Хранение данных

Носитель информации — это физический материал, который хранит информацию.

Новая информация распространяется и хранится на четырёх видах носителей — печатных, плёночных, магнитных и оптических; и принимается в четырёх информационных потоках — телефон, радио, телевидение, интернет^[4]. Цифровая информация хранится на электронных носителях в различных форматах записи.

В случае с электронными носителями данные и записывающие носители иногда называют «программным обеспечением», несмотря на более распространённое использование этого слова для описания компьютерного программного обеспечения. В случае со статическими носителями (традиционного искусства) художественные материалы, такие как мелки, могут рассматриваться как оборудование и носитель, поскольку воск, уголь или мел, используемые как оборудование, становятся частью поверхности носителя.

По состоянию на 2025 год наиболее часто используемыми электронными носителями информации являются полупроводниковые, магнитные и оптические устройства.

Но уже разработаны и используются новые технологии хранения, такие как массивы all-flash (All-flash arrays — AFA)^[5][6]. AFA — это высокопроизводительная система хранения данных, которая использует только флеш-накопители (SSD и NVMe-диски) и не имеет вращающихся дисков. Такие системы также известны как Solid-State Arrays (SSA), так как они состоят исключительно из твердотельных устройств хранения^[7].

• Память с изменением фазового состояния — компьютерная память на основе фазового перехода, также известна как PCM, PRAM, PCRAM, Ovonic Unified Memory, Chalcogenide RAM, C-RAM — тип энергонезависимой памяти (NVRAM).

• Оптическая лента — это носитель для оптического хранения, обычно состоящий из длинной и узкой полоски пластика, на которую можно записывать узоры и с которой узоры можно считывать. Имеет общие технологии с киноплёнкой и оптическими дисками, но не совместим ни с тем, ни с другим. Мотивацией разработки этой технологии была возможность создания гораздо большей ёмкости хранения, чем у магнитной ленты или оптических дисков.

• Голографическая память — информация хранится оптически внутри кристаллов или фотополимеров.
• Молекулярная память — информация хранится в полимере, который может хранить электрический заряд^[8].
• Магнитные фотопроводники — для хранения магнитной информации, которая может быть изменена при слабом освещении^[9].
• Цифровое хранение данных ДНК представляет собой процесс кодирования и декодирования двоичных данных в синтезированные цепи ДНК и из них^[10].

• Бумажные носители информации, такие как перфолента и перфокарта, практически не используются, так как вытеснены новейшими электронными технологиями.
• Трубка Уильямса использовала электронно-лучевую трубку, а трубка Selectron использовала большую вакуумную трубку для хранения информации. Эти первичные запоминающие устройства недолго просуществовали на рынке, поскольку трубка Уильямса была ненадёжной, а трубка Selectron была дорогой.
• Память на линиях задержки использовала звуковые волны в веществе, таком как ртуть, для хранения информации. Память с задержкой была динамическим энергозависимым, циклически последовательным хранилищем чтения/записи и использовалась для первичного хранения.

В отчёте Калифорнийского университета в Беркли за 2003 год проведена оценка: в 2002 году было создано около пяти эксабайт новой информации, и 92 % этих данных хранились на жёстких дисках. Это примерно вдвое больше объёма данных, созданных в 2000 году^[11].

Объём данных, переданных по телекоммуникационным системам в 2002 году, составил почти 18 эксабайт — в три с половиной раза больше, чем было записано на энергонезависимом хранилище. Телефонные звонки составили 98 % телекоммуникационной информации в 2002 году. Самая высокая оценка исследователей относительно темпов роста вновь сохранённой информации (несжатой) составила более 30 % в год.

В более ограниченном исследовании International Data Corporation оценила, что общий объём цифровых данных в 2007 году составил 281 эксабайт; общий объём произведённых цифровых данных впервые превысил глобальную ёмкость хранения^[12].

В статье журнала Science Magazine за 2011 год есть данные о том, что 2002 год стал началом цифровой эпохи хранения информации: эпохи, в которой больше информации хранится на цифровых устройствах хранения, чем на аналоговых^[13]. В 1986 году примерно 1 % мировой ёмкости для хранения информации был в цифровом формате; к 1993 году этот показатель вырос до 3 %, к 2000 году — до 25 % и к 2007 году — до 97 %. Эти цифры соответствуют менее чем трём сжатым эксабайтам в 1986 году и 295 сжатым эксабайтам в 2007 году^[13]. Объём цифрового хранения удваивался примерно каждые три года^[14].

К 2023 году ожидалось увеличение объёма цифрового хранения в 60 раз по сравнению с 2010 годом, и предполагалось, что этот показатель вырастет до 181 зеттабайта к 2025 году^[15].

В вычислительной технике термин массовое хранение относится к хранению больших объёмов данных в постоянном и машиночитаемом виде и используется для обозначения бо́льших объёмов по сравнению с современными жёсткими дисками, и бо́льших объёмов по сравнению с размером первичной памяти, например, с дискетами на персональных компьютерах.

К массовому хранению относятся устройства со съёмными и несъёмными носителями^[16], но не относится оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Существует два широких класса массового хранения: локальные данные на таких устройствах, как смартфоны или компьютеры и корпоративные серверы и центры обработки данных для облачного хранения. Основные варианты корпоративных систем хранения данных: хранилища с прямым подключением (DAS), сетевые хранилища (NAS) и сети хранения данных (SANs)^[17].