هاردوير

مصطلحات تقنية: وحدات التخزين.. القطعة التي لا يُمكنك الاستغناء عنها!

منذ شهر - بتاريخ 2021-09-16

هل تحتاج لمعرفة المزيد عن وحدات التخزين؟

لا شك أن ظهور منصات الألعاب من الجيل الجديد مثل PS5 و XBOX Series X ساعدت كثيراً في تغيّرت الكثير من المفاهيم الخاصة بعالم التقنية. فبعد أن كانت وحدات التخزين من الحالة الصلبة والمعروفة إختصاراً باسم SSD أو Solid State Device والبعض يُطلق عليها Solid State Drive، هي ضرب من الخيال بالنسبة للكثيرين، فقد تطور فهم جزء كبير من مُتابعي التقنية للإقتناع أخيراً بأن المُستقبل هو لهذه الوحدات التخزينية المُميزة لا محالة.

وكما كان الأمر من قبل مع الشرائط الممغنطة  Tape، ثم الأقراص المرنة Floppy Disk ، ثم الأقراص الضوئية المضغوطة Compact Disk بعد ذلك، والتي أصبحت جميعها "تقريباً" في طيّ النسيان، فإن الوضع قد يكون نفسه لوحدات التخزين أو دعونا نقول أقراص التخزين الصلبة أو الـ HDD بعد فترة من الزمن، والتي على أقل تقدير ستُزاحمها وحدات التخزين من الحالة الصلبة لا محالة في المُستقبل القريب. فما هي القصة، وكيف بدأت وحدات التخزين ؟. وللإجابة على هذا التساؤل عزيزي القارئ، دعني آخذك إذا اليوم في رحلة جديدة داخل سلسلة المُصطلحات التقنية، نتعرّف فيها معاً على وحدات التخزين، القطعة التي لا يُمكنك الإستغناء عنها !..

ما هو تخزين البيانات ؟

يُشير مُصطلح "تخزين البيانات" إلى القردة على الاحتفاظ بالبيانات بشكل كهرومغناطيسي أو أشكال أخرى باستخدام أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة الإلكترونية بشكل عام. ويتم الاحتفاظ بالمعلومات بتنسيق رقمي ويمكن استردادها والوصول إليها في وقت لاحق. ومع مرور الزمن إختلفت الأساليب والتقنيات المستخدمة لتخزين البيانات اختلافًا كبيرًا ، بدءًا من التخزين التقليدي مثل تخزين البيانات على قطع الهاردوير الصلبة، ووصولاً إلى الأساليب والتقنيات الجديدة مثل وسائل التخزين السحابي. ويتم تخزين بعض البيانات بشكل مؤقت والبعض الآخر يتم تخزينه لفترة طويلة من الزمن. وتظل معظم البيانات داخل الكمبيوتر أو الجهاز ، بينما يتم تصنيع البيانات الأخرى لتكون محمولة ويمكن استخدامها على أجهزة مختلفة أو الاحتفاظ بها في أماكن أخرى. لذا فمُصطلح التخزين هو مُصطلح واسع المجال، وهناك العديد من أشكال تخزين البيانات التي يمكن أن تكون مثالية لأغراض مختلفة.

ولكننا اليوم سنتحدث فقط عن وحدات التخزين المعروفة والمشهورة للحواسيب الشخصية، والتي بدأ من عندها كل شئ !

لمحة تاريخية

البطاقات المثقوبة Punched Cards

منذ حوالي قرنين من الزمان، كانت البطاقات المثقوبة هي أول الجهود المبذولة في مجال تخزين البيانات بلغة الآلة. حيث تم استخدام البطاقات المثقبة لتوصيل المعلومات إلى الأجهزة "قبل" تطوير أجهزة الكمبيوتر. تحتوي البطاقة المثقوبة على حوالي 80 حرفًا ، لذلك لا يمكن حتى للتغريدة الكاملة أن تتناسب مع واحدة من تلك البطاقات. ويعود تاريخ البطاقة المثقوبة إلى القرن التاسع عشر ، عندما تم استخدامها لبرمجة الأجهزة الميكانيكية مثل النول وآلات البيانو. كما وقد كانت البطاقات المثقوبة شائعة الاستخدام لبرمجة الكمبيوتر خلال الثمانينيات. وعلى الرغم من أن البطاقات المثقبة أصبحت قديمة كوسيلة تسجيل ، إلا أنك قد تتفاجئ عزيزي القارئ عند معرفة أننا ما زلنا نستخدم البطاقات المثقبة لتخزين البيانات اليوم !، بل وبشكل أساسي في الاختبارات الموحدة وعمليات التصويت.

