Сколько флеш накопителей объемом 4гб необходимо для сохранения информации с винчестера объемом 200гб
Срок службы компакт-дисков, SSD- и HDD-дисков не превышает 10-20 лет. При этом мировой объем данных растет на 40% каждый год, что стимулирует спрос на накопители, однако долговечность носителей оставляет желать лучшего. Большая часть HDD перестают работать в течение нескольких лет: как правило, это связано с поломкой движущихся частей. Компакт-диски хранятся десятилетиями, но повышение температуры, влажности или механические повреждения делают доступ к информации затруднительным: поверхность диска отслаивается и легко царапается. SSD, рекламируемые сегодня как «неубиваемый» носитель, живут всего несколько лет, и обладают фиксированным количеством циклов перезаписи: циркулирующий внутри электрический заряд рано или поздно угасает даже в отсутствие активного доступа к содержимому. При этом ценность утраченной информации может быть очень высокой: например, это могут быть большие объемы технической документации или исторические архивы, восстановить которые будет невозможно.
Как продлить срок жизни SSD
Логика подсказывает: если ресурс SSD ограничен количеством циклов перезаписи, то для увеличения срока жизни нужно уменьшить объём записи .
Разумеется, при этом мы не хотим жертвовать производительностью или чем-то другим.
Что можно сделать?
- поставить больше RAM, чтобы уменьшить использование файла подкачки во время работы операционной системы (некоторые рекомендуют вовсе отключить файл подкачки, но это, по сути, плохой совет, хотя его логика понятна);
- отключить неиспользуемые функции ОС (см. статью о том, что нужно отключить в Windows 11, по мнению бывшего разработчика Microsoft) и лишние элементы автозагрузки (см. «Ускорение загрузки Windows for fun and profit» на Хабре);
- отключить ненужную дефрагментацию SSD;
- использовать утилиты вроде PowerToys для оптимизации ОС;
- под Linux можно перейти на более продвинутую файловую систему: например, ZFS со встроенным сжатием, которое снижает количество операций записи, при этом увеличивая скорость, вместительность и срок жизни накопителя (см. «Основы ZFS: система хранения и производительность»), или Btrfs, во многом не уступающую ZFS по функциям.
Хранить долго и недорого
Долгое хранение данных – проблема, в которой законы термодинамики работают против интересов человека. Носители выходят из строя, требуют расходов на поддержание оптимальных условий окружающей среды и теряют накопительные свойства. Регулярная замена SSD стоит серверам 0.5 доллара за 1 Гб, замена HDD обходится в 0.1 доллара за 1 Гб. По данным компании Cisco, к 2020 году совокупный объем хранимой в дата-центрах информации достигнет 6.6 зеттабайт, что означает 495 миллиардов долларов в год расходов индустрии на замену носителей. Предполагается, что разработка «вечных» носителей сэкономит дата-индустрии триллионы долларов в год.
К настоящему времени физики предложили несколько возможных решений этой проблемы: например, команда американских ученых записала информацию в пустоты алмаза, замещенные атомами азота, а российские ученые из проекта «Кварц» Фонда перспективных исследований (ФПИ) предложили хранить данные на кварцевых дисках. Срок жизни данных в обоих случаях превышает время жизни компакт-диска на порядки. Однако можно ли считать проблему решенной?
В 2016 году ученые из Университета Нью-Йорка записали информацию в алмазы при помощи флуоресценции. Исследователи изменили спектр излучения NV-центров алмаза (дефектов кристаллической решетки алмаза, возникающих при удалении атома углерода и добавлении на его место атома азота) лазерным лучом. Лазер локально меняет заряд NV-центров с отрицательного до нулевого, что влечет за собой изменение цвета участков поверхности алмаза при сканировании лазером невысокой мощности. Ученые нашли несколько различимых лазерным сканированием уровней флуоресценции, что повышает плотность записи, а отсутствие структурных изменений снимает ограничения на перезапись. Минусы этой технологии – высокая стоимость алмазов и псевдовечность носителя. Считывание размывает картину светлых и темных участков, из-за чего данные приходится перезаписывать снова и снова.
