Bộ nhớ và lưu trữ (Phần 1)

Bộ nhớ và lưu trữ (Phần 1)Các mạng điển hình ngày nay có rất nhiều kiểu lưu trữ dữ liệu khác nhau. Việc hiểu được các phương pháp lưu trữ dữ liệu là cần thiết để tìm hiểu được mạng của bạn. Trong loạt bài này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn một số kiểu lưu trữ dữ liệu chung, một số công nghệ sắpđược đưa ra và giới thiệu thêm về một số giao thức địa chỉ hóa bộ nhớ chung.Lưu trữ từ tínhCác ổ đĩa cứng, đó là kiểu lưu trữ từ tính chung nhất, dùng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bộ nhớ và lưu trữ (Phần 1) Bộ nhớ và lưu trữ (Phần 1)Các mạng điển hình ngày nay có rất nhiều kiểu lưu trữ dữ liệu khácnhau. Việc hiểu được các phương pháp lưu trữ dữ liệu là cần thiết đểtìm hiểu được mạng của bạn. Trong loạt bài này chúng tôi sẽ giới thiệucho các bạn một số kiểu lưu trữ dữ liệu chung, một số công nghệ sắpđược đưa ra và giới thiệu thêm về một số giao thức địa chỉ hóa bộ nhớchung.Lưu trữ từ tínhCác ổ đĩa cứng, đó là kiểu lưu trữ từ tính chung nhất, dùng để lưu dữ liệutrên một trục các đĩa mỏng. Các đĩa này được chế tạo từ aluminum, thủy tinhhoặc ceramic và được bọc bên ngoài với một lớp vật liệu sắt từ, thường làhợp kim coban. Lớp vật liệu sắt từ này bao phủ sẽ cho phép đầu đọc/ghi cóthể từ hóa các vùng nhỏ của đĩa để thể hiện dữ liệu số trên đó.Hình 1: Ổ cứng đã được bóc lớp vỏCó nhiều đĩa mỏng bên trong một ổ cứng, chúng được cách ly với nhau bởicác miếng đệm trên một trục đơn. Trục này được điều khiển bởi một mô tơcó thể quay tròn các đĩa. Tốc độ của mô tơ này là không đổi và là tốc độ củaổ cứng.Các đầu đọc ghi trên từng mặt đĩa được gắn với một cánh tay chuyển độngriêng. Cánh tay chuyển động này được điều khiển bằng một mô tơ servo cóthể chuyển đầu đọc vào gần hoặc ra xa với trục.Có hai cách để ghi dữ liệu lên đĩa: theo chiều ngang và chiều vuông góc.Chiều ngang là cách truyền thống để ghi dữ liệu lên đĩa. Bạn có thể nghĩa nógiống như một thanh nam châm được đặt bằng phẳng trên bề mặc đĩa từ đầuđến cuối. Có thể hình dung dễ dàng rằng các vùng này mất rất nhiều khônggian. Đây là lý do tại sao các nhà sản xuất ổ cứng đã phải đầu tư nghiên cứurất nhiều để giảm kích thước của các vùng này. Hiện chúng ta đã đạt đượcgiới hạn nào đó về thiết kế cho các vùng. Điều này là bởi vì hiệu quả siêuthuận từ. Cơ bản, hiệu quả này mô tả các hiệu quả nhiệt độ ngẫu nhiên cóthể lật cực tính của mỗi nam châm rất nhỏ. Trên mỗi ổ cứng, nếu cực tínhcủa một trong các vùng có nam châm được lật thì có nghĩa là dữ liệu đãđược thay đổi từ “1” thành “0”.Công nghệ ghi vuông góc có thể cho phép các thiết kế đóng gói được nhiềudữ liệu hơn trên cùng một vùng của đĩa mà không phải buồn phiền về hiệuquả của siêu thuận từ cho các vùng có kích thước giống nhau. Nó hơi khóhiểu trong vấn đề tại sao chúng ta không phải lo lắng về hiệu quả của siêuthuận từ. Về bản chất vấn đề này là hướng của trường từ tính đã thay đổi, vàvì vậy chúng tương tác với các thành phần bên cạnh của chúng khác nhau.Sự tương tác này rất quan trọng trong việc xác định xem siêu thuận từ cóảnh hưởng hay không. Tương tự với ổ cứng, các bit được lưu trên một dảibăng bằng cách đảo cực một vùng từ tính nhỏ. Có hai kiểu cơ bản của dảibăng đó là: tuyến tính và xoắn ốc.Các ổ băng tuyến tính có các rãnh tuyến tính. Trên băng có một số rãnh mởrộng từ băng này đến băng khác. Mỗi rãnh gồm có nhiều vùng từ tính nhỏ,các vùng này có thể được sử dụng để thể hiện bít dữ liệu ‘1’ hoặc ‘0’. Cácbăng xoắn ốc có các rãnh có thể chạy theo đường chéo lên xuống theo băng.Điều đó có nghĩa rằng các rãnh sẽ chồng lên nhau. Bình thường điều đó làkhông tốt, tuy nhiên kiểu băng này sẽ dụng hai đầu ghi, mỗi đầu ghi lại sửdụng một trạng thái phân cực đối nhau, điều đó cho phép đầu đọc có thểphân biệt được các rãnh. Do vậy nó có thể cho dung lượng cao hơn khi sửdụng băng.Bộ nhớ bán dẫnMột trong những loại bộ nhớ bán dẫn thông thường đó là RAM, bạn có thểxem hình 2. Có hai loại RAM chung đó là động và tĩnh. Ram tĩnh (SRAM)lưu dữ liệu trong một bộ gồm có 6 transistor (6 transistor này tạo thành mộtkhối được biết đến đó là một flip-flop (FF)). Ram động (DRAM) lưu dữ liệubằng các tụ điện, cần phải làm tươi liên tục, đây là lý do tại sao DRAMkhông lưu được dữ liệu khi mất điện. Ưu điểm của DRAM là chỉ cần đếnmột trasistor và mỗi tụ điện cho mỗi bit. Điều này làm cho nó có dung lượngnhớ cao hơn SRAM. Còn ưu điểm của SRAM là các transistor không cầnđến việc làm tươi và tương tác nhanh hơn các tụ điện.Hình 2: RAMMột kiểu bộ nhớ bán dẫn khác đang được sử dụng nhiều hiện nay đó là bộnhớ Flash. Trong loại bộ nhớ này cũng được chia thành hai kiểu: NOR vàNAND. NOR (Not OR) thường sử dụng các cổng logic NOR trong khi đóNAND (Not AND) lại sử dụng các cổng logic NAND.Cả hai cổng lôgic NAND và NOR đều được cấu tạo từ các transistor vàkhông chứa tụ điện trong đó. Điều này nghĩa là khi mất điện dữ liệu đượclưu bên trong chúng sẽ không bị mất.Hình 3: Ổ USB flashMặc dù cả NAND và NOR Flash đều tương tự nhau nhưng chúng cũng cómột số điểm khác nhau. NAND flash sử dụng công nghệ truy cập tuần tựphù hợp hơn cho việc lưu trữ dữ liệu. NOR flash là một công nghệ truy cậpngẫu nhiên, điều này làm cho nó tốt hơn trong việc lưu trữ các chương trìnhsử dụng tốn ít bộ nhớ. NOR flash thường được sử dụng trong các ứng dụngnhư chạy một hệ điều hành của điện thoại di động. NAND flash được sửdụng điển hình trong các ứng dụng như các thẻ nhớ USB. Theowww.appleinsider.c ...