Кіріспе

Компьютерлік деректерді сақтау немесе цифрлық деректерді сақтау – цифрлық деректерді сақтау үшін қолданылатын компьютерлік компоненттер мен жазба құралдарынан тұратын технология. Бұл компьютерлердің маңызды функциясы және негізгі құралы болып табылады. Компьютердің орталық процессорлық блогы (CPU) деректерді есептеулер арқылы өңдейді. Көптеген компьютерлер сақтау иерархиясын қолданады. Тарихи тұрғыдан жад, технологиясына қарай, орталық жад, негізгі жад, барабандық жад, нақты жад немесе ішкі жад деп аталып келген. Ал, баяурақ тұрақты сақтау құрылғылары екіншілік сақтау, сыртқы жад немесе қосымша/перифериялық сақтау деп белгіленген.

Екінші реттік сақтау

Екіншілік сақтау (сонымен қатар сыртқы жад немесе қосалқы сақтау деп аталады) негізгі сақтаудан өзгешелігі, ол тікелей процессорға (CPU) қолжетімді емес. Компьютер әдетте кіріс/шығыс арналарын пайдаланып, екіншілік сақтауға кіреді және қажетті деректерді негізгі сақтауға жібереді. Екіншілік сақтау – тұрақталған (қуаты өшірілген кезде деректер сақталады). Қазіргі заманғы компьютер жүйелерінде екіншілік сақтаудың көлемі негізгі сақтаудан әдетте он есе көп, себебі екіншілік сақтау арзан. Қазіргі заманғы компьютерлерде қатты дискілер (HDD) немесе қатты күйдегі дискілер (SSD) көбінесе екіншілік сақтау ретінде қолданылады. HDD немесе SSD үшін бір байтқа қол жеткізу уақыты әдетте миллисекундтармен (секундтың мыңнан бір бөлігімен) өлшенеді, ал негізгі сақтау үшін бір байтқа қол жеткізу уақыты наносекундтармен (секундтың миллиардтан бір бөлігімен) өлшенеді. Осылайша, екіншілік сақтау негізгі сақтаудан айтарлықтай баяу. CD және DVD дискілер сияқты айналатын оптикалық сақтау құрылғыларында қол жеткізу уақыты тіпті ұзақ. Екіншілік сақтау технологияларына USB флеш-дискілер, дискеттер, магниттік ленталар, қағаз ленталар, перфокарталар және RAM дискілері жатады. HDD-дегі дискі оқу/жазу басы дұрыс орналасқаннан және деректерге жеткеннен кейін, тректегі келесі деректерге өте жылдам қол жеткізуге болады. Іздеу уақытын және айналу кешігуін азайту үшін деректер үлкен, үздіріссіз блоктар түрінде дискілерге және олардан тасымалданады. Дискілердегі реттік немесе блокпен қол жеткізу, кездейсоқ қол жеткізуге қарағанда он есе жылдам, және реттік және блокпен қол жеткізуге негізделген тиімді алгоритмдерді жобалау үшін көптеген күрделі әдістер әзірленген. I/O тұйыққа тап болуын азайтудың тағы бір жолы – негізгі және екіншілік жад арасындағы өткізу қабілетін арттыру үшін бірнеше дискіні параллель қосу. Екіншілік сақтау көбінесе файлдық жүйе форматында пішімделеді, ол деректерді файлдар мен каталогтарға ұйымдастыру үшін қажетті абстракцияны қамтамасыз етеді, сонымен қатар файлдың иесін, қол жеткізу уақытын, қол жеткізу рұқсаттарын және басқа да ақпаратты сипаттайтын метадеректерді ұсынады. Көптеген компьютерлік операциялық жүйелер виртуалды жад тұжырымдамасын қолданады, бұл жүйеде физикалық түрде қол жетімді болғаннан артық негізгі сақтау сыйымдылығын пайдалануға мүмкіндік береді. Негізгі жад толғанда, жүйе ең аз пайдаланылатын бөліктерді (беттерді) екіншілік сақтаудағы ауыстыру файлына немесе беттік файлға көшіреді, қажет болған кезде оларды кейіннен қайтарады. Егер көптеген беттер баяу екіншілік сақтауға ауыстырылса, жүйе өнімділігі төмендейді.