وفي عام 1837 ، بعد ما يزيد قليلاً عن 100 عام ، اقترح تشارلز باباج المحرك التحليلي ، وهو آلة حاسبة بدائية بأجزاء متحركة ، والتي تستخدم بطاقات مثقبة للتعليمات والردود. وقد طور هيرمان هوليريث هذه الفكرة ، وجعل المحرك التحليلي حقيقة واقعة من خلال جعل الثقوب تمثل ، ليس فقط سلسلة من التعليمات ، ولكن البيانات المخزنة التي يمكن للآلة قراءتها. قام بتطوير نظام معالجة بيانات البطاقات المثقوبة للتعداد السكاني الأمريكي لعام 1890 ، ثم بدأ شركة Tabulating Machine في عام 1896.  وبحلول عام 1950 ، أصبحت البطاقات المثقوبة جزءًا لا يتجزأ من الصناعة والحكومة الأمريكية.

الأسطوانة المغناطيسية 

وبمرور السنوات، وتحديداً في عام 1932 تمت خطوة جديدة وكبيرة لحلول التخزين عن طريق المغناطيس. حيث احتوت الأسطوانة المغناطيسية الأولى على 48 كيلو بايت،  أي ما يُمكنه تخزين حوالي خمسة ملفات بتنسيق  doc. ففي ذلك العام، اخترع Gustav Tauschek الذاكرة الإسطوانيةDrum memory  في الأصل في عام 1932 ، ولكن ذاكرة الأسطوانة المغناطيسية لم تُستخدم في الحوسبة حتى طورها خبراء فك الشفرات في البحرية الأمريكية خلال الحرب العالمية الثانية. يبلغ طول الطبلة الواحدة 16 بوصة وتحتوي على 40 مسارًا تدور بسرعة 12500 دورة في الدقيقة. وقد واصلت مؤسسة الأبحاث الهندسية (ERA) تطوير التكنولوجيا من خلال مشروع أطلس الخاص بهم. تتكون الذاكرة الإسطوانية من أسطوانة معدنية طويلة مطلية بمادة مغناطيسية ، مع وجود صفوف من رؤوس القراءة والكتابة على محور الأسطوانة. تم استخدام هذا النوع من الذاكرة في السابق كجهاز تخزين أساسي وظل شائعًا في الحوسبة خلال الخمسينيات والستينيات، ولكنه يُستخدم الآن كجهاز تخزين إضافي.

أنبوب ويليامز كيلبورن

يُعتبر أنبوب ويليامز كيلبورن هو الشكل الأول لذاكرة الوصول العشوائي أو  (RAM). حيث احتوت الأنابيب الأولى على 1024 بت ، أو 128 بايت ، والتي يمكن أن تتسع لحوالي 128 حرفًا، والتي ستحتاج إلى 72 منهم على الأقل لتخزين ملف صورة JPG واحد. تميز أنبوب ويليامز كيلبورن ، الذي تم اختراعه عام 1947 ، بأول شكل إلكتروني بالكامل لتخزين البيانات. وقد كان طول الجهاز 16 بوصة وعرضه 6 بوصات ، وقد تم تخزين البيانات عن طريق عرض شبكة من النقاط على أنابيب أشعة الكاثود وإرسال شحنة ثابتة عبر الأنابيب. وعلى الرغم من أن التكنولوجيا كانت ثورية في ذلك الوقت، إلا أنها لم يدم استخدامها طويلاً ، حيث تم تطوير التكنولوجيا الفائقة بعد فترة وجيزة. لا يزال غير معروف عمليا اليوم.

اقرأ أيضاً : كيف بدأ الحاسوب: ما هو الكمبيوتر وما هي مبادئه الأساسية (الجزء الأول)

مُحرّك الأشرطة المغناطيسي

في الستينيات من القرن الماضي، وتحديداً في عام1951  تم إختراع محرك الشريط المغناطيسي أو كما نُطلق نحن عليه إختصاراً شريط الكاسيت. وقد احتوت لفة الشريط التي يبلغ طولها 1200 قدمًا على 230 كيلوبايت من البيانات ، أو حوالي 10 ملفات PDF أو 23 ملفًا بتنسيق  doc. تم اختراع الشريط المغناطيسي في ألمانيا عام 1928 ، وقد تم استخدامه لأول مرة لتخزين البيانات في عام 1951 على حواسيب  Eckert-Mauchly UNIVAC I. وقد استخدمت محركات الأشرطة محركات لف الشريط المغناطيسي لتقوم بتحريكه من البكرة الأولى للبكرة الثانية، وذلك أثناء تمرير رأس شريط للقراءة أو الكتابة أو الرأس الخاص بمسح البيانات. ومع مرور الوقت تطورت عملية إحكام هذه التقنية بشكل أكبر، حيث كانت الإصدارات الأكثر إحكاما من هذه التقنية شائعة خلال الثمانينيات، مثل VHS وشريط الكاسيت. وفي وقتنا الحالي، يتم استخدام الشريط المغناطيسي بشكل أقل وأقل للنسخ الاحتياطي اليومي، ولكن نظرًا لطبيعته غير المكلفة، فإنه لا يزال يستخدم لأرشفة البيانات اليوم !.

