2つのうち-優れたアーカイブメディア-標準HDDまたはフラッシュ


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2つのテクノロジーには、まったく異なる2つの「ビット腐敗」メカニズムがありますが、どちらが長持ちすると予想されますか?これは、アーカイブの目的には本質的に優れています。「標準HDD」の磁区(GMMR)は、CMOSプロセスのフラッシュセルのフローティングゲートよりも長持ちしますか。すなわち、どの物理学がより遅い減衰プロセスを決定するか。気候が管理されていると仮定し、コスト、インターフェイス、物理的なサイズが制約ではないと想定します。これは、ビット減衰メカニズム/物理学のみの相対的なメリットに基づいて判断/主張する必要があります。

更新-バウンティが期限切れになる1日前:

このサイトはデザインに関するものなので、質問を非常に慎重に制限しました。長期間アイドル状態にする必要のある製品(uControllerなど)を設計している場合、ビット腐敗が発生します-必要なときにシステムが再び点灯することを知っていますか?つまり、おそらくアーカイブタイプのストレージが必要です。Flashをデザインしていますか?または、その後、HDDインターフェイスに入れますか?それが決定木の自然な最初のブランチです。IDE / SATAまたは同様のHDD用インターフェイスを配置すると、他のすべてのテクノロジーが機能する可能性あります。しかし、レールを降りて間違いなく技術の低下や、少なくとも適用範囲を制限するような技術への移行を防ぐために、意図的に制限しました。

また、インターフェイスの相対的な速度、密度などに関する議論を望まないので、インターフェイスに関する議論を制限するために質問を編集しました。これらの問題についてはもちろん歓迎しますが、主な質問に対する答えの補助として(s)。

これまでのところ、非常に高度な逸話的な個人的反省がありました。まったく望まない!私は回想に基づいて報奨金を授与しません。@ Danny-kmackを呼び出して、少なくともいくつかのサードパーティの検証可能なソース、つまりUniversity of Twente * .ppt(スーパーユーザーのリンクは逸話のカテゴリに分類されます)を調べますが、彼は重要な情報を投稿に持ち込めません。

より多くの数学、より評判の良い調達、逸話なし。活性化エネルギーを引き出すためのボーナスと、それがアレニウスの方程式とどのように結びつくかが余分に得られます!磁区がどのように故障し、何がそれらを駆動するかの詳細、および浮遊ゲートへのファウラー・ノルドハイム(FN)トンネリングがどのようにリークするかについても同じです-それはまだFNですか?

別の呼びかけ:今回は@ kitt-scuzzに、フラッシュドライブを更新してビットの腐敗がデータを食い込まないようにするシステムを構築するという賢いアイデアを求めて、寿命と寿命をトレードオフしています。残念ながら、手前のさまようことや不思議は良い考えを損なう。

改造への注意:-はい、ここに戻ってこの余分なものをクリーンアップします-より良い答えを見つけたら、またはそれが起こらないことは明らかです。

EEの重要な部分は、数学を分析および実行し、関連する物理を理解できることです。

これは確かに、将来の人々がフィールドや長期的な製品に組み込まれる可能性のある組み込みシステムの設計に役立つ可能性があります。-それはとにかく希望です。


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設計上の問題ではないため、このサイトのトピックから外れています。以下のために適切であり、スーパーユーザ
tcrosley

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@tcrosley:最初はデザインではないことに同意するでしょうが、考えを変えました。彼は、データを保存する長期的な実行可能性について、そしてそれが設計上の問題であるという点で、さらに質問しています。閉じません(買い物ではありません)。
グスタボリトフスキー

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質問を明確にし、関心のあるドメインに限定するように変更されました。
プレースホルダー

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ここで特に興味深いのは、通常、フラッシュが書き込み/消去サイクルに制限されていると考えることです。これはここでは要因になりません。未加工の時間制限はそれほど話されていません。反対側では、ドライブの可動部分の機械的または潤滑不良ですか?ただし、メカニカルドライブはおそらく、ファームウェアを保持するために(何らかの)フラッシュデバイスにも依存しています。
クリスストラットン

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なぜこれらが2つだけの選択肢なのか疑問に思っています。DVDは明らかに何世紀にもわたって寿命があり、どちらよりも明らかに優れています。
user207421

回答:


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編集 質問の編集内容では、答えから抜け出したいと思っているものがまだ少し混乱しています。あなたの質問に対する短くて簡単な答えは「それは依存します」です。「理想的なアーカイブ媒体」というものはありません。

「フラッシュドライブを更新する」ことをお勧めするということは、問題をさらに混乱させます。フローティングゲートフラッシュテクノロジーと「優れた」GMRストレージテクノロジーの物理学にのみ基づいていると言ってください。まあ、フラッシュドライブが保持制限に近づくたびにリフレッシュすることは、これらのトピックのいずれについても議論しませんが、それでもあなたが聞きたいもののように聞こえました。

フラッシュは、特定の条件でデータを長期間保持でき、フローティングゲートが与えられた電荷をどれだけ効果的に保持するかをパラメータで設定する製造プロセスに考慮を払って考慮されます。正直に言うと、私は半導体製造の分野ではないので、これらのパラメーターが何であるかを説明することはできません。しかし問題は、「領域Xに材料Yをドープし、ゲートのこの部分を大きくすると、フラッシュの保持期間が長くなる」と言えたとしても、情報を保持するシステムの作成には誰も役に立たないようだということです。長いため。