Үшінші деңгейдегі сақтау

Үшінші деңгейлі сақтау немесе үшінші деңгейлі жад – екінші деңгейлі сақтаудан төменгі деңгей. Әдетте, бұл жүйе талаптарына сәйкес, ауыстырылатын жаппай сақтау орталарын сақтау құрылғысына орнатып (қосып) және шығарып алатын роботтық механизмді қамтиды; мұндай деректер қолдану алдында көбінесе екінші деңгейлі сақтауға көшіріледі. Ол негізінен сирек қолданылатын ақпаратты архивтеу үшін қолданылады, себебі ол екінші деңгейлі сақтаудан әлдеқайда баяу (мысалы, 5–60 секундке қарсы 1–10 миллисекунд). Бұл, ең алдымен, адам операторының қатысуынсыз қол жетімді, өте үлкен деректер жиынтықтары үшін пайдалы. Типтік мысалдарға таспалық кітапханалар және оптикалық жұмыс станциялары жатады. Компьютер үшінші деңгейлі сақтаудан ақпаратты оқымағанда, ол бірінші кезекте каталогтық дерекқорға жүгінеді, ақпарат қай таспада немесе дискіде сақталғанын анықтайды. Содан кейін компьютер роботтық қолға ортаны алып, оны дискіге орналастыруды бұйырады. Компьютер ақпаратты оқып бітіргеннен кейін, роботтық қол ортаны кітапханадағы орнына қайтарады. Үшінші деңгейлі сақтау "nearline" сақтау деп те аталады, өйткені ол "желіге жақын". Онлайн, nearline және офлайн сақтау арасындағы ресми айырмашылық:

Онлайн сақтау дереу I/O үшін қолжетімді. Nearline сақтау бірден қолжетімді емес, бірақ адамның араласуынсыз жылдам онлайн режиміне көшірілуі мүмкін. Офлайн сақтау бірден қолжетімді емес және онлайн режиміне көшу үшін адамның араласуын қажет етеді. Мысалы, үнемі айналатын қатты дискілер онлайн сақтау болып табылады, ал автоматты түрде айналуын тоқтататын дискілер, мысалы, бос дискілердің үлкен массивтерінде (MAID), nearline сақтау болып табылады. Таспалық кітапханалардағы сияқты автоматты түрде жүктелетін таспа картридждері nearline сақтау болып табылады, ал қолмен жүктелуі тиіс таспа картридждері офлайн сақтау болып табылады.

Желіден тыс сақтау

Желіден тыс сақтау – деректерді өңдеу блогының бақылауында емес, ортада немесе құрылғыда сақтау. Ақпарат ортаға жазылады, әдетте екінші немесе үшінші деңгейдегі сақтау құрылғысында, содан кейін физикалық түрде алынып тасталады немесе ажыратылады. Компьютер оған қайта қол жеткізе алу үшін адам оператор оны енгізуі немесе қосуы керек. Үшінші деңгейдегі сақтаудан айырмашылығы, адамның араласуынсыз оған қол жеткізу мүмкін емес. Желіден тыс сақтау ақпаратты беру үшін қолданылады, себебі ажыратылған ортаны физикалық түрде оңай тасымалдауға болады. Сонымен қатар, ол апат жағдайларында пайдалы, мысалы, өрт бастапқы деректерді жойса, алыс жердегі ортаға ешқандай әсер етпейді, бұл апатты қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Желіден тыс сақтау жалпы ақпараттық қауіпсіздікті арттырады, өйткені ол компьютерден физикалық түрде қолжетімсіз, ал деректердің құпиялылығы немесе толықтығы компьютерлік шабуыл әдістерімен бұзылмайды. Сондай-ақ, егер мұрағатта сақталған ақпаратқа сирек қол жеткізілсе, желіден тыс сақтау үшінші деңгейдегі сақтаудан арзан. Қазіргі заманғы дербес компьютерлерде екінші және үшінші деңгейдегі сақтау орталарының көпшілігі желіден тыс сақтау үшін де қолданылады. Оптикалық дисктер мен флэш-жад құрылғылары ең танымал, ал одан әлдеқайда аз мөлшерде – ауыстырылатын қатты дисктер; ескі мысалдарға дискеттер мен Zip дисктері жатады. Кәсіпорындарда магниттік таспалар басым, ал ескі мысалдарға ашық катушкалы магниттік таспалар мен перфокарталар жатады.

