Ένα κέντρο δεδομένων. Shutterstock / mkfilm

Οι αρχαίοι άνθρωποι αποθηκεύτηκαν πληροφορίες σε πίνακες ζωγραφικής σπηλαίου, οι παλαιότεροι που γνωρίζουμε έχουν τελειώσει 40,000 ετών. Καθώς οι άνθρωποι εξελίχθηκαν, η εμφάνιση γλωσσών και η εφεύρεση της γραφής οδήγησαν στην αποθήκευση λεπτομερών πληροφοριών σε διάφορες γραπτές μορφές, που κορυφώθηκαν με την εφεύρεση χαρτιού στην Κίνα γύρω από τον πρώτο αιώνα μ.Χ..

Τα παλαιότερα έντυπα βιβλία εμφανίστηκαν στην Κίνα μεταξύ AD600 και AD900. Για πάνω από μια χιλιετία, τα βιβλία παρέμειναν η κύρια πηγή αποθήκευσης πληροφοριών.

Οι άνθρωποι πέτυχαν περισσότερη τεχνολογική ανάπτυξη τα τελευταία 150 χρόνια από ό, τι τα προηγούμενα 2,000 χρόνια. Αναμφισβήτητα μία από τις πιο σημαντικές εξελίξεις στην ανθρώπινη ιστορία ήταν η εφεύρεση των ψηφιακών ηλεκτρονικών.

Από την ανακάλυψη του τρανζίστορ το 1947 και το ενσωματωμένο μικροτσίπ το 1956, η κοινωνία μας γνώρισε μια αλλαγή. Σε πάνω από 50 χρόνια, έχουμε πετύχει άνευ προηγουμένου υπολογιστική ισχύ, ασύρματες τεχνολογίες, Διαδίκτυο, τεχνητή νοημοσύνη και πρόοδο στις τεχνολογίες οθόνης, τις κινητές επικοινωνίες, τις μεταφορές, τη γενετική, την ιατρική και την εξερεύνηση του διαστήματος.

Το πιο σημαντικό, η εισαγωγή ψηφιακής αποθήκευσης δεδομένων άλλαξε επίσης τον τρόπο παραγωγής, χειρισμού και αποθήκευσης πληροφοριών. Το σημείο μετάβασης έγινε το 1996 όταν έγινε η ψηφιακή αποθήκευση πιο οικονομικά αποδοτικό για αποθήκευση πληροφοριών παρά χαρτί.

Οι ψηφιακές τεχνολογίες αποθήκευσης δεδομένων είναι πολύ διαφορετικές. Οι πιο αξιοσημείωτες είναι μαγνητική αποθήκευση (HDD, ταινία), οπτικοί δίσκοι (CD, DVD, Blu-Ray) και μνήμες ημιαγωγών (SSD, μονάδα flash). Κάθε τύπος μνήμης είναι πιο χρήσιμος σε συγκεκριμένες εφαρμογές.

Οι μνήμες ημιαγωγών είναι η προτιμώμενη επιλογή για φορητά ηλεκτρονικά είδη, η οπτική αποθήκευση χρησιμοποιείται κυρίως για ταινίες, λογισμικό και παιχνίδια, ενώ η μαγνητική αποθήκευση δεδομένων παραμένει η κυρίαρχη τεχνολογία για αποθήκευση πληροφοριών υψηλής χωρητικότητας, συμπεριλαμβανομένων προσωπικών υπολογιστών και διακομιστών δεδομένων.

Όλες οι τεχνολογίες αποθήκευσης ψηφιακών δεδομένων λειτουργούν σύμφωνα με τις ίδιες αρχές. Τα κομμάτια πληροφοριών μπορούν να αποθηκευτούν σε οποιοδήποτε υλικό που περιέχει δύο διακριτές και εναλλασσόμενες φυσικές καταστάσεις. Σε δυαδικό κώδικα, οι ψηφιακές πληροφορίες αποθηκεύονται ως αυτοί και μηδενικά, γνωστά και ως bit. Οκτώ bits σχηματίζουν ένα byte.

Ένα λογικό μηδέν ή ένα εκχωρείται σε κάθε φυσική κατάσταση. Όσο μικρότερες είναι αυτές οι φυσικές καταστάσεις, τόσο περισσότερα bit μπορούν να συσκευαστούν στη συσκευή αποθήκευσης. Το πλάτος των ψηφιακών bit σήμερα είναι περίπου δέκα έως 30 νανόμετρα (δισεκατομμυριοστά του μέτρου). Αυτές οι συσκευές είναι πολύ περίπλοκες επειδή η ανάπτυξη συσκευών ικανών να αποθηκεύουν πληροφορίες σε αυτήν την κλίμακα απαιτεί τον έλεγχο υλικών σε ατομικό επίπεδο.