Хранить долго и недорого
Долгое хранение данных – проблема, в которой законы термодинамики работают против интересов человека. Носители выходят из строя, требуют расходов на поддержание оптимальных условий окружающей среды и теряют накопительные свойства. Регулярная замена SSD стоит серверам 0.5 доллара за 1 Гб, замена HDD обходится в 0.1 доллара за 1 Гб. По данным компании Cisco, к 2020 году совокупный объем хранимой в дата-центрах информации достигнет 6.6 зеттабайт, что означает 495 миллиардов долларов в год расходов индустрии на замену носителей. Предполагается, что разработка «вечных» носителей сэкономит дата-индустрии триллионы долларов в год.
К настоящему времени физики предложили несколько возможных решений этой проблемы: например, команда американских ученых записала информацию в пустоты алмаза, замещенные атомами азота, а российские ученые из проекта «Кварц» Фонда перспективных исследований (ФПИ) предложили хранить данные на кварцевых дисках. Срок жизни данных в обоих случаях превышает время жизни компакт-диска на порядки. Однако можно ли считать проблему решенной?
В 2016 году ученые из Университета Нью-Йорка записали информацию в алмазы при помощи флуоресценции. Исследователи изменили спектр излучения NV-центров алмаза (дефектов кристаллической решетки алмаза, возникающих при удалении атома углерода и добавлении на его место атома азота) лазерным лучом. Лазер локально меняет заряд NV-центров с отрицательного до нулевого, что влечет за собой изменение цвета участков поверхности алмаза при сканировании лазером невысокой мощности. Ученые нашли несколько различимых лазерным сканированием уровней флуоресценции, что повышает плотность записи, а отсутствие структурных изменений снимает ограничения на перезапись. Минусы этой технологии – высокая стоимость алмазов и псевдовечность носителя. Считывание размывает картину светлых и темных участков, из-за чего данные приходится перезаписывать снова и снова.
Показатели DWPD и TBW
Обычно производитель указывает два параметра, которые позволяют рассчитать срок эксплуатации накопителя: DWPD и TBW. Например, для NVMe SSD 980 PRO заявлен гарантийный показатель 150 TBW для накопителя на 250 ГБ и 600 TBW для модели 1 ТБ.
- Terabytes Written (TBW) = количество терабайт, которые можно записать на SSD в течение срока эксплуатации.
- Drive Writes Per Day (DWPD или DW/D) = расчётная нагрузка на SSD (в день) во время срока эксплуатации, который составляет три-пять лет.
Если в технических характеристиках 4-терабайтного SSD указано «пять лет, 1 DWPD», то накопитель рассчитан на 4 терабайта записи в день в течение 365*5 = 1825 дней, то есть:
Такой объём записи должен выдержать накопитель в течение гарантийного срока.
Для разных накопителей количество TBW кратно отличается при одинаковом DWPD. То есть 1 DWPD для 15-терабайтного диска означает в 15 раз больший объём записи, чем 1 DWPD для терабайтного.
То еcть даже изначально при покупке SSD можно рассчитать, сколько лет отработает SSD с конкретным DWPD, если вы заранее знаете объём записи на диск в своей системе.
Соответственно, в случае интенсивной нагрузки 24/7 типа майнинга Chia можно выбрать более дорогую модель с более высоким показателем DWPD — и всё равно она долго не проживёт. А для нормальной работы нет смысла переплачивать, если расчёт по формуле покажет вам срок эксплуатации более 100 лет. Тут явно накопитель выйдет из строя раньше и по другим причинам.
Что в итоге
Вообще, в последние годы после освоения NVME и PCIe 4.0 рынок потребительских SSD немножко застыл на месте. Бенчмарки топовых моделей вроде 980Pro и SN850 не слишком отличаются от моделей двух-трёхлетней давности. Максимальный объём массовых SSD упёрся в 2–4 ТБ и дальше особо не растёт. Причин много, в том числе дефицит микросхем.