Сақтаудың ерекшеліктері

Сақтау иерархиясының барлық деңгейлеріндегі сақтау технологияларын белгілі бір негізгі сипаттамаларды бағалау арқылы, сондай-ақ нақты бір іске асыруға тән сипаттамаларды өлшеу арқылы ажыратуға болады. Бұл негізгі сипаттамалар – тұрақсыздық, өзгеруге қабілеттілік, қолжетімділік және адрестеу. Кез келген сақтау технологиясының нақты іске асырылуы үшін өлшеуді қажет ететін сипаттамалар – сыйымдылық және өнімділік. + Жалпы сипаттама Қатты дискі Оптикалық дискі Флэш жад Кездейсоқ кіру жады Линейлік таспа ашық Технология Магниттік дискі Лазерлік сәуле Жартылай өткізгіш Магниттік таспа Тұрақсыздық Жоқ Жоқ Жоқ Тұрақсыз Жоқ Кездейсоқ кіру Иә Иә Иә Иә Жоқ Кідіріс (кіру уақыты) ~15 мс (жылдам) ~150 мс (орташа) Жоқ (жылдам) Жоқ (жылдам) Кездейсоқ кірудің болмауы (өте баяу) Бақылаушы Ішкі Сыртқы Ішкі Ішкі Сыртқы Ақаулық деректерді жоғалту қаупімен Ақауды анықтау Диагностикалық (S.M.A.R.T.) Қателік деңгейін өлшеу Ауысу жылдамдығының төмендеуімен көрсетіледі (қысқа мерзімді сақтау) Белгісіз Бағасы (бір орынға) Төмен Төмен Жоғары Өте жоғары Төмен (бірақ қымбат) Бағасы (бірлікке) Орташа Төмен Орташа Жоғары Орташа (бірақ қымбат) Басты қолданылуы Орта мерзімді архив, жүйелік резервтік көшірмелер, сервер, жұмыс станциясының кеңейтілуі Ұзақ мерзімді архив, қағаз түрінде тарату Портативтік электроника; операциялық жүйе Нақты уақыт Ұзақ мерзімді архив.

Ұдайы ауытқушылық

Ұшпайтын жад электр қуатымен үнемі қамтамасыз етілмесе де сақталған ақпаратты сақтай алады. Ол ақпаратты ұзақ мерзімді сақтауға қолайлы. Ұшпалы жад сақталған ақпаратты сақтау үшін тұрақты қуатты қажет етеді. Ең жылдам жад технологиялары ұшпалы болып табылады, бірақ бұл әрқашан осылай бола бермейді. Негізгі жадтың өте жылдам болуы керек болғандықтан, ол көбінесе ұшпалы жадты пайдаланады. Динамикалық кездейсоқ сүйемелдеу жады – ұшпалы жадтың бір түрі, ол сақталған ақпаратты мерзімді түрде қайта оқып, қайта жазылуын немесе жаңаруын талап етеді, әйтпесе ол жойылады. Статикалық кездейсоқ сүйемелдеу жады – DRAM-ға ұқсас ұшпалы жад түрі, бірақ қуат қосылғанда оны жаңартудың қажеті жоқ; қуат көзі тоқтатылған кезде мазмұны жоғалады. Үзіліссіз қуат көзі (UPS) компьютерге батареялар тозығына дейін ақпаратты негізгі ұшпалы жадтан ұшпайтын жадқа көшіру үшін қысқа уақыт мүмкіндігін береді. Кейбір жүйелер, мысалы, EMC Symmetrix, ұшпалы жадты бірнеше минутқа сақтайтын кіріктірілген батареяларына ие.