القلب المغناطيسي Magnetic Core أو الذاكرة الأساسية المغناطيسية

تم إختراع القلب المغناطيسي أو Magnetic Core وهو معيار جديد تماماً للتخزين في وقته في نفس العام الذي تم الكشف فيه عن محرك الأشرطة المغناطيسي. وقد تم استخدام النُسخة الأولى منه في الكمبيوتر لتخزين ما يزيد قليلاً عن 2 كيلو بايت من البيانات. أي تقريبًا ما يُساوي حجم ملف صورة PNG صغير أو 2000 حرف من النص. تم اختراع الذاكرة الأساسية المغناطيسية في عام 1951 ، وتم استخدامها لأول مرة في كمبيوتر  MIT Whirlwind. وتعمل الذاكرة الأساسية عن طريق تخزين جزء واحد من البيانات على حلقات أو خواتم مغناطيسية صغيرة. وكلما زاد عدد هذه الحلقات المغناطيسية التي تحزمها في الذاكرة الأساسية ، زادت البيانات التي يمكنك تخزينها عليها. كانت الذاكرة الأساسية هي المعيار الأساسي في الحوسبة من عام 1955 إلى عام 1975. ومؤخراً في عام 2004 ، تم العثور على نظام ذاكرة أساسي مغناطيسي لا يزال قيد الخدمة في أنظمة التحكم الهاتفي. كما أن هذه الوسيلة التخزينية العتيقة لا تزال تستحوذ على اهتمام المتحمسين المعاصرين اليوم.

محرك الأقراص الصلبة (HDD)

مع سعة تخزين تبلغ 3.75 ميجابايت ، كانت لدى محركات الأقراص الصلبة الأولى "الثورية في وقتها" مساحة تخزين كافية لاستيعاب ملف mp3 كامل ، أو 45 ثانية من الفيديو منخفض الدقة ، أو 5 ملايين حرف من النصوص الكتابية.  وقد كان محرك الأقراص الصلبة ، الذي قدمته شركة IBM لأول مرة في عام 1956 ، يزن أكثر من طن وكان بحجم الثلاجة تقريباً. يقوم محرك الأقراص الثابتة بتخزين البيانات على قرص أو أقراص معدنية مغناطيسية تدور بسرعة كبيرة للغاية. وكما نعلم جميعاً فلا تزال مُحرّكات الأقراص الصلبة موجودة في كل مكان اليوم، حيث أصبحت الطرز المحمولة أصغر حجمًا ، مع سعة تخزين أعلى ، كل عام. ومع مرور الوقت، ظهرت لدينا وحدات التخزين ذات الحالة الصلبة والمعروفة باسم الـ(SSD)، والتي أصبحت بلا شك المعيار الجديد الذي سيسود الساحة بسبب سرعته الفائقة في وقت قريب.

 

التسلسل الهرمي للتخزين

 التخزين الأساسي

التخزين الأساسي هو الوسيط الذي يحتفظ بالذاكرة ويمكن تصنيفه على أنه متقلب أو مُتطاير "Volatile" أو غير متطاير "non-Volatile".  ويشار إلى هذا النوع من التخزين أيضاً باسم الذاكرة الرئيسية والتخزين الرئيسي والذاكرة الداخلية والذاكرة الأساسية (main memory, main storage, internal memory, and primary memory).  وعلى كل حال يحتوي التخزين الأساسي على البرامج والتطبيقات المستخدمة حاليًا لفترات زمنية قصيرة أثناء عمل الحاسب أو الجهاز الإلكتروني بشكل عام. ويوفر هذا النوع من التخزين وصولاً سريعًا ومباشرًا إلى وحدة المعالجة المركزية ، مما يسمح للبرامج النشطة بتقديم أداء مثالي وفعال.  

أحد الأمثلة الشائعة على هذا النوع من التخزين هو ذاكرة الأجهزة المدمجة، مثل ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج L1 ، وذاكرة الوصول العشوائي أو (RAM) وهي ذاكرة متقلبة "Volatile".  وتفقد ذاكرة الوصول العشوائي البيانات بمجرد إيقاف تشغيل الكمبيوتر أو الجهاز عن مصدر الطاقة. بينما "على سبيل المثال" ذاكرة الفلاش في وحدات التخزين ذات الحالة الصلبة غير متطايرة لأن البيانات تظل حتى بعد أن يفقد الجهاز الطاقة.

التخزين الثانوي

يُشير مُصطلح التخزين الثانوي إلى تلكالأجهزة التي تحتوي على تخزين غير متطاير أو وسائط لا يمكن الوصول إليها باستمرار بواسطة نظام الكمبيوتر الخاص بك إلا حسب رغبتك.  يشار إليها أيضًا باسم الذاكرة الثانوية والذاكرة الخارجية والتخزين الإضافي (secondary memory, external memory, and auxiliary storage).  ويحتفظ هذا النوع من التخزين بالبيانات بشكل دائم حتى يتم استبدالها أو حذفها.  وتتضمن أمثلة التخزين الثانوي وحدات التخزين المحمولة  flash drives، ومحركات الأقراص الثابتة بنوعيها الداخلية HDDو SSD و الخارجية external HDD، والأقراص المضغوطة وأقراص الـ DVD.