Если нет особого прогресса по техническим характеристикам, то на первый план выходит надёжность как ключевой фактор. И вот здесь прогресс виден. Некоторые SSD уже обогнали отдельные HDD по заявленной надёжности (объём записи 1200–2500 ТБ на 5 лет). Хотя до рекодсменов типа WD Ultrastar DC SN840 им ещё далеко. Там вообще 35 040 ТБ на 5 лет.
Интересно, что «закон Мура» в широком смысле (то есть возрастание некоего технического параметра в геометрической прогрессии) оживает и затихает в разных местах. В конце 20 века он был явно виден у CPU, потом начался бурный прогресс HDD (2000-е), потом SSD (2010-е), а сейчас заметен в области аккумуляторов. Создаётся впечатление, что интенсивное развитие начинается в разных отраслях по очереди, после чего затихает. Но иногда случается неожиданный технологический прорыв, как было с ядром Zen от AMD — и закон Мура снова просыпается… И так продолжается снова и снова: научно-технический прогресс не остановить.
Объясните мне внятно, почему объем флешки меньше заявленного? я знаю, что производитель считает 1 гб = 1000 мб, а машина считает 1гб = 1024 мб. Ну и что? если машина так считает, значит должно быть не 8 гб, а 8192 реально же объем меньше 8. Объясните доходчиво почему так получается?
Оценить 1 комментарий
Я просто вынесу ответ из обсуждений.
Ёмкость механических дисков и SSD — неформатированная доступная пользователю в десятичных единицах. Для них надо вычесть:
• коэффициент перевода из десятичных гигабайт в более привычные двоичные гигабайты (или гибибайты, как их недавно обозвали);
• главный загрузочный сектор;
• таблицу разделов, загрузочные сектора разделов, скрытые разделы, неразбитое место;
• технические поля файловой системы.
Технические поля винта/SSD скрыты и вычитать из номинальной ёмкости их не надо.
Ёмкость флэшек — полная ёмкость чипов памяти в двоичных единицах. Для флэшек надо вычесть:
• технические поля самóй флэшки (в них пишется как минимум таблица сбойных секторов, жёстко заданная на заводе);
• главный загрузочный сектор;
• таблицу разделов, загрузочные сектора разделов, скрытые разделы, неразбитое место (если есть; чаще флэшки форматируют в единый раздел);
• технические поля файловой системы.
Из-за особенностей адресации не имеет смысла делать чипы полупроводниковой памяти не двоичного размера. Просто во флэшке один-два чипа, в SSD — целая батарея, и чтобы износ, неизменный спутник системного раздела, не сделал в SSD дыру, там есть сложные механизмы резервирования секторов и балансировки износа. Потому в SSD принцип винчестерный, а не флэшечный.
«Десятично-круглая» цифра — неплохая оценка, сколько поместится на флэшку. Цифра не точная, т.к. зависит от модели флэшки и файловой системы на ней, но очень близкая к реальности. А на винчестер столько гарантированно не поместится.
P.S. У меня экономии ради диски только механические, завтра на работе проверю ёмкость SSD.
UPD. Посмотрел. «СамСунь» неформатированного объёма в 256.052.822.016 байт. Отформатирован в один раздел объёмом 255.466.663.936. Так что тут явно по-винчестерному, с заделом в 0,02%.
P.P.S. Возьмём реальную флэшку Verbatim на 8Г = 8589934592.
Если вычесть технические поля, получится неформатированный размер, который равняется 7640M = 8011120640. Съедено 579 млн байт.
Загрузочный сектор и таблица разделов — мизер.
Куда больше занимают технические поля файловой системы. Раз на диске доступно 8010067968 байт, то съедено всего 1,05 млн. Но это NTFS, вероятно, там нет таблицы размещения файлов, которая всегда занимает определённые секторы.
Действительно, форматирование в FAT дало размер 7993294848 байт, т.е. технические поля FAT заняли 17,8 млн.