Өңдеу қабілеті

Оқу/жазу сақтағышы немесе өзгертілетін сақтағыш – ақпаратты кез келген уақытта қайта жазуға мүмкіндік береді. Негізгі сақтау үшін оқу/жазу сақтағышы болмаған компьютер көптеген жұмыстар үшін қолданусыз болар еді. Қазіргі заманғы компьютерлер оқу/жазу сақтағышын екінші деңгейдегі сақтау үшін де жиі пайдаланады. Баяу жазу, жылдам оқу сақтағышы – ақпаратты бірнеше рет қайта жазуға мүмкіндік беретін, бірақ жазу операциясы оқу операциясынан әлдеқайда баяу оқу/жазу сақтағышы. Мысалдары: CD-RW және SSD. Бір рет жазу сақтағышы (WORM) – ақпаратты өндіріс кезінен кейін бір рет жазуға мүмкіндік береді. Мысалдарға жартылай өткізгіш, бағдарламаланатын, тек оқуға арналған жад және CD-R жатады. Тек оқуға арналған сақтағыш – өндіріс кезінде сақталған ақпаратты өзгеріссіз сақтайды. Мысалдар: маскалық ROM микросхемалары және CD-ROM.

Қолжетімділік

Кездейсоқ қол жеткізу Кез келген сақтау орнына кез келген сәтте шамамен бірдей уақытта қол жеткізуге болады. Бұл қасиет негізгі және қосымша сақтау үшін өте ыңғайлы. Көптеген жартылай өткізгіш жад, флэш жад және қатты дискілер кездейсоқ қол жеткізуді қамтамасыз етеді, бірақ жартылай өткізгіш және флэш жадтың қатты дискілерге қарағанда минималды жауап уақыты бар, себебі механикалық бөліктерді жылжыту қажеттілігі жоқ. Тізбекті қол жеткізу Ақпараттың бөліктеріне қол жеткізу тізбектей, бірінен кейін бірі жүзеге асырылады; демек, нақты бір ақпаратқа қол жеткізу уақыты соңғы рет қол жеткізілген ақпаратқа байланысты. Мұндай қасиет желіден тыс сақтауға тән.

Адрестік

Адрестік орналасу. Сақтаудағы әрбір жеке қолжетімді ақпарат бірлігі өзінің сандық жад мекенжайы арқылы таңдалады. Қазіргі заманғы компьютерлерде адрестік орналасу арқылы сақтау көбінесе компьютерлік бағдарламалардың ішкі қолжетімділігіндегі негізгі жадпен шектеледі, себебі адрестік орналасу өте тиімді, бірақ адамдар үшін қиын. Файл арқылы адрестеу. Ақпарат өзгермелі ұзындығы бар файлдарға бөлінеді, ал нақты файл адам оқи алатын каталогтар мен файлдардың атаулары арқылы таңдалады. Негізгі құрылғы адрестік орналасу принципімен жұмыс істейді, бірақ компьютердің операциялық жүйесі операцияны жеңілдету үшін файлдық жүйе абстракциясын ұсынады. Қазіргі заманғы компьютерлерде екінші, үшінші және сыртқы жад файлдық жүйелерді пайдаланады. Мазмұн арқылы адрестеу. Әрбір жеке қолжетімді ақпарат бірлігі онда сақталған мазмұнының (немесе оның бір бөлігінің) негізінде таңдалады. Мазмұн арқылы адрестеуді бағдарламалық (компьютерлік бағдарлама) немесе аппараттық (компьютерлік құрылғы) құралдармен іске асыруға болады, аппараттық құралдар жылдамырақ, бірақ қымбат. Аппараттық мазмұн арқылы адрестелетін жад көбінесе компьютердің процессор кэшінде қолданылады.

Қуаттылығы

Шикі сыйымдылық – сақтау құрылғысы немесе ортасы сақтай алатын жалпы ақпарат көлемі. Ол биттер немесе байттармен (мысалы, 10,4 мегабайт) өлшеніп көрсетіледі. Жад жиілігі – сақталған ақпараттың тығыздығы. Бұл ортаның сақтау сыйымдылығын ұзындық, аудан немесе көлем бірлігіне бөлу арқылы есептеледі (мысалы, 1,2 мегабайт шаршы дюймге).

