり限られた回数の書き換えサイクル、およびこれらのメディアの一部に対する内部電源の必要性。



今日まで、メディアメーカーは、SDCXカード標準により最大のメモリ集中を達成しています。24 x 32 x 2.1 mmの寸法で、最大2 TBのデータをサポートできます。

最先端の科学的進歩

ここまで扱ってきたキャリアはすべて、非生物の世界からのものでしたが、私たちが扱う最初の情報は人間の脳であることを忘れないでください。







一般的な用語での神経系の機能の原理は、今日すでに明らかです。そして、それがどんなに驚くべき音であっても、脳の物理的原理は、現代のコンピューターを組織化する原理と非常に匹敵します。

ニューロンは、神経系の構造的に機能的な単位であり、脳を形成します。非常に複雑な構造の微細なセルであり、実際に私たちになじみのあるトランジスタの類似物です。ニューロン間の相互作用は、イオンの助けを借りて伝播するさまざまな信号によって発生し、イオンは電荷を生成し、異常な回路を作成します。



しかし、さらに興味深いのはニューロンの原理とそのシリコンの対応物であり、この構造はその状態のバイナリ位置で変動します。たとえば、マイクロプロセッサでは、電圧レベルの差は条件付き1/0として扱われ、ニューロンには電位差があり、実際には、いつでも1つまたは2つの極性の値（「+」または「-」）を取得できます。ニューロンとトランジスタの大きな違いは、反対の値1/0を取得する最初のニューロンの境界速度にあります。詳細に説明しませんが、構造的な構成の結果、シリコンの対応部分から何千倍も不活性になり、速度-量に自然に影響します単位時間当たりのリクエストの処理。







しかし、プロセスがシーケンシャルモードで実行されるコンピューター、数十億のニューロンが脳に食い込み、タスクを並行して解決するコンピューターとは異なり、すべてが生物にとってそれほど悲しいわけではありません。これは多くの利点をもたらします。これらの何百万もの低周波プロセッサは、特に人間にとって環境との相互作用を可能にします。







人間の脳の構造を研究した結果、科学界は結論に達しました。実際、脳は統合された構造であり、すでにコンピュータープロセッサ、インスタントメモリ、および長期メモリが含まれています。脳の非常に神経構造のため、これらのハードウェアコンポーネント間に明確な物理的境界はなく、仕様のぼやけた領域のみがあります。この声明は、特定の状況により、人々が脳の一部、合計体積の半分まで切除された人生の先例によって確認されています。そのような介入後の患者は、「野菜」にならないことに加えて、場合によっては、すべての機能を回復し、非常に古い年齢まで幸福に生き、それによって脳の柔軟性と完全性の深さの生きた証拠となりました。







この記事のトピックに戻ると、興味深い結論に達することができます。人間の脳の構造は、上記で説明した情報のソリッドステートストレージに実際に似ています。その単純化をすべて覚えて、このような比較の後、このリポジトリにどれくらいのデータを配置できるのか疑問に思うかもしれません。再び驚くかもしれませんが、非常に明確な答えを得ることができます、計算してみましょう。



2009年にリオデジャネイロのブラジル大学の医師である神経生物学者-Susanne Herculano-Hauselによって行われた科学実験の結果、約860億個のニューロンが平均的な人間の脳で数えられ、約1.5キログラムの重さがあることがわかりましたこの平均値の数値は1,000億ニューロンに等しいと考えられていました。これらの数値に基づいて、個々のニューロンを実際に1ビットに等しくすると、



V = 86,000,000,000ビット/（1024 * 1024 * 1024）= 80.09ギガバイト/ 8 = 10.01ギガバイトになります。



それは多かれ少なかれ、この情報記憶媒体はどれくらいの競争相手になれますか？言うのはとても難しいです。毎年、科学界は、生物の神経系の研究の進歩により私たちを喜ばせています。哺乳類の記憶への人為的な情報の導入への参照も見つけることができます。しかし、概して、脳の思考の秘密はまだ私たちにとって謎です。

まとめ

この記事では、すべてのタイプのデータキャリアが紹介されているわけではありませんが、その中には非常に多くのデータキャリアがありますが、最も特徴的な代表者がその場所を見つけました。提示された資料を要約すると、パターンを明確に追跡できます。データキャリアの開発の全歴史は、現在の瞬間に先行する段階の遺伝に基づいています。ストレージメディアの分野における過去25年の進歩は、少なくとも過去100〜150年から得られた経験に強く基づいていますが、過去4半世紀にわたるストレージ容量の成長率は指数関数的に増加しており、これは人類の全歴史を通じてユニークなケースです。



20世紀の終わりまで、アナログデータの記録は一見古風な性質でしたが、完全に競争力のある情報操作方法でした。高品質の画像を含むアルバムには、ギガバイトのデータに相当するデジタルデータが含まれている可能性がありますが、1990年代初頭までは、このようなデータ配列を操作するための許容可能な方法の欠如は言うまでもなく、同等のコンパクトなメディアに置くことは物理的に不可能でした。



光ディスクへの記録の最初の芽と、1980年代後半のHDDの急速な発展は、わずか10年で、アナログ記録の多くのフォーマットの競争を打ち破りました。最初の音楽用光ディスクは、50-60（両面記録）に対して74分の記録がある同じビニールレコードとは質的に違いはありませんでしたが、コンパクトで汎用性があり、デジタル方向のさらなる発展が期待され、最終的には大量使用のためのアナログ形式を埋めました。



情報キャリアの新しい時代は、私たちが立っているしきい値であり、私たちが10 ... 20年後にいる世界に大きな影響を与える可能性があります。すでに、バイオエンジニアリングの高度な研究により、ニューラルネットワークの動作原理を表面的に理解し、その中の特定のプロセスを管理する機会が与えられています。人間の脳に似た構造にデータを配置する可能性はそれほど大きくありませんが、忘れてはならないことがあります。神経系自体の機能は、そのわずかな知識の結果として、まだかなり謎めいています。データの配置と保存の原則は、最初の近似では、これがやや異なる法則に従って動作することは明らかです。これは、アナログおよびデジタルの情報処理方法に当てはまります。人間の発達のアナログ段階からデジタルへの移行のように、生物学的材料の開発の時代への移行中に、前の2つの段階が基礎となり、次の飛躍への一種の触媒となります。生物工学分野での活性化の必要性は以前より明らかでしたが、現在では人間の文明の技術レベルがそのような作業が実際に成功できるレベルまで上昇しています。 IT技術の開発におけるこの新しい段階が前の段階を飲み込むかどうかは、すでに名誉があったように、観察することであるか、それとも並行して進むことであるか、予測するのは時期尚早ですが、それが私たちの生活を根本的に変えるという事実は明らかです。そのような仕事が本当に成功できるとき。 IT技術の開発におけるこの新しい段階が前の段階を飲み込むかどうかは、すでに名誉があったように、観察することであるか、それとも並行して進むことであるか、予測するのは時期尚早ですが、それが私たちの生活を根本的に変えるという事実は明らかです。そのような仕事が本当に成功できるとき。 IT技術の開発におけるこの新しい段階が前の段階を飲み込むかどうかは、すでに名誉があったように、観察することであるか、それとも並行して進むことであるか、予測するのは時期尚早ですが、それが私たちの生活を根本的に変えるという事実は明らかです。