Несмотря на то, что стоимость 1 гигабайта на твердотельных накопителях стремительно дешевеет в последние годы, жесткие диски всё ещё остаются в несколько раз более дешёвым способом хранения информации. Там, где не нужна высокая скорость чтения и записи, HDD до сих пор остаются актуальными.
Выбор внешнего HDD несколько сложнее, чем выбор обычного жесткого диска. Ассортимент внешних накопителей довольно большой, однако производители очень редко указывают полный перечень характеристик, как в случае с «внутренними» HDD. Из-за этого некоторые пользователи предпочитают отдельно приобретать жесткий диск и «коробку» со встроенным переходником Sata-USB для самостоятельной сборки внешнего HDD.
Такой подход в случае дисков с большим объёмом памяти выходит слишком накладным, ведь внешние HDD очень часто стоят дешевле внутренних такого же объема. О причинах этого явления (с примерами) я рассказывал в этом материале. И раз уж внешние жесткие диски до сих пор актуальны, то предлагаю рассмотреть ключевые моменты при выборе данного типа накопителей.
Содержание
Форм-фактор
Все современные внешние HDD содержат в себе один или несколько жестких дисков форм-фактора 2.5 или 3.5 дюйма. Объем памяти современных внешних HDD 2.5" может составлять от 500 Гб до 5 Тб. В случае 3.5-дюймовых решений — от 4 Тб до 28 Тб.
Преимущества накопителей 2.5"
- компактность;
- низкий вес;
- повышенная ударостойкость;
- работа без дополнительного питания;
- низкий уровень шума.
Таким образом, если внешний жесткий диск планируется использовать в том числе вне дома, то выбирать нужно среди 2.5-дюймовых внешних HDD. Если нужен недорогой накопитель с объемом менее 4 Тб, то это только 2.5".
Преимущества накопителей 3.5"
- более низкая цена в пересчете на 1 Гб памяти;
- более высокая скорость чтения и записи файлов.
Размеры и вес перестают играть решающую роль в случае «стационарного» использования накопителя дома или в офисе, поэтому для таких сценариев внешние HDD на 3.5 дюйма более уместны.
Скоростные показатели HDD 2.5"
Большинство современных внешних HDD 2.5" демонстрируют скорость линейных записи и чтения на уровне 120 — 140 МБ/с. Отличия между конкретными экземплярами довольно незначительны из-за того, что все внешние жесткие диски в этом форм-факторе предлагают скорость вращения шпинделя только в 5400 об/мин. Да и технология записи в них — исключительно SMR.
В продаже можно найти немногочисленные внутренние HDD 2.5" на 7200 об/мин с технологией записи CMR, и они куда более шустрые. Однако внутрь внешних HDD в данный момент такие модели не ставят.
Отличия методов записи CMR и SMR неплохо описаны в Википедии. Если вкратце: метод SMR позволяет снизить цену накопителей в пересчете за 1 Гб, а также увеличить емкость HDD. Одновременно с этим он приводит к снижению скорости записи и перезаписи.
Подытоживая: какой бы внешний HDD 2.5" вы ни выбрали, его скорость будет мало отличаться от конкурентов.
Скоростные показатели HDD 3.5"
А вот с жесткими дисками 3.5" ситуация сложнее. Скорость вращения шпинделя может быть как 5400, так и 7200 об/мин, а метод записи — как CMR, так и SMR. Производители на официальных сайтах практически никогда не озвучивают эти параметры для своих внешних накопителей, поэтому пользователям приходится разбираться самостоятельно. К счастью, в интернете немало информации о «начинке» различных внешних HDD.
Как видно из таблички выше, в случае с внешними накопителями Seagate всё просто: экземпляры с объемом в 10 Тб и более содержат в себе шустрые диски с технологией записи CMR и со скоростью вращения в 7200 об/мин. Что касается вариантов от 4 до 8 Тб, то они довольствуются SMR и 5400 об/мин. Ситуация несколько сложнее с решениями от Western Digital:
У WD всё сильно зависит от модели. Более того, для каждой модели существует несколько вариантов «начинки». Например, в случае WD Black D10 внутри коробки может скрываться как WD Black, так и Ultrastar DC HC320 или HC520. Однако в любом случае скорость вращения составит 7200 об/мин, а технология записи — исключительно CMR.