Өнер көрсету

Латенттік уақыт – сақтағыштағы белгілі бір орынға қол жеткізуге кететін уақыт. Тиісті өлшем бірлігі әдетте біріншілік сақтау үшін наносекунд, екіншілік сақтау үшін миллисекунд, ал үшіншілік сақтау үшін секунд болып табылады. Оқу және жазу латенттілігін (әсіресе, тұрақталған жад үшін) және реттік қол жеткізуді қамтағанда, ең төменгі, ең жоғары және орташа латенттілікті бөліп қарастыру қажет болуы мүмкін. Өнімділік – сақтаудан ақпаратты оқу немесе жазу жылдамдығы. Компьютерлік деректерді сақтауда өнімділік көбінесе секундқа мегабайт (МБ/с) арқылы беріледі, бірақ бит жылдамдығы да қолданылуы мүмкін. Латенттік уақыт сияқты, оқу және жазу жылдамдықтарын ажырату қажет болуы мүмкін. Сондай-ақ, реттік түрде медиаға қол жеткізу, кездейсоқ емес, әдетте максималды өнімділікті қамтамасыз етеді. Гранулярлық – қосымша кідіріс тудырмастан, мысалы, бірлік ретінде тиімді қол жеткізілетін ең үлкен дерек бөлігінің мөлшері. Сенімділік – әртүрлі жағдайларда бит мәнінің өздігінен өзгеру ықтималдығы немесе жалпы сәтсіздік деңгейі. Linux жүйесінде IO өнімділігін өлшеу үшін hdparm және sar сияқты қосымша құралдарды пайдалануға болады.

Энергияны пайдалану

Желдеткіштің жұмысын азайтатын сақтау құрылғылары белсенділік болмаған кезде автоматты түрде өшіріледі, ал аз қуатты қатты дискілер энергия тұтынуды 90 пайызға дейін төмендетуі мүмкін. 2,5 дюймдік қатты дискілер көбінесе үлкенірек дискілерге қарағанда аз қуат тұтынады. Төмен сыйымдылықты күйдегі қатты күйдегі дискілерде (SSD) қозғалмалы бөліктер болмайды және қатты дискілерге қарағанда аз қуат тұтынады. Жадының шегіне жетуді болдырмау үшін қолданылатын үлкен кэштер де көп қуатты тұтынуы мүмкін.

Қауіпсіздік

Толық диск шифрлау, томдық және виртуалды диск шифрлау, немесе файл/папка шифрлау көптеген сақтау құрылғылары үшін оңай қолжетімді. Жабдықтық жад шифрлауы Intel Architecture жүйесінде қолжетімді, ол Total Memory Encryption (TME) және көп кілтті беттік жад шифрлауын (MKTME) қолдайды, сондай-ақ 2015 жылдың қазан айынан бастап SPARC M7 буынында да бар.

Қауіптілік пен сенімділік

Деректерді сақтаудың әртүрлі түрлері әртүрлі іркілу нүктелеріне ие және болжамды ақаулықтарды талдаудың әртүрлі әдістері бар. Деректердің толық жоғалуына бірден әкелетін осалдықтар – механикалық дискілердегі бастың соқтығысуы және флэш-жадтағы электрондық компоненттердің бұзылуы.

Қателерді анықтау

Қатты дискілердің жақындап келе жатқан істен шығуы S.M.A.R.T. диагностикалық деректері арқылы, оның ішінде жұмыс істеген сағаттары мен қосылу саны бойынша бағалануы мүмкін, бірақ оның сенімділігі күмәнді. Флэш-жадтың жылдамдығы жинақталған қателердің салдарынан төмендеуі мүмкін, ал флэш-жад контроллері оларды түзетуге тырысады. Оптикалық тасымалдағыштардың жағдайы түзетілетін шағын қателерді өлшеу арқылы анықталады, олардың жоғары саны тасымалдағыштың нашарлауын және/немесе сапасының төмендігін көрсетеді. Көптеген қатарынан шағын қателер деректердің бұзылуына әкелуі мүмкін. Барлық өндірушілер мен оптикалық дискілердің модельдері қателерді сканерлеуді қолдамайды.