حتى تعمل، يجب إدخال هذه الوسائط والأجهزة أو توصيلها بجهاز كمبيوتر ليتمكن النظام من الوصول إليها.  ويتم استخدام هذا النوع من التخزين بشكل شائع لنسخ البيانات احتياطيًا نظرًا لأنها غير متصلة دائمًا بالكمبيوتر.

التخزين من الدرجة الثالثة أو Tertiary Storage

عادة ما يتضمن التخزين من الدرجة الثالثة أو الذاكرة من الدرجة الثالثة آلية عمل آلية بالكامل. واعتمادًا على متطلبات النظام ، سيقوم هذا النوع من التخزين بتركيب وتفكيك الملفات كبيرة السعة القابلة للإزالة في جهاز تخزين.  وغالبًا ما يتم نسخ هذه البيانات إلى وسائل التخزين الثانوي قبل الاستخدام. يشمل التخزين من الدرجة الثالثة الأقراص الضوئية والأشرطة البصرية والأشرطة المغناطيسية (optical disks, optical tapes, and magnetic tapes).  وتتكون هذه الأجهزة من محركات تخزين ثابتة ووحدات وسائط قابلة للإزالة. إذا كانت هناك وحدة وسائط في محرك التخزين ، فسيتم إخراج وحدة الوسائط القديمة ، ثم يتم تحميل وحدة الوسائط الجديدة على محرك الأقراص.

وبشكل عام، يوفر التخزين الأساسي عمومًا وصولاً أسرع من التخزين الثانوي نظرًا لقرب الجزء العتادي لهذا التخزين من معالج الكمبيوتر، بالإضافة للسرعة الأكبر للتواصل. ولكن من ناحية أخرى ، يمكن أن يحتوي التخزين الثانوي على بيانات أكثر بكثير من التخزين الأساسي. حيث يعمل التخزين الثانوي أيضًا على نسخ البيانات غير النشطة إحتياطياً، ليُبقيها متاحة بشكل كبير في حالة الحاجة إليها مرة أخرى.

أنواع أجهزة / وسائط تخزين البيانات

تتمتع وسائط أو وسائل تخزين البيانات بمستويات متفاوتة من السعة والسرعة. وتشمل هذه الوسائط ذاكرة التخزين المؤقت أو ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) أو الذاكرة الرئيسية؛ الأشرطة شريط المغناطيسية والأقراص المغناطيسية ؛ والأقراص الضوئية مثل الأقراص المضغوطة CD وأقراص DVD وأقراص Blu-ray . وتشمل الأنواع الرئيسية لوسائط التخزين المستخدمة في وقتنا الحالي محركات الأقراص الثابتة (HDDs) ، ووحدات التخزين من الحالة الصلبة ، ووسائل التخزين الضوئي والشرائط.

في الماضي، كانت كل وسائط التخزين الأساسية في الحاسب تحوي أجزاء متحركة أو moving parts، والتي كان هدفها الرئيسي هو تحريك أقراص تخزين البيانات حتي يقرؤها الحاسب. فكانت وسائط التخزين تلك ما هي الا شرائط ملفوفة أو اقراص دائرية رفيعة وكانت كلها تتحرك في حركة دورانية .. وكانت بداية وحدات التخزين تلك مع الشرائط الممغنطة Tape، ثم الأقراص المرنة Floppy Disk التي تنثني لذلك سميت مرنة، ثم الأقراص الضوئية المضغوطة Compact Disk التي يتم ضغطها فيزيائيا لذلك سميت مضغوطة واشتهرت باسم CD، ثم الأقراص الصلبة Hard Disk التي لا تنثني لذلك سميت باسم الصلبة واشتهرت باسم HD... الخ. وكل هؤلاء يحتاجون محركا motor يسوق دوران الأقراص او الشرائط، ومع الدوران يتم استخراج البيانات.

ولأن كل هذه الوسائط تحتاج الي محرك، فلقد سميت الأجهزة التي تقوم بقراءة تلك الوسائط باسم مٌحرك Drive أو سواقة، مثل سواقة الشريط Tape Drive، و سواقة الأقراص المرنة Floppy Disk Drive، وسواقة الأقراص المضغوطة Compact Disk Drive .. وسواقة الأقراص الصلبة Hard Disk Drive.

وهذه الأخيرة بالذات مثلت خروجا عن المألوف، لأنها كانت تحوي المحرك بداخل وحدة التخزين نفسها، ولا تحتاج الي جهاز آخر كي يقرؤها، بل تقرأ نفسها بنفسها .. الشريط Tape يحتاج لجهاز قراءة شرائط، والقرص المرن Floppy و المضغوط Compact يحتاجون الي جهاز مختص لقراءتهم، جهاز به المحرك motor الذي سيحرك تلك الوسائط .. بينما القرص الصلب Hard لا يحتاج، لأنه يحوي محركه بداخله، لذا يقرأ ذاته بذاته.

ولقد اشتهرت سواقة الأقراص الصلبة Hard Disk Drive باختصار HDD. وهو الاختصار الذي شاع استخدامه أكثر بكثير من HD.