Это позволяет накопителям WD D10 достигать скорости чтения и записи в ~ 260 МБ/с. Диски на 5400 об/мин с CMR способны обеспечить скорость в ~ 210 МБ/с. Экземпляры на 5400 об/мин с SMR демонстрируют в среднем ~ 180 МБ/с. Приведенные выше цифры характеры для пустых накопителей. Быстродействие будет ухудшаться по мере заполнения, скорость линейного чтения и записи может снижаться примерно вдвое.
Бренды
Когда-то обычные «внутренние» жесткие диски производила целая дюжина компаний. После ряда банкротств, слияний и поглощений осталось всего 3 производителя: Seagate, WD и Toshiba. Однако внешние накопители производит не только эта троица. На базе их жестких дисков собирает внешние HDD целый ряд сторонних производителей, таких как Transcend и Adata.
Последние могут предлагать фирменный софт разной степени полезности, создавать усиленные противоударные и водонепроницаемые корпуса, при этом внутри будет та же самая «начинка», что и у большой тройки.
При выборе бренда следует учитывать один нюанс. Внешние винчестеры 2.5" от сторонних производителей всегда можно разобрать, снять переходник USB-Sata, и установить жесткий диск внутрь ПК или ноутбука, подключив его к интерфейсу Sata. А вот с изделиями от Western Digital и Toshiba такой трюк зачастую не пройдет, так как разъём USB в их случае впаян на сам жесткий диск. Внешние HDD от Seagate пока что не последовали примеру WD и Toshiba, но в будущем это может измениться.
Надёжность
Если говорить о надёжности накопителей, то здесь сложно определить однозначного победителя. Более-менее подробную статистику отказоустойчивости HDD регулярно публикует компания Backblaze, но у них в основном данные по серверным накопителям 3.5" и вообще нет данных по дискам 2.5".
Что касается условий гарантии, то большинство моделей внешних HDD от большой тройки вне зависимости от форм-фактора поставляется с 2-летней гарантией. Несколько реже встречается гарантия на 3 года. Среди 2.5-дюймовых дисков этим могут похвастаться Toshiba Canvio Flex, Canvio Slim и WD Black P10. Среди моделей на 3.5 дюйма 3-летняя гарантия встречается у WD Black D10.
А вот у сторонних производителей 3-летняя гарантия — это скорее стандарт: все внешние HDD от Transcend, Adata и Silicon Power независимо от форм-фактора поставляются с гарантией на 3 года. Продолжительность гарантии для огромного множества моделей внешних (и не только) HDD удобно смотреть вот тут.
Выводы
Выбор портативного HDD в форм-факторе 2.5" — дело нехитрое. Следует обращать внимание на продолжительность гарантии, особенности корпуса (водонепроницаемость / ударостойкость) и цену.
Выбирать стационарный внешний HDD 3.5" нужно более осознанно, так как характеристики «начинки» могут сильно повлиять на опыт использования. Внутри таких накопителей могут располагаться как тихие и медленные винчестеры из пользовательского сегмента, так и быстрые, но шумные серверные HDD.
Надёжность SSD и HDD в первый год работы
Самым известным источником данных по надёжности накопителей в практическом использовании остаётся статистика хостера Backblaze, которая периодически обновляется. У них тысячи серверов и девять лет статистики по разным моделям HDD и SSD (в последние годы загрузочные диски серверов перевели на SSD).
В сентябре 2021 года Backblaze впервые сравнила SSD и HDD по надёжности, получилось любопытно.
В целом оказалось, что в начале работы (в среднем до 14 месяцев в данном случае) SSD выходят из строя немножко реже, чем HDD.