Сақтау құралдары

2011 жылға қарай, дерек сақтау үшін ең көп қолданылатын медиалар – жартылай өткізгіш, магниттік және оптикалық, ал қағаз әлі де шектеулі түрде қолданылады. Барлық флеш массивтер (AFAs) сияқты басқа да негізгі сақтау технологиялары әзірлеуге ұсынылып жатыр.

Жартылай өткізгіш

Жартылай өткізгіш жад ақпаратты сақтау үшін жартылай өткізгіш негізіндегі интегралды схемалар (IC) чипін пайдаланады. Деректер әдетте металл-оксидті-жартылай өткізгіш (MOS) жад жасушаларында сақталады. Жартылай өткізгіш жад чипінде миллиондаған жад жасушалары болуы мүмкін, олар кішкентай MOS өрістік эффектті транзисторлардан (MOSFET) және/немесе MOS конденсаторларынан тұрады. Жартылай өткізгіш жадтың ұшқыш және ұшқыш емес түрлері бар, біріншісі стандартты MOSFET-терді, ал екіншісі жүзуші қақпақ MOSFET-терді пайдаланады. Қазіргі заманғы компьютерлерде негізгі жад көбінесе динамикалық ұшқыш жартылай өткізгіштік кездейсоқ сәйкес жадтан (RAM) құралады, әсіресе динамикалық кездейсоқ сәйкес жадтан (DRAM). Ғасыр басынан бері флеш-жад деп аталатын ұшқыш емес жүзуші қақпақ жартылай өткізгіш жады үй компьютерлері үшін қосымша жад ретінде үнемі үлес қосып келеді. Ұшқыш емес жартылай өткізгіш жад сонымен қатар түрлі озық электрондық құрылғыларда және олар үшін арнайы жасалған компьютерлерде екінші жад ретінде қолданылады. 2006 жылдан бастап ноутбуктер мен үстел компьютерлерін өндірушілер флеш-негізгі қатты күйдегі дисктерді (SSD) екінші жад ретінде әдепкі конфигурация опциясы ретінде немесе дәстүрлі HDD-нің орнына пайдалана бастады.

Қағаз

Қағазға дерек сақтау, әдетте қағаз лента немесе перфокарта түрінде, автоматты өңдеу үшін ақпаратты сақтау үшін ұзақ жылдар бойы қолданылып келді, әсіресе жалпы мақсаттағы компьютерлер пайда болмас бұрын. Ақпарат қағаз немесе картонға тесіктер салып жазылып, механикалық (кейіннен оптикалық) оқылатын болды, сонда ортаның белгілі бір бөлігі толық па, әлде тесігі бар ма екені анықталды. Штрихкодтар сатылатын немесе тасымалданатын заттарға компьютер оқи алатын ақпаратты қауіпсіз бекітуге мүмкіндік береді. Басқа цифрлық деректерді сақтаумен салыстырғанда салыстырмалы түрде аз көлемдегі цифрлық деректерді өте ұзақ мерзімді сақтау үшін матрицалық штрихкод түрінде қағазға сақтауға болады, себебі қағаздың беріктігі көбінесе магниттік деректерді сақтаудан да жоғары болады.