محركات الأقراص الصلبة HDD

تستخدم مُحركات الأقراص الصلبة الدوارة أطباق مكدسة فوق بعضها البعض مغلفة بوسائط مغناطيسية مع رؤوس أقراص تقرأ البيانات وتكتبها إلى الوسائط. تُستخدم محركات الأقراص الثابتة على نطاق واسع في أجهزة التخزين في أجهزة الكمبيوتر الشخصية والخوادم وأنظمة تخزين المؤسسات .

عادةً ما يكون محرك الأقراص الصلبة هو جهاز تخزين البيانات الرئيسي الأكبر من حيث الحجم في الكمبيوتر. يشار إليه باسم HD أو HDD أو محرك الأقراص الصلبة. يتم تثبيت محرك الأقراص الصلبة داخليًا ويتم توصيله مباشرة بوحدة التحكم في الأقراص في اللوحة الأم للكمبيوتر عن طريق نواقل البيانات. وباستخدام رأس مغناطيسي ، تتم كتابة البيانات على الأطباق الميكانيكية وتتحرك بسرعة فوقها أثناء دورانها.  وتتضمن أمثلة البيانات المخزنة في محرك الأقراص الصلبة أنظمة التشغيل (والتي بدأ الكثير حالياً بتثبيتها على وحدات التخزين من الحالة الصلبة SSD) والملفات الشخصية للمستخدم والبرامج المثبتة والملفات الأخرى.

على عكس ذاكرة التخزين الرئيسية مثل الرام، يُخزّن محرك الأقراص الصلبة بيانات المستخدم ويحافظ عليها حتى عند إيقاف تشغيله. لهذا السبب بإمكانك الوصول إلى جميع البيانات حتى إذا قمت بإعادة تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك. وتُعد سعة محرك الأقراص الصلبة أيضًا عاملاً مهماً في تحديد الجهاز القادم (هاتف أو كمبيوتر محمول) الذي يجب شراؤه. إذا كان هناك الكثير من سعة التخزين ، فيمكنه التعامل مع المزيد من البيانات. وعلى عكس وحدات التخزين ذات سعة التخزين الصغيرة ، والتي تستطيع عادة أن تمتلئ بالملفات بشكل أسرع. إلا أن الـ HDD قادر على تخزين الكثير من البيانات بسعر أرخص بكثير للجيجابايت الواحدة. فمن الناحية الحسابية، تُعد محركات الأقراص الصلبة أرخص من وحدات التخزين ذات الحالة الصلبة. حيث تبلغ تكلفة محركات الأقراص الصلبة حوالي 0.2 دولار - 0.03 دولار لكل جيجابايت في المتوسط.

كيف يتم تحديد سرعة القرص الصلب

في السابق كانت سرعة الأقراص الصلبة تتحدد بسرعة دوران الأقراص او الاطباق بالداخل، وبعدد هذه الأطباق وبمساحة التخزين علي كل طبق أو قرص، والكثير من العوامل الاخري. لكنها حاليا لا تتحدد الا بعاملين أو ثلاثة فقط: سرعة دوران الاطباق أو الاقراص Spindle Speed. والسرعة العظمي حاليا هي 7200 لفة بالدقيقة، اما السرعة الدنيا فهي 5400 لفة، و حجم الذاكرة المساعدة Cache، والذي وصل حاليا الي 256MB.

العامل الثالث مثير للجدل حاليا وغير محسوم حتي الآن، وهو عدد الأقراص بداخله Platter Number، البعض يقل انه كلما قل عدد الأقراص زادت السرعة، والبعض يقول بالعكس.في كل الأحوال يجب عليك أولا كمستخدم أن تحدد اولوية استخدامك، هل تريد القرص للتخزين الاحتياطي backup بالأساس؟ في هذه الحالة يمكنك الرضي بأقل القليل، يمكنك شراء قرص صلب خارجي بسرعة دوران قليلة 5400 لفة أو أي قرص داخلي موفر للطاقة، مثل أقراص WD Green و WD Blue و Seagate Barracuda .. وهذه كلها تأتي بأسعار قليلة.

يجب علي المستخدم معرفة نوع تقنية التخزين أيضا قبل الشراء، فالأقراص التي تعمل بتقنية المغنطة المرقطة SMR تكون أبطأ كثيرا من الأقراص التي تستعمل تقنية المغنطة العادية CMR، لذا فيجب علي كل مستخدم التأكد من أن القرص يعمل بـ CMR فقط.

وحدات التخزين من الحالة الصلبة SSD

من خلال الاستفادة من الذاكرة المستندة إلى الفلاش، تعمل وحدات التخزين من الحالة الثابتة بشكل أسرع وأكثر سلاسة مقارنة بالأقراص الصلبة التقليدية. لذا فيُمكننا القول أن وحدات التخزين من الحالة الصلبة أو SSD هو نوع من وسائط التخزين التي تخزن البيانات الدائمة على شرائح ذاكرة فلاش ، مثل وحدات الفلاش USB أو ذاكرة الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية الرفيعة. ومقارنة بسواقة الأقراص الصلبة HDD، فهذا النوع من وسائط التخزين هو نوع أحدث وأسرع من الأجهزة يحتفظ بالبيانات حتى بدون طاقة. ونظرًا لأن الـ SSD لا يتعين عليه انتظار أي نوع من الأطباق للدوران إلى النقطة الصحيحة، فإنه يستطيع الوصول إلى المعلومات بسرعة عالية. حيث يمكن للجهاز الوصول إلى جميع شرائح الذاكرة على الفور في نفس الوقت.