Годовая частота сбоев (AFR)
Количество дисков | Средний возраст (месяцев) | Дней работы | Всего сбоев | AFR | |
---|---|---|---|---|---|
SSD | 1666 | 14,2 | 591 501 | 17 | 1,05% |
HDD | 1607 | 52,4 | 3 523 610 | 619 | 6,41% |
Что будет дальше — непонятно. На интервале в несколько лет достоверная статистика пока не собрана. Вполне возможно, что там преимущество SSD будет не таким очевидным, как раз из-за ограниченного ресурса на количество циклов перезаписи.
Сбор статистики с конкретного SSD
Для просмотра показателей SMART существует ряд специализированных утилит. В частности, под Linux это консольные утилиты smartctl, smartd и др. (см. статью про мониторинг SSD под Linux).
Для разных атрибутов SMART утилиты показывают статус типа OLD_AGE, PRE-FAIL или FAILING_NOW. Это значит, что некий атрибут соответствует количеству аномальных ситуаций, и для этих аномалий установлено граничное значение (threshold). Если значение приближается к граничному, это означает PRE-FAIL, а если превышает его — FAILING_NOW. Но это лишь косвенные параметры, которые напрямую не говорят о физическом повреждении ячеек памяти. Некоторые специалисты предпочитают игнорировать показатели типа Wear_Leveling_Count . Один из разработчиков сделал форк стандартной утилиты мониторинга etbe-mon, которая умеет отслеживать данные SMART и подавлять бесполезные уведомления типа FAILING_NOW от Wear_Leveling_Count .
Самый важный их показатель — объективная нагрузка на диск и количество записанной информации, то есть реальные DWPD и TBW, вот их желательно учитывать в первую очередь.
Под Windows есть несколько хороших инструментов для сбора статистики. Например, программа Hard Disk Sentinel отслеживает объём информации, записанной на каждый накопитель за всё время эксплуатации, и рассчитывает прогноз оставшегося срока жизни.
Hard Disk Sentinel
Есть ещё программа CrystalDiskInfo и др.
CrystalDiskInfo
Многие производители предлагают собственные инструменты для обслуживания своих SSD-накопителей. Например, для накопителей Kingston есть Kingston SSD Manager, для накопителей Samsung — Samsung Magician и так далее.
Эти программы не только собирают статистику с накопителя, но и оповещают о выходе новых прошивок. Производители рекомендуют держать SSD в актуальном состоянии и обновлять прошивку.
Оценка своего DWPD
Для предварительной оценки нагрузки на SSD в продакшне на основе рекомендаций производителей можно составить такую небольшую шпаргалку с указанием типичных вариантов использования:
Сценарий использования | Описание | Примерный DWPD |
Загрузочный диск | Загрузка сервера. Нечастые обновления. Логи и постоянные файлы хранятся на другом накопителе. | 0,1 ~ 1,0 |
Раздача контента | Фронтенд CDN. Кэш для самых популярных медиафайлов | 0,5 ~ 2,0 |
Видеонаблюдение | Запись трансляции с нескольких камер 24/7, периодическая перезапись содержимого диска. | кратно Nкамер |
Виртуализация и контейнеры | Хранилище Tier-0 для контейнеров и VM в гиперконвергентной системе. Всё локальное хранилище в кластере работает на SSD. | 1,0 ~ 3,0 |
Транзакционная система (OLTP) | Нагрузки с интенсивным использованием данных. Частое обновление журналов БД и файлов, до тысячи операций в секунду. | от 3,0 |
Высокопроизводительное кэширование | Кэш для локальных HDD. Максимальные нагрузки. | от 3,0 и гораздо выше |
Таким образом, из реального DWPD и P/E для своего SSD можно примерно оценить приблизительный срок его жизни: общий и сколько осталось.
Оставшийся срок можно ориентировочно спрогнозировать, если вычесть реальный срок эксплуатации из общего срока жизни SSD.
Или другой вариант — посчитать максимальный TBW для своего SSD исходя из его технических характеристик, а потом отслеживать реальный TBW в процессе эксплуатации.
SSD+HDD
Один из известных лайфхаков — связка SSD+HDD. Условно говоря, вместо одного большого SSD можно купить NVMe маленького размера, только для операционной системы, рабочих приложений и избранных игр, а все остальные файлы, дистрибутивы и резервные копии хранить на дешёвом медленном SATA HDD. По цене получится примерно одинаковая сумма, а места больше на несколько терабайт.