Басқа сақтау құралдары немесе субстраттар

Вакуумдық түтік жады Уильямс түтігі катодты сәулелі түтікті, ал Селектрон түтігі ақпаратты сақтау үшін үлкен вакуумдық түтікті қолданды. Бұл негізгі сақтау құрылғылары нарықта қысқа ғұмыр сүрді, себебі Уильямс түтігі сенімсіз, ал Селектрон түтігі қымбат болды. Электроакустикалық жад Кешіктіру желісі жады ақпаратты сақтау үшін сынап сияқты заттағы дыбыс толқындарын пайдаланды. Кешіктіру желісі жады динамикалық, ұшпа жад, циклдық тізбекті оқу/жазу жады болып табылады және негізгі жад ретінде қолданылды. Оптикалық таспа – оптикалық сақтау үшін арналған орта, әдетте, үлгілерді жазуға және олардан оқуға болатын ұзын және тар пластик жолақтан тұрады. Ол кинолента және оптикалық дискілермен кейбір технологияларды бөліседі, бірақ екеуімен де үйлесімді емес. Бұл технологияны дамытудың себебі магниттік таспалар мен оптикалық дискілерге қарағанда әлдеқайда үлкен сақтау сыйымдылығына қол жеткізу мүмкіндігі болды. Фазалық өзгеріс жады ақпаратты X–Y координатты матрицада сақтау үшін фазалық өзгеріс материалының әртүрлі механикалық фазаларын пайдаланады және материалдың электрлік кедергісінің өзгеруін бақылап ақпаратты оқиды. Фазалық өзгеріс жады ұшпа жад, кездейсоқ кірумен оқу/жазу жады болып табылады және негізгі, екінші және қосымша жад ретінде қолданылуы мүмкін. Көптеген қайта жазылатын және көптеген бір рет жазылатын оптикалық дискілер ақпаратты сақтау үшін фазалық өзгеріс материалынан пайдаланады. Голографиялық деректерді сақтау ақпаратты кристалдар немесе фотополимерлердің ішінде оптикалық түрде сақтайды. Голографиялық сақтау сақтау ортасының толық көлемін пайдалана алады, оптикалық дискілерден айырмашылығы, олар беттік қабаттардың шектеулі санымен ғана шектеледі. Голографиялық сақтау ұшпа жад, тізбекті кірумен, бір рет жазу немесе оқу/жазу жады болып табылады. Ол екінші және қосымша жад ретінде қолданылуы мүмкін. Голографиялық әмбебап дискі (HVD) қараңыз. Молекулалық жад электр зарядын сақтай алатын полимерде ақпаратты сақтайды. Молекулалық жад, әсіресе, негізгі жад ретінде қолайлы. Молекулалық жадтың теориялық сақтау сыйымдылығы шаршы дюймге 10 терабит (16 Гбит/мм2) құрайды. Магниттік фотоөткізгіштер магниттік ақпаратты сақтайды, оны аз жарықпен өзгертуге болады.

Артықшылық

Биттер тобының ақаулықтары қателерді анықтау және түзету механизмдерімен (жоғарыда қараңыз) шешілсе де, сақтау құрылғысының ақаулығына басқаша шешімдер қажет. Көптеген сақтау құрылғылары үшін келесі шешімдер жиі қолданылады және жарамды:

Құрылғыны көшіру (репликациялау) – Мәселені шешудің кең таралған тәсілі – құрылғы мазмұнының толық көшірмесін басқа құрылғыда (әдетте бірдей типте) үнемі сақтау. Мұның кемшілігі – сақтау көлемі екі есеге артады, сондай-ақ екі құрылғының (көшірмелердің) бір уақытта жаңартылуын қажет етеді, бұл қосымша шығындар мен ықтимал кешігулерге әкеледі. Артықшылығы – екі тәуелсіз процесспен бір деректер тобын бір уақытта оқу мүмкіндігі, бұл өнімділікті арттырады. Көшірілген құрылғылардың бірінде ақаулық анықталса, екінші көшірме жұмыс істей береді және басқа құрылғыда жаңа көшірме жасау үшін пайдаланылады (әдетте, осы мақсатқа арналған қосалқы құрылғылар жиынтығында қол жетімді болады).

Тәуелсіз дискілер массиві (RAID) – Бұл әдіс жоғарыда аталған құрылғыны көшіруді кеңейтеді, құрылғылар тобындағы бір құрылғының істен шығуына және мазмұны қалпына келтіріліп ауыстырылуына мүмкіндік береді (құрылғыны көшіру – n=2 RAID). RAID топтары n=5 немесе n=6 жиі қолданылады. n>2, n=2-мен салыстырғанда сақтау көлемін үнемдейді, бірақ тұрақты жұмыс кезінде (көбінесе өнімділік төмендеуімен) және ақаулы құрылғыны ауыстыру кезінде көбірек процессорлық қуат қажет болады. Құрылғыны көшіру және стандартты RAID құрылғылар тобындағы бір құрылғының істен шығуын басқаруға арналған. Дегенмен, егер RAID тобы бірінші ақаулықтан толыққанды қалпына келмей тұрып екінші ақаулық орын алса, деректер жоғалуы мүмкін. Бір құрылғының істен шығу ықтималдығы әдетте төмен. Сондықтан, уақыт жақын аралығында RAID тобында екі құрылғының істен шығу ықтималдығы одан да төмен болады (шамамен, ықтималдықтың квадраты, яғни, өзіне көбейтіледі). Егер деректер базасы тіпті осындай төмен ықтималдылықтағы деректер жоғалуына төзбесе, RAID тобының өзі көшіріледі (репликацияланады). Көп жағдайларда мұндай көшіру географиялық тұрғыдан алыс, басқа сақтау массивінде жасалады, бұл апаттардан қалпына келтіруге көмектеседі (жоғарыда апаттардан қалпына келтіру қарастырылған).