وفي الوقت الحالي يمكننا القول أن الأقراص الصلبة التي تأتي بمعامل شكل M.2 وتقنية NVME الجديدة (وهي اختصار Non Volatile Memory Express) هي الأقراص الصلبة الأفضل على الاطلاق ، والتي ستتيح لك الأداء الأفضل مع الألعاب ببساطة لأن سرعة نقل البيانات فيها كبيرة للغاية ، حيث أنها يمكنها أن تصل الى 7000 ميجابايت لسرعات القراءة والكتابة مع بعض الأقراص باهظة الثمن .

وحتى أزيل عنك الارتباك الذي قد يحصل بسبب هذه المسميات الكثيرة يمكنك أن تنظر الى الفروق كالتالي : حالياً هناك نوعان من وحدات التخزين الأساسية في تخزين البيانات بشكل دائم للحاسب وهي وحدات SSD الأسرع وسواقات HDD الأكثر بطئاً . أقراص HDD يتم توصيلها بمنافذ SATA أو SAS وتستطيع هذه المنافذ استخدام السرعة الكاملة لهذه الأقراص والتي تعتمد بدورها على سرعة دوران الأقراص وتُقاس بالـRPM. أما وحدات الـ SSD فقد كانت في البداية تعمل على منافذ SATA بسرعة أقٌل من سرعتها الحقيقية (بالرغم من أنها أسرع بخمس مرات من وحدات الـHDD) ولذلك كان لابد من توصيلها على منافذ أكثر سرعة ، وهي المنافذ التي تستخدم خطوط PCI Express . ولذلك تم اطلاق معيار توصيلي جديد وهو معيار توصيل NVME الأحدث ، الذي تأتي به وحدات التخزين من الحالة الصلبة الجديدة والتي تأتي بمعامل الشكل M.2 على سبيل المثال .

ولكن ماهو M.2 وكل هذا الهراء ؟!

ومعامل الشكل هو ماهو الا تصميم البطاقة ، فأقراص الHDD مثلاً تأتي بمعامل الشكل 3.5 بوصة ، في حين أن وحدات التخزين من الحالة الصلبة SSD القديمة التي كانت تعتمد على معيار SATA تأتي بمعامل الشكل 2.5 بوصة بل وحتى M.2 (فقط لتوفير بعض المساحة في جهازك) ، وأخيراً وحدات التخزين من الحالة الصلبة من معيار NVME والتي تأتي بمعامل الشكل M.2 .

وكمحاولة لتوضيح الأمر أكثر ، فإن كلاً من وحدات M.2 SATA SSD و وحدات M.2 NVME PCIE يتم تركيبها على اللوحة الأم مباشرة من خلال مقابس خاصة بها ، أو يمكن تركيبها عن طريق بطاقات توسعة مخصصة لذلك يتم توصيلها في فتحات PCIE ومن ثم تركيب وحدات التخزين عليها .

المميز أيضاً في وحدات التخزين التي تأتي بمعيار NVME هو أنها ليس فقط توفر سرعة أكبر فحسب ، ولكنها تأتي أيضاً في الوقت الحالي مع مساحات كبيرة وبأسعار ممتازة حسب السرعة بالطبع . لذلك فالوضع لم يعد مثل السابق حيث كانت وحدات التخزين من الحالة الصلبة رفاهية لا يستطيع الجميع التمتع بها . وقد يقاطعني أحدهم ويقول لي أن هذه الأقراص غالية أو باهظة الثمن ، ولكن لما لا ننظر للموضوع من جانب أخر . أنت تقوم بشراء البطاقة الرسومية بأسعار تتراوح بين ال200 دولار وأكثر ، ذواكر الوصول العشوائي بأسعار تصل الى ما فوق ال100 دولار في حالة قمت بشراء ذاكرة وصول عشوائي بحجم 16GB DDR4 مثلاً . ووحدات NVME الأن تتوفر بأسعار أقل حتى من 100 دولار حسب مساحتها ، لذلك فلا يمكننا أن نقول أن سعرها مرتفع بعد الان .

ومن الجانب المُشرق، تعمل وحدات التخزين ذات الحالة الثابتة  SSD، بشكل عام ، على جعل تشغيل الأنظمة أسرع. حيث إنها تجعل تجربة العمل أو تصفح الويب على جهاز كمبيوتر شخصي أو جهاز Mac أكثر استجابة وسرعة. وغالبًا ما تعتمد الشركات التي تركز على بيئات البرمجة أو تحليل البيانات على هذا النوع من وحدات التخزين، وذلك نظرًا لأنهم يعملون بكميات هائلة من البيانات ، لذا فإن أوقات الوصول وسرعات نقل الملفات أمر بالغ الأهمية. وبصرف النظر عن ذلك ،توفر وحدات الـ SSD كما نعلم أداء ألعاب أفضل كثيراً. وهو ما جعلها معيار التخزين الرئيسي في منصات الألعاب المنزلية من الجيل الأخير. ونظرًا لأن لديها متطلبات طاقة منخفضة ، تساهم وحدات التخزين من الحالة الثابتة في تحسين عمر البطارية في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية وتقليل فرص فقدان البيانات.