Хотя так делают скорее для экономии и увеличения объёма хранилища, но у лайфхака есть и дополнительный бонус — некоторое снижение нагрузки на SSD. То есть увеличение его срока жизни.
Кроме того, в более свободных SSD больше размер кэша и выше производительность, чем в заполненных.
Изменение размера кэша SLC в зависимости от объёма свободного места в Intel SSD 665p, источник
Да и игры всё растут. Дистрибутивы по 200 ГБ уже почти норма… Так что полностью переходить на модель «один большой SSD» немного опасно, места может не хватить для всего. С другой стороны, всё больше игр рекомендуют SSD для установки. Тут особо не забалуешь, потому что при использовании HDD страдает производительность.
Вечные данные на кварцевых носителях
Фонд перспективных исследований (ФПИ) финансирует разработку кварцевых носителей с практически неограниченным сроком службы и объемом до 1 Тб: этого хватит, например, для записи большой части архивов Госфильмофонда России.
Ученые из РХТУ им. Д.И. Менделеева, работающие по проекту ФПИ, предложили наносить информацию лазером не на поверхность, а в объем кварцевого диска нанорешетками – так в одной точке записывается не один, а до пяти бит данных. Кварцевые диски, созданные на сегодняшний день в рамках проекта, вмещают 25 Гб информации и выживают при температуре около 1000℃ с последующим термоударом – сохраняют данные после пожара со сработавшей системой тушения без использования облачных хранилищ. Достаточно стереть копоть с дисков — и они снова готовы к работе. Для сравнения, диски аналогичной вместимости компании Millenniata с заявленным сроком жизни в 1000 лет, изготовленные из поликарбоната, разрушаются при температуре 130℃. В отличие от американской технологии, кварцевые диски — это вечный носитель в более строгом смысле слова: срок жизни носителя из кварца может измеряться тысячелетиями.
Почему же кварцевые диски и «вечные флешки» до сих пор не на рынке? Широкому использованию кварцевых дисков в качестве долговечных носителей информации мешают три проблемы, над решением которых работают ученые и разработчики в ходе проектов Фонда перспективных исследований: высокая стоимость записи, необходимость разработки с нуля технологии считывания, громоздкость и нестабильность оборудования. Эти барьеры стоят между успешной экспериментальной записью данных в алмаз или кварц и возможностью «прогонять» экзотический носитель через 100 циклов чтения в день в архивном центре какой-нибудь городской библиотеки: перед выходом технологии в производство ученые должны создать стабильные устройства записи и чтения приемлемых размеров, снизить стоимость записи и доработать технологию чтения.
Петр Хенкин, руководитель проекта направления информационных исследований Фонда перспективных исследований, комментирует:
«Промышленная технология сильно отличается от экспериментальной, показавшей успешные результаты на лабораторном столе. Она должна обладать приемлемой стабильностью во времени и быть воспроизводимой: пользователь не должен подкручивать устройство и прикладывать усилия, чтобы оно работало. Сегодня запись информации на кварцевый диск уже происходит без участия человека, и мы можем записать полный диск за день, но когда запись идет в потоке и время ограничено часами, возникают прогнозируемые сложности – оборудование перегревается, работает с отклонениями. Новизна технологии также создает проблемы и при чтении данных: устройство для чтения информации с кварцевого диска создается полностью с нуля, и это откладывает выход разработки из лаборатории».
Процесс изготовления кварцевого диска. Фото: Фонд перспективных исследований.
В качестве иллюстрации приведем относительно недавний пример. В феврале 2016 года сотрудники Саутгемптонского университета записали Библию на кварцевый диск и подарили его генеральному секретарю ООН. Однако считать эти данные можно только в лаборатории, в которой этот диск создали, под микроскопом. Англичане считывают эти данные при помощи поляризационного микроскопа – делают снимок, отправляют на компьютер, считывают данные, затем делают следующий снимок. Скорость этого процесса – несколько байт в секунду.