Желіге қосылу мүмкіндігі

Екінші немесе үшінші деңгейдегі сақтағыш компьютер желілерін пайдалана отырып, компьютерге қосылуы мүмкін. Бұл түсінік бастапқы сақтағышқа қатысты емес, ол бірнеше процессорлар арасында аз дәрежеде бөліседі. Тікелей қосылған сақтағыш (DAS) – ешқандай желі қолданбайтын дәстүрлі жаппай сақтағыш. Бұл әлі де ең көп таралған тәсіл. Бұл ретроним NAS және SAN-мен бірге соңғы кезде пайда болды. Желіге қосылған сақтағыш (NAS) – компьютерге қосылған, басқа компьютерлер оған жергілікті желі, жеке кең аймақтық желі немесе онлайн файл сақтау болған жағдайда Интернет арқылы файл деңгейінде қол жеткізе алатын жаппай сақтағыш. NAS көбінесе NFS және CIFS/SMB протоколдарымен байланысты. Сақтау аймақтық желісі (SAN) – басқа компьютерлерді сақтау сыйымдылығымен қамтамасыз ететін арнайы желі. NAS пен SAN арасындағы басты айырмашылық – NAS клиенттік компьютерлерге файлдық жүйелерді ұсынады және басқарады, ал SAN блок адрестеу (қайнаған) деңгейінде қол жеткізуді қамтамасыз етеді, соның ішінде берілген сыйымдылық шегінде деректерді немесе файлдық жүйелерді басқаруды қосатын жүйелерге қалдырады. SAN көбінесе Fibre Channel желілерімен байланысты.

Роботтық сақтау

Роботтық үшінші деңгейдегі сақтау құрылғыларында көптеген жеке магниттік таспалар, оптикалық немесе магнитооптикалық дискілер сақталуы мүмкін. Таспалық сақтау саласында олар таспалық кітапханалар, ал оптикалық сақтау саласында оптикалық жукбокс немесе оптикалық дискілік кітапханалар деп аталады. Тек бір жетекші құрылғысы бар технологияның ең кіші түрлері автожүктегіштер немесе автоматты ауыстырғыштар деп аталады. Роботтық қолжетімді сақтау құрылғыларында әрқайсысы жеке медианы сақтайтын бірнеше ұялар болуы мүмкін, және әдетте ұяларды аралап, медианы құрастырылған жетектерге жүктейтін бір немесе бірнеше таңдау роботтары болады. Ұялар мен таңдау құрылғыларының орналасуы өнімділікке әсер етеді. Мұндай сақтаудың маңызды сипаттамалары – кеңейту мүмкіндіктері: ұяларды, модульдерді, жетектерді, роботтарды қосу. Таспалық кітапханалар 10-нан 100 000-нан астам ұяға ие болуы мүмкін және терабайт немесе петабайт көлемінде жақын желілік ақпаратты қамтамасыз етеді. Оптикалық жукбокстар көбінесе кішірек шешімдер болып табылады, 1000-ға дейін ұясы бар. Роботтық сақтау деректерді сақтық көшірмелеу үшін, сондай-ақ бейнелеу, медициналық және бейне өнеркәсіптерінде жоғары сыйымдылықтағы архивтерді сақтау үшін қолданылады. Иерархиялық сақтауды басқару – ұзақ уақыт пайдаланылмаған файлдарды жылдам қатты дискілік сақтаудан кітапханаларға немесе жукбоксқа автоматты түрде көшірудің ең танымал архивтеу стратегиясы. Егер файлдар қажет болса, олар дискіге қайта жүктеледі.