أما من ناحية التكلفة، وبالمقارنة مع محركات الأقراص الصلبة ، تعد وحدات التخزين ذات الحالة الثابتة أكثر تكلفة من حيث الدولارات لكل جيجابايت نظرًا لأنها أجهزة أحدث وأسرع. تبلغ تكلفة SSD سعة 500 جيجابايت حوالي 60 دولارًا إلى 150 دولارًا ، بينما تبلغ تكلفة محرك الأقراص الثابتة سعة 500 جيجابايت ما بين 25 دولارًا و 50 دولارًا للطرازات الأعلى والأسرع. لكن السعر يختلف بناءً على العرض والطلب ، وستستمر الأرقام في التغير بمرور الوقت.

الأن وبعد كل هذه التفاصيل والمعلومات يمكننا الوصول الى نتيجة واحدة من كل ذلك وهي كالاتي :

الأقراص الصلبة التقليدية HDD تقدم سرعات تصل الى 150 MB/s كحد أقصى حسب المساحة المستخدمة وحالة القرص في حالة كانت سرعة دوران الأجزاء الميكانيكية 10000 rpm/s .

وحدات التخزين من الحالة الصلبة من معيار SATA وبتصميم 2.5 بوصة توفر سرعات تصل الى 600MB/s لسرعات القراءة والكتابة كحد أقصى .

وحدات التخزين من الحالة الصلبة من معيار NVME وبتصميم M.2 توفر سرعات تصل الى 3000MB/s لسرعات القراءة والكتابة وفي بعض الأحيان أكثر من ذلك بكثير  .

وعلى الرغم من أن الأقراص الصلبة التقليدية ووحدات الحالة الصلبة من معيار SATA يتوفران بسعر أقل قليلاً في الوقت الحالي ، الا أننا في حالة كنا نتحدث عن الأداء فلا جدال أن وحدات التخزين من الحالة الصلبة بمعيار NVME M.2 ستوفر لك سرعات أعلى بشكل كبير للغاية مع مساحات كبيرة (حيث أن هناك وحدات تصل أحجامها الى 2 تيرابايت و 4 تيرابايت وأكثر حالياً) ، وأيضاً حجم أقل بفضل معامل الشكل M.2 وأخيراً استهلاك طاقة أفضل مما يجعلها أفضل في كل شيء تقريباً ، خاصة وأن أسعارها أصبحت في الوقت الحالي متاحة وفي متناول الجميع تقريباً .

محرك الإبهام أو الـ  Thumb drive

 يُعرف محرك الإبهام عمومًا باسم وحدة تخزين الـ  USB. وتحتوي وحدة التخزين الصغيرة هذه على شريحة ذاكرة دائرة متكاملة يمكنها استيعاب أكثر من عدة جيغابايت من البيانات.  فقد يتراوح الحجم الخاص بها من 2 غيغابايت إلى 1 تيرابايت (الأحجام الكبيرة غير مُنتشرة بشكل كبير).  وعلى عكس محركات الأقراص الثابتة ، فإن هذا النوع من التخزين يحتوي على بنية صلبة ولا يحتوي على أجزاء متحركة، لذا فهو يُشبه كثيراً وحدات التخزين من الحالة الصلبة أو الـ SSD من ناحية نوع الذاكرة المُستخدمة في التصنيع. يسمح هذا النوع من الوسائط التخزينية بتخزين البيانات وقراءتها وكتابتها بدون خصائص مغناطيسية.  وتعد وحدات الـ USB المصغرة مفيدة في تخزين ملفات الكمبيوتر ونقلها ونسخها احتياطيًا. فهي تتيح إمكانية التنقل ومعدلات نقل سريعة نظرًا لصغر حجمها. تحتوي "محركات الإبهام وهو اسم غير منطقي بالنظر للتصميم الخاص بها" أيضًا على سعات تخزين مختلفة وفقًا لاحتياجات المستخدم. وهي تتراوح بين 8 جيجابايت و 16 جيجابايت و 32 جيجابايت.

لذا فيُعد هذا النوع من التخزين مثاليًا لتخزين الأفلام وملفات الموسيقى ومستندات الـ  Word. ويعتمد سعر محرك أقراص الإبهام في الغالب على سعة التخزين.  فكلما زادت السعة ، من المرجح أن تكلف أكثر. محركات الإبهام التي توفر ميزات تشفير البيانات تكلف أعلى أيضًا. ولكن وعلى كل حال، وبالنسبة لوحدات الـ USB التي يقل حجمها عن 2 غيغابايت ، فإنها تكلف ما بين 7 دولارات و 13 دولارًا، وتتراوح السعات الخاصة بها في الأحجام التالية: 256 ميجابايت ، و 512 ميجابايت ، و 1 جيجابايت.  ولكن إذا أضفت بضعة دولارات أخرى ، فيمكنك عادةً الحصول على محرك أقراص مصغر بسعة 2 غيغابايت.

