Древние люди хранили информацию с помощью наскальных рисунков. Самые старые из них были сделаны 40 000 лет назад. В ходе эволюции и развития человечества, с зарождением первых языков и полноценной письменности, появились и новые варианты хранения информации, в частности фиксация данных на бумаге. Более чем на тысячу лет бумага оставалась главным накопителем информации.
Но за последние 150 лет ситуация кардинально изменилась. Человечество прогрессировало в эти годы куда стремительнее, чем раньше, и одним из важнейших изобретений в новейшей истории стала цифровая электроника.
С момента создания транзисторов в 1947 году и первого интегрированного микрочипа в 1956 жизнь людей принципиально поменялась. Человечество достигло невероятных результатов в плане развития компьютерных технологий, беспроводной связи, интернета, искусственного интеллекта, а вместе с тем медицины, генетики и космической отрасли.
Что не менее важно, цифровой прогресс повлек за собой изобретение новых видов накопителей данных, в частности компьютерных жестких дисков. Это изобретение значительно повлияло на подход людей к хранению и обработке информации. Переходным моментом стал 1996 год, когда цифровые носители стали дешевле в использовании, чем бумага.
Для хранения информации используются разные технологии. Самые распространенные: магнитные жесткие диски (HDD), оптические диски (CD, DVD, Blu-Ray) и полупроводниковые накопители (SSD, флеш-карты). Каждый вид по-своему важен и лучше остальных подходит для решения конкретных задач.
Полупроводниковые носители чаще используются в портативной электронике, на оптических дисках хранят медиаконтент (игры, музыку, кино), а магнитные накопители задействуют, когда нужно где-то содержать большой объем данных (на ПК и серверах в дата-центрах).
Все цифровые хранилища данных работают по одному принципу: информация хранится на дисках в виде единиц и нулей, также известных как «биты» (по 8 битов от байта). Диск поделен на определенное количество областей, каждой из которых присваивается логический нуль или единица. На текущий момент площадь области, которую занимает бит данных, составляет 30 нанометров. Поэтому современные накопители так сложны в разработке – приходится взаимодействовать с материалами, используемыми при создании накопителей, на атомном уровне.
Информации становится больше
Цифровые хранилища данных стали важной составляющей жизни человека и теперь буквально окружают нас со всех сторон. Увеличение количества производимой информации уже невозможно остановить. Каждый день население Земли генерирует 500 миллионов твитов, 294 миллиона электронных писем, 4 миллиона гигабайт данных в Facebook, 65 миллионов сообщений в WhatsApp и 720 000 часов нового контента в YouTube.
В 2018 году общее количество информации в сети составило 33 зеттабайта, то есть 33 триллиона гигабайт. Это количество выросло до 59 зеттабайт в 2020 году. Специалисты предсказывают рост до не укладывающихся в голове 175 зеттабайт уже к 2025 году. Один зеттабайт равен 8 000 000 000 000 000 000 000 бит.
Чтобы проще было визуализировать столь огромный объем данных, можно представить монетки номиналом в один фунт (по толщине они около 2.8 миллиметра). Один зеттабайт, «конвертированный» в фунтовые монетки, может превратиться в башню, которая бы 600 раз достала до звездной системы Альфа Центавра.
Где это все хранится?
Большая часть цифровой информации хранится в трех разных местах. Первое – все гаджеты и компьютеры на планете. Второе – крупные инфраструктуры (банки, государственные хранилища данных). Третье – дата-центры хостинг-провайдеров (AWS, Microsoft Azure, Timeweb и т.п.).
В мире существует как минимум 600 огромных дата-центров, каждый из которых насчитывает более 5000 серверов. 39% из них расположены в США, еще 30% в Китае, Японии, Великобритании, Германии и Австралии.
Самые крупные дата-центры находятся в Китае и США. Самый большой – China Telecom в Хух-Хото, его площадь составляет 994062 квадратных метров. На втором месте – The Citadel в Неваде, его площадь составляет 668901 квадратных метров, а энергопотребление – 815 мегаватт.
Каждый год люди строят десятки новых дата-центров, чтобы где-то хранить постоянно увеличивающийся объем информации. Если брать в расчет нынешние темпы, то через 150 лет количество бит на различных накопителях может превысить количество атомов на планете Земля. А через 110 лет на содержание дата-центров будет уходить столько же электроэнергии, сколько сейчас уходит на содержание всего человечества.
Автор оригинальной статьи: Мелвин Вопсон
Комментарии