Big δεδομένων

Η ψηφιακή πληροφορία έχει εδραιωθεί σε όλες τις πτυχές της ζωής και της κοινωνίας μας, που η πρόσφατη αύξηση της παραγωγής πληροφοριών φαίνεται ασταμάτητη. Κάθε μέρα στη Γη δημιουργούμε 500 εκατομμύρια tweets, 294 δισεκατομμύρια email, 4 εκατομμύρια gigabyte δεδομένων Facebook, 65 δισεκατομμύρια μηνύματα WhatsApp και 720,000 ώρες νέου περιεχομένου που προστίθεται καθημερινά στο YouTube.

σε 2018, ο συνολικός όγκος των δεδομένων που δημιουργήθηκαν, καταγράφηκαν, αντιγράφηκαν και καταναλώθηκαν στον κόσμο ήταν 33 zettabytes (ZB) - το ισοδύναμο των 33 τρισεκατομμυρίων gigabyte. Αυτό αυξήθηκε σε 59ZB το 2020 και αναμένεται να φτάσει σε ένα συναρπαστικό 175ZB έως το 2025. Ένα zettabyte είναι 8,000,000,000,000,000,000,000 bit.

Για να βοηθήσουμε στην οπτικοποίηση αυτών των αριθμών, ας φανταστούμε ότι κάθε bit έχει κέρμα £ 1, το οποίο έχει πάχος περίπου 3 mm (0.1 ίντσες). Ένα ZB που αποτελείται από μια στοίβα νομισμάτων θα ήταν 2,550 έτη. Αυτό μπορεί να σας οδηγήσει στο πλησιέστερο σύστημα αστεριών, το Alpha Centauri, 600 φορές. Επί του παρόντος, κάθε χρόνο παράγουμε 59 φορές το ποσό των δεδομένων και τον εκτιμώμενο ρυθμό ανάπτυξης σύνθετων είναι περίπου 61%.

Αποθήκευση δεδομένων

Οι περισσότερες ψηφιακές πληροφορίες αποθηκεύονται σε τρεις τύπους τοποθεσιών. Πρώτον είναι η παγκόσμια συλλογή των λεγόμενων τελικών σημείων, που περιλαμβάνουν όλο το Διαδίκτυο συσκευών πραγμάτων, υπολογιστών, smartphone και όλων των άλλων συσκευών αποθήκευσης πληροφοριών. Το δεύτερο είναι το πλεονέκτημα, το οποίο περιλαμβάνει υποδομές όπως πύργους κυψελών, διακομιστές και γραφεία, όπως πανεπιστήμια, κυβερνητικά γραφεία, τράπεζες και εργοστάσια. Τρίτον, τα περισσότερα δεδομένα αποθηκεύονται σε αυτό που είναι γνωστό ως πυρήνας - παραδοσιακοί διακομιστές δεδομένων και κέντρα δεδομένων cloud.

Υπάρχουν γύρω 600 κέντρα δεδομένων μεγάλης κλίμακας - αυτά με περισσότερους από 5,000 διακομιστές - στον κόσμο. Περίπου το 39% είναι στις ΗΠΑ, ενώ η Κίνα, η Ιαπωνία, το Ηνωμένο Βασίλειο, η Γερμανία και η Αυστραλία αντιπροσωπεύουν περίπου το 30% του συνόλου.

Οι μεγαλύτεροι διακομιστές δεδομένων στον κόσμο είναι το China Telecom Data Center, στο Hohhot της Κίνας, το οποίο καταλαμβάνει 10.7 εκατομμύρια τετραγωνικά πόδια και η Ακρόπολη στο Tahoe Reno, Νεβάδα, που καταλαμβάνει 7.2 εκατομμύρια τετραγωνικά πόδια και χρησιμοποιεί 815 μεγαβάτ ισχύος.

Για την κάλυψη της συνεχώς αυξανόμενης ζήτησης αποθήκευσης ψηφιακών δεδομένων, χτίζονται περίπου 100 νέα κέντρα δεδομένων μεγάλης κλίμακας κάθε δύο χρόνια. Η πρόσφατη μελέτη μου εξέτασε αυτές τις τάσεις και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, με ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 50%, περίπου 150 χρόνια από τώρα ο αριθμός των ψηφιακών bit θα έφτανε σε μια αδύνατη τιμή, υπερβαίνοντας τον αριθμό όλων των ατόμων στη Γη. Σχετικά με 110 χρόνια από τώρα, η ισχύς που απαιτείται για τη διατήρηση αυτής της ψηφιακής παραγωγής θα υπερβεί τη συνολική κατανάλωση πλανητικής ισχύος σήμερα.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Melvin M. Vopson, Ανώτερος Λέκτορας Φυσικής, Πανεπιστήμιο του Πόρτσμουθ

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.