الذاكرة المُتنقلة أو ذاكرة الفلاش Flash Memory

الذاكرة المُتنقلة أو ذاكرة الفلاش عبارة عن شريحة ذاكرة غير متطايرة مثبتة على لوحة دائرة كهربائية صغيرة. تحتفظ الذاكرة بالمعلومات حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي. ذاكرة الفلاش لديها القدرة على إعادة برمجة البيانات أو محوها إلكترونيًا. وتعتمد هذه الذاكرة على تقنية ذاكرة القراءة فقط (EEPROM) القابلة للبرمجة والمسح إلكترونيًا. غالبًا ، يمكن العثور على هذا النوع من الذاكرة في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ومحركات أقراص USB المحمولة والكاميرات الرقمية ومشغلات  MP3. يمكن أن تعمل ذاكرة الفلاش كمخزن للبيانات للأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف الذكية والكاميرات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ووحدات التخزين من الحالة الصلبة (SSD) ومشغلات الصوت الرقمية وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي (المساعد الرقمي الشخصي).

يوفر هذا النوع كفاءة في الكتابة وحذف المعلومات (على هيئة كتل كاملة بدلاً من واحدة في كل مرة). يحتوي هذا النوع من الذاكرة أيضًا على سعة تخزين عالية نسبيًا ويتم توصيله في الكمبيوتر. وتمامًا مثل thumb drive، يعتمد سعر ذاكرة الفلاش على سعة التخزين. تأتي ذاكرة الفلاش بأحجام تتراوح من 16 جيجا بايت إلى 512 جيجا بايت وحتى 1 تيرابايت.  واعتمادًا على العلامة التجارية وحجم التخزين ، يمكن أن يتكلف هذا النوع من الذاكرة من 20 دولارًا إلى 100 دولار.

بطاقات الـ SD

تُعد بطاقات الـ SD أو البطاقات الرقمية الآمنة نوعًا من بطاقات الذاكرة المحمولة التي توفر ذاكرة عالية السعة بحجم صغير. يتم استخدام هذا النوع من الذاكرة في العديد من الأجهزة المحمولة مثل الهواتف المحمولة والكاميرات الرقمية وكاميرات الفيديو الرقمية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ومشغلات الصوت. هناك ثلاثة إصدارات من بطاقة الـ SD تتوافق مع حجمها: SD (32 ملم × 24 ملم × 2.1 ملم) ، و MiniSD (21.5 ملم × 20 ملم × 1.4 ملم) ، و MicroSD (15 ملم × 11 ملم × 1.0 ملم).

تتراوح سعة بطاقات الـ SD من 2 جيجا بايت، 32 جيجا بايت ووصولاً إلى 64 جيجا بايت و 128 جيجابايت أو أكثر حالياً. تتميز بطاقة الـ SD بأنها محمولة ومتحركة ، مما يعني أنه يمكنك استخدامها ونقلها بسهولة في أي مكان. كما أنك يُمكنك تخزين كميات كبيرة من البيانات واستخدامها كنسخة احتياطية. تتوافق أيضًا بطاقة micro SD العادية مع مجموعة واسعة من الأجهزة المحمولة. يمكنك معرفة المزيد عن هذا النوع من الذاكرة من خلال هذا المقال.

هذا ليس كُل شئ !

لعلّك الآن عزيزي القارئ مُتفاجئ من كم المعلومات التقنية في هذا المقال. ولا أستطيع في الحقيقة أن ألومك على ذلك. ولكنني حاولت بقدر المُستطاع تقسيم المقال بعناوين واضحة حتى تختار منها ما تشاء كما أنني تعمّدت إقصاء بعضاً من وحدات التخزين التي لم نعد نستخدمها أو نراها في وقتنا الحالي مثل الأقراص المرنة Floppy والأقراص المُمغنطة CD ، أو حتى أقراص الـDVD والـ Blue-Ray حيث أن جميع هذه الأنواع منها ما قد إنتهى زمنه تماماً، ومنها ما بدأ بالفعل في الإندثار شيئاً فشيئاً.

ولعل الإستثناء الوحيد هُنا قد يكون من نصيب أقراص الـBlu-Ray والتي تأتي فقط كحاملة للبيانات في الوقت الحالي من شركات الألعاب، أو الأفلام عالية الدقة. إلا أن المُستخدمين نادراً ما يقوم أحدهم الآن بشراء مثل هذه الأقراص لتبادل أو نقل البيانات من وإلى حواسيبهم الشخصية. أرجو أن أكون قد وفّقت في هذا المقال الطويل في توضيح وجمع بعض المعلومات الهامة حول وحدات التخزين، القطعة التي لا يُمكنك الإستغناء عنها !.

أضف تعليق (0)
ذات صلة