Ett datacenter. Shutterstock / mkfilm
Forntida människor lagrade information i grottmålningar, den äldsta vi känner till är över 40,000 år gammal. När människor utvecklades ledde framväxten av språk och uppfinningen av skrift till att detaljerad information lagrades i olika skriftliga former, vilket kulminerade med uppfinningen av papper i Kina runt första århundradet e.Kr..
De äldsta tryckta böckerna dök upp i Kina mellan AD600 och AD900. I över ett årtusende var böcker den viktigaste källan till informationslagring.
Människor uppnådde mer teknisk utveckling under de senaste 150 åren än under de senaste 2,000 åren. En av de viktigaste utvecklingen i mänsklighetens historia var förmodligen uppfinningen av digital elektronik.
Sedan upptäckten av transistorn 1947 och det integrerade mikrochipet 1956 upplevde vårt samhälle en förändring. På drygt 50 år har vi uppnått enastående datorkraft, trådlös teknik, internet, artificiell intelligens och framsteg inom displayteknik, mobil kommunikation, transport, genetik, medicin och rymdutforskning.
Viktigast av allt, införandet av digital datalagring förändrade också sättet vi producerar, manipulerar och lagrar information på. Övergångspunkten ägde rum 1996 när digital lagring blev mer kostnadseffektivt för lagring av information än papper.
Teknologier för digital datalagring är mycket olika. Mest anmärkningsvärt är magnetisk lagring (hårddisk, tejp), optiska skivor (CD, DVD, Blu-Ray) och halvledarminnen (SSD, flash-enhet). Varje minnestyp är mer användbar för specifika applikationer.
Halvledarminnen är det föredragna valet för bärbar elektronik, optisk lagring används mest för filmer, programvara och spel, medan magnetisk datalagring förblir den dominerande tekniken för högkapacitetsinformationslagring, inklusive persondatorer och dataservrar.
All digital datalagringsteknik fungerar på samma principer. Bitar av information kan lagras i vilket material som helst som innehåller två distinkta och omkopplingsbara fysiska tillstånd. I binär kod lagras den digitala informationen som en och nollor, även känd som bitar. Åtta bitar bildar en byte.
En logisk noll eller en tilldelas till varje fysiskt tillstånd. Ju mindre dessa fysiska tillstånd är, desto fler bitar kan packas i lagringsenheten. Bredden på digitala bitar idag är cirka tio till 30 nanometer (miljarddelar av en meter). Dessa enheter är mycket komplexa eftersom utvecklingsanordningar som kan lagra information i denna skala kräver att man styr material på atomnivå.
Stora data
Digital information har blivit så förankrad i alla aspekter av våra liv och samhälle att den senaste tidens tillväxt inom informationsproduktion verkar ostoppbar. Varje dag på jorden genererar vi 500 miljoner tweets, 294 miljarder e-postmeddelanden, 4 miljoner gigabyte av Facebook-data, 65 miljarder WhatsApp-meddelanden och 720,000 timmar av nytt innehåll som läggs till dagligen på YouTube.
Få det senaste via e-post
i 2018, den totala mängden data som skapats, fångats, kopierats och konsumeras i världen var 33 zettabyte (ZB) - motsvarande 33 biljoner gigabyte. Detta växte till 59ZB 2020 och förutspås nå en otrolig 175ZB 2025. En zettabyte är 8,000,000,000,000,000,000,000 bitar.
För att hjälpa till att visualisera dessa siffror, låt oss föreställa oss att varje bit är ett mynt på 1 £, som är cirka 3 mm (0.1 tum) tjockt. En ZB bestående av en stapel mynt skulle vara 2,550 600 ljusår. Detta kan ta dig till närmaste stjärnsystem, Alpha Centauri, 59 gånger. För närvarande producerar vi XNUMX gånger så mycket data och den uppskattade sammansatta tillväxttakten varje år ligger runt 61%.
Datalagring
Mest digital information lagras på tre typer av platser. Först är den globala samlingen av vad som kallas slutpunkter, som inkluderar allt internet av saker enheter, datorer, smartphones och alla andra informationslagringsenheter. För det andra är kanten, som inkluderar infrastruktur som celltorn, institutionella servrar och kontor, såsom universitet, statliga kontor, banker och fabriker. För det tredje lagras det mesta av data i det som kallas kärnan - traditionella dataservrar och molndatacenter.
Det finns runt 600 överskaliga datacenter - sådana med över 5,000 servrar - i världen. Cirka 39% av dem finns i USA, medan Kina, Japan, Storbritannien, Tyskland och Australien står för cirka 30% av totalen.
De största dataservrarna i världen är China Telecom Data Center, i Hohhot, Kina, som upptar 10.7 miljoner kvadratmeter och The Citadel i Tahoe Reno, Nevada, som upptar 7.2 miljoner kvadratmeter och använder 815 megawatt kraft.
För att möta den ständigt växande efterfrågan på digital datalagring byggs cirka 100 nya dataskalor i hög skala vartannat år. Min senaste studie undersökte dessa trender och drog slutsatsen att med en årlig tillväxttakt på 50%, cirka 150 år framöver, skulle antalet digitala bitar nå ett omöjligt värde och överstiga antalet alla atomer på jorden. Handla om 110 år från och med nu kommer den kraft som krävs för att upprätthålla denna digitala produktion överstiga den totala planetförbrukningen idag.
Om författaren
Melvin M. Vopson, Universitetslektor i fysik, University of Portsmouth
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