Кроме описанных сложностей, физика кварцевого диска накладывает ограничения на стоимость записи. Кварц устойчив к высоким температурам, поэтому для записи нужны высокие энергии. Сегодня данные записывают при помощи фемтосекундного лазера, который стоит миллионы рублей, поэтому даже тогда, когда технология станет стабильной и удобной, на первых порах позволить себе запись на кварцевые диски смогут только крупные дата-центры и правительственные структуры.
Будущее технологии ФПИ вполне можно представить себе в формате B2B-центров записи и чтения, куда люди смогут приезжать со своими носителями и переписывать данные с HDD / SSD на оптические кварцевые диски, или B2G-архивов библиотек и медицинских учреждений. Возможно, когда-нибудь эти технологии будут применяться так же, как сегодня — «флешки» и «внешние жесткие диски»: можно вспомнить о том, что первые CD-приводы стоили очень дорого, однако со временем стоимость снизилась, размеры уменьшились, и за двадцать с небольшим лет мы получили современные компактные устройства.
Определение информатики.
Предмет изучения информатики.
Задачи информатики.
Сигнал, параметры сигнала.
Данные, информация, знания.
Свойства информации.
Классификация информации.
Формы представления информации.
Системы передачи информации.
Аспекты информации (синтаксический, семантический, прагматический).
Подходы для оценки и измерения количества информации.
Тезаурус.
Определение количества информации.
Энтропия (формула для вычисления энтропии).
Свойства энтропии.
Кодирование.
Единицы измерения информации.
Кодирование различных типов информации.
Самостоятельная работа по медицинской информатике оформляется на двойном тетрадном листе в клеточку.
Титульный лист должен соответствовать приведенному ниже образцу оформления самостоятельных работ.
Номер варианта (выдается преподавателем), тему самостоятельной работы, курс, факультет, номер группы, фамилию преподавателя заполнять согласно вашим данным.
Условия задач писать обязательно! (в противном случае работы не проверяются).
Ответ: N=2 I = 2 5 = 32 билета
Задачи для самостоятельной работы.
самостоятельных работ по медицинской информатике
Образец оформления самостоятельных работ.
ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России
Кафедра математики
по медицинской информатике
Тема: Кодирование данных в ЭВМ.
Вариант: (номер Вашего варианта)
Выполнил: студент 2 курса
лечебного факультета
№ группы
Фамилия И.О.
У каждого SSD есть ресурс на количество циклов перезаписи, то есть объём записанной информации в течение всей жизни. Физика и механика SSD очень сложные, но долговечность накопителя в итоге сводится к простому правилу — чем больше на него пишешь, тем меньше он проживёт.
У одних SSD критический сбой происходит через несколько месяцев, другие работают годами. Это зависит от качества комплектующих, условий эксплуатации и везения. В общем, как у людей.
Срок жизни SSD ограничен, потому что ячейки флеш-памяти NAND выдерживают ограниченное количество циклов перезаписи (циклы P/E, "program / erase"). По мере перехода производителей флеш-памяти с технологии Multi Level Cell (MLC/DLC, 2 бита на ячейку) на Triple Level Cell (TLC, 3 бита), Quad-level cell (QLC, 4 бита) и Penta-level cell (PLC, 5 бит, пока находится в разработке) ресурс P/E уменьшается из-за увеличения сложности производства. Причём уменьшается кратно.
Например, древняя однобитная SLC на этапе анонса технологии NAND выдерживала 100 тысяч циклов перезаписи, двухбитная MLC/DLC — уже 10 тысяч. С увеличением плотности записи и ёмкости накопителей снижается цена гигабайта, но увеличивается сложность и уменьшается ресурс ячеек памяти.
Уменьшение ресурса P/E с увеличением технологической сложности производства флеш-памяти, источник
Производители пытаются увеличить срок жизни SSD разными способами: интеллектуальное распределение нагрузки (прошивка SSD, контроллер), отслеживание и коррекция ошибок, резервный кэш накопителя.
Читайте также: