กระบวนการย่อขนาดและวิวัฒนาการของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา โลกของการคำนวณได้พัฒนาขึ้นอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงหลักที่เกิดขึ้นในโลกของเทคโนโลยีคือ การย่อขนาด . นั่นคือขนาดของ โปรเซสเซอร์ และความจำลดลงอย่างเห็นได้ชัด และนั่นคือสิ่งที่เราจะพูดถึงในวันนี้ วิวัฒนาการของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล และทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีความสามารถของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

วิวัฒนาการให้เล็กลงกว่าเดิม

หนึ่งใน หลอดเปล่า ของ ENIAC ในปี 1940 มีขนาดเท่ากับ ฝ่ามือ . ตั้งแต่นั้นมา การลดขนาดของส่วนประกอบเหล่านี้จึงกลายเป็นเป้าหมาย เพื่อลดขนาดของคอมพิวเตอร์ ซึ่งในขณะนั้น พวกเขายึดห้องทั้งห้อง .

ความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในกระบวนการของ การย่อขนาด ฉันมากับ ทรานซิสเตอร์ . ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในพื้นที่นี้เกิดขึ้นที่ Bell Laboratories ซึ่งทำการทดลองกับทรานซิสเตอร์เหล่านี้

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้ ฟังก์ชั่นเดียวกัน กว่าหลอดสุญญากาศ อันที่จริง การทำงานของทั้งสองคล้ายกันมาก ทั้งสองนำไฟฟ้าหรือไม่ขึ้นอยู่กับพลังงานที่ได้รับหรือได้รับ มันเหมือนกับสวิตช์ เปิดได้ (0) หรือปิด (1) เท่านั้น

ความแตกต่างระหว่างทั้งสองคือ ขนาด . ในขณะที่หนึ่งในนั้นคือหลอดสุญญากาศที่พอดีกับฝ่ามือของคุณ แต่หลอดอื่นๆ ไม่สามารถมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ ตั้งแต่นั้นมาก็มีความพยายามที่จะสร้างทรานซิสเตอร์ เล็กลงเรื่อยๆ .

ที่เล็กกว่า, ทรานซิสเตอร์มากขึ้น สามารถใส่ลงในชิปหรือโปรเซสเซอร์ได้ นอกจากนี้ ขนาดที่เล็กกว่ายังสามารถช่วยให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้ดีขึ้นโดยอยู่ใกล้กันมากขึ้น และขนาดของทรานซิสเตอร์ลดลงเท่าไร? โปรเซสเซอร์ล่าสุดของ Intel คือโปรเซสเซอร์ Kaby Lake มีโปรเซสเซอร์ขนาดเล็กถึง 14 นาโนเมตร ในทางตรงกันข้าม ในปี 2010 โปรเซสเซอร์ Westmere จากบริษัทเดียวกันทำงานร่วมกับทรานซิสเตอร์ขนาด 32 นาโนเมตร แตกต่างอย่างไม่ต้องสงสัย

และขีด จำกัด คืออะไร? คาดว่าขีดจำกัดของทรานซิสเตอร์จะอยู่ที่ 7-8 นาโนเมตร . จากนั้นวัสดุที่ใช้ทำจะกลายเป็นมาก ไม่เสถียร . อย่างที่เราเห็น เรากำลังเข้าใกล้ขีดจำกัดนั้น ด้วยเหตุนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะมองหาใหม่ ทางเลือก .

เส้นทางการปรับปรุง

กระบวนการย่อขนาด ต้องไม่หยุด . เราไม่พอใจกับสิ่งที่เรามีในวันนี้ เราต้องการมากขึ้น ขั้นตอนต่อไปบนเส้นทางของยังเล็กคืออะไร? หนึ่งในฟิลด์ที่เป็นไปได้ที่อาจมีความก้าวหน้าอย่างมากอยู่ใน นาโนเทคโนโลยี . โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กราฟีน ดูเหมือนว่าจะเป็นอนาคตของโปรเซสเซอร์ จึงเป็นการขจัดการผูกขาดซิลิคอน ตัวอย่างเช่น ด้วยวัสดุที่ยอดเยี่ยมนี้ เขาจึงสร้างทรานซิสเตอร์ที่เล็กที่สุดซึ่งมีความหนาเพียงอะตอมเดียว!

อีกสนามที่ยอดเยี่ยมที่เราจะก้าวหน้าได้ก็คือใน คอมพิวเตอร์ควอนตัม . บริษัทใหญ่กำลังพิจารณาเรื่องนี้ และได้แสดงศักยภาพออกมาแล้ว การแพร่กระจายของเทคโนโลยีนี้จะทำให้เกิดผลกระทบอย่างมาก แต่ไม่ใช่อย่างที่ทุกคนคิด... แต่วันนี้เราจะไม่พูดถึงเรื่องนี้ในบทความนี้ แต่อย่าลังเลที่จะถามเรา

ความก้าวหน้าของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล

ไม่เพียงแต่ทรานซิสเตอร์และโปรเซสเซอร์เท่านั้นที่มีขนาดลดลงในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ดิ อุปกรณ์จัดเก็บ พวกเขามี เปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง . พวกเขาไม่เพียงผ่านกระบวนการย่อขนาดเท่านั้น แต่ยังมีการเปลี่ยนแปลงโดยสิ้นเชิง

บัตรเจาะรู

สำหรับหลาย ๆ คน บัตรเจาะรูเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเครื่องแรก แนวคิดของการเจาะไพ่เกิดขึ้นใน ศตวรรษที่ 8 ขอบคุณนักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์ Charles Babbage . แต่ไม่ได้เริ่มใช้ในด้านคอมพิวเตอร์จนถึงปี 1950

การดำเนินการเหล่านี้ง่ายมาก พวกเขาเป็นเพียง การ์ด กระดาษแข็ง พลาสติก หรือวัสดุแข็งอื่นๆ มีรู . และอ่านเขียนข้อมูลอย่างไร? อย่างง่าย ๆ ข้อมูลจะถูกจัดเก็บในรูปแบบไบนารีเหมือนกับในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลอื่น ๆ ในกรณีนี้ รูเป็นศูนย์ และขาดเป็น 1 ด้วยวิธีนี้ พวกเขาสามารถเก็บได้ถึง 960 บิต

เทปแม่เหล็ก

นี่เป็นเทคโนโลยีที่หลากหลายมากซึ่งประกอบด้วย a แถบพลาสติก . สิ่งนี้ถูกปกคลุมไปด้วย วัสดุแม่เหล็ก ซึ่งเป็นสิ่งที่เก็บข้อมูล ในอดีตแถบนี้ถูกพันเป็นม้วนซึ่งสามารถเก็บได้ 5-10MB แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะมีการพัฒนาเพื่อให้สามารถเก็บข้อมูลได้มากขึ้นและมีหลายรูปแบบ

นี่อาจเป็นเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลที่เก่าแก่ที่สุดที่ ยังคงใช้งานอยู่ . แต่… ยังใช้อยู่หรือเปล่า? ใช่ VHS เก่าเป็นตัวอย่าง แต่เทปก็เป็น LTO ซึ่งยังคงขายและสร้างเวอร์ชันใหม่อยู่ แต่เราได้พูดคุยเรื่องนี้ที่อื่นแล้ว บทความ .

บทสรุป

อย่างที่เราเห็น ในด้านการคำนวณ ดูเหมือนว่าทุกอย่างเป็น a แข่ง เพื่อดูว่าใครทำได้บ้าง เล็กกว่า . ผลที่ได้คือความเป็นไปได้ที่จะมีโทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์ในบ้านของเรา

ใน ส่วนที่สอง เราจะเห็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่เหลือที่หายไป เราจะพบคุณที่นั่น!