私の答えの主要なポイントの1つは、PIC EEPROMで使用されているフラッシュテクノロジーと、標準SSDで使用されているフラッシュとコンパクトフラッシュで使用されているフラッシュの特性が大きく異なることを示すことでした。intel 520 SSDはPICよりもはるかに最新のテクノロジーであるという事実にもかかわらず、1年間の保持のみを保証します。それは製造プロセスに依存し、製造業界で何が可能かについての多くの情報がなければ、数学や数字を使い始めて、本質的に「より良い」アーカイブ媒体を作成できることを示すことはできません。標準HDD。

GMRは、データ保持を最適化するときに、磁気情報をドライブに保存する最適な方法である場合とそうでない場合があります。このテクノロジーを使用した最初の商用ドライブは1997年にリリースされましたが、これらのドライブでの実際の保存期間は誰にわかりますか?最新のストレージの背後にあるアイデアは、一般的に保持時間に悪影響を与えることが多い密度の最適化を目的としています。データ保持期間に関するWDの仕様を見つけることができないという私のコメントもまた別のポイントでした。データの世界では、データを安全に保存できる期間は現在の懸念ではありません。

実際のところ、約10年を超えるタイムラインを見ているという事実を見ると、それを行うための賢い方法を見つけようとするのは少し奇妙になります。現在、1台の3.5インチドライブで3TBのデータを比較的安価に保持できます。2002年には、137GBを保持できる最初のハードドライブが製造されました。1983年に、最初の3.5インチドライブが10MBの容量でリリースされました。1956年、5MBのデータを保持できる最初のドライブは、2台の冷蔵庫のサイズでした。

私がここで得ているのは、すべての問題を最適化できるということです。なぜ最適化するのか、その目標を達成するために何をしたいのか、そしてその最適化のためのパラメーターを設定するために何を達成しようとしているのか。現在市販されているものとは異なるフローティングゲートを製造することはできませんので、現在市販されているものに基づいていくつかの異なる答えを提供するために最善を尽くしました。私は自分のハードドライブを作ることができないので、現在入手可能なものを検索して答えるために最善を尽くしました。これらの両方は、他の人が最適化するために何をしたかによって左右されます。前述のように、これはデータ保持時間ではなくデータ密度です。

どれだけ長くかかったかごめんなさい、しかし質問に答えるために私が必要なものを手に入れることを望みますか?


ああ、これは私がいつも考えている質問です。私が取りつかれているのは、メディアの期間です。私が若かった奇妙な理由で、私は物事の永続性にイライラし、インターネットからの愚かながらくたのコレクションが永遠に続くものを見つけようとしました。どのくらいの期間アーカイブを希望していますか?それはボールゲームを完全に変更しますが、質問は「あなたがそれを最後まで冷やかすことができる限り」であると仮定します。

非常に愚かなシナリオに入るようになるため、質問の前提も無視する必要があることに注意してください:サマリウムコバルト磁石のセットがある場合、口紅のチューブのサイズはそれぞれ正確に1ビットを格納します周囲のコイルを介して一方向に向き、反対方向に分極されます)、それは永遠にデータを保存するのに素晴らしいでしょう、そして私はあなたがフラッシュでできることよりも効果的だと思います。

したがって、実際の直接的な質問を完全に回避するには、おそらく紙にインクを塗るのが最適です。それほど密ではありませんが、妥当なプリンター(1インチあたり約600ドット)と素晴らしい用紙があれば、1枚の8.5 "x11"シートに非圧縮で最大500KBを収めることができるソリューションがいくつかあります。オープンソースの実装については、このサイトをご覧ください。データを取り戻すには、かなりの能力がある(約1000dpiのノンインターレース)スキャナーが必要であることに注意してください。情報を今から何十年も読みやすくするために、さらに密度を下げたいと思うでしょう。

まさにあなたが尋ねていたものに戻ります:

磁気メディアは、地球の磁場が絶えず引っ張られているために、エンコードされた情報が失われるまで、約10年の有効期限があります。これは、情報がどれだけ密集しているかによって短くなったり長くなったりしますが、磁気データの10年の経験則は一般的には十分に耐えられますが、あまりにも現代的なものに対しては実際にチェックしようとはしていません...過去15年以内に保持率が悪化する可能性があります。5.25インチと3.5インチのフロッピーディスクに間違いなく適用されることは知っていますが、最近のHDDはおそらくもっと悪いでしょう。以前は、情報はハードドライブのプラッターの表面にある磁気的に活性な粒子ごとに1ビットとしてエンコードされていました。最近では、ドライブ上の粒子がはるかに細かく(したがって、外部の磁気の影響を受けやすくなっています)、また、グレインごとに複数のビットを格納します(上向きの北が00、下向きの北が11、左が北が01、右が北が10など)。これは、たとえそれらが地球のフィールドのプルに対してより大きな穀物と同じくらい弾力的であったとしても、情報を定義する州の間により細かい線があることを意味します。そうは言っても、Western Digitalの商用製品のデータに直接の有効期間を与えるものは見つかりませんでした。

フラッシュストレージの保持は、フラッシュセルが小さくなると悪化します。現在、Intel 520シリーズ(私が所有するSSD)は、「JESD218仕様で指定されているSSDの耐久性とデータ保持の要件を満たしているか、それを超えている」と述べています。その標準を調べるのは苦痛なので、30°Cで最低1年という短いバージョンを紹介します。

要するに、HDDは密度と時間の方程式で勝ちます。手を下げて。マイナス面は、非常に長い有効期間が必要な場合、定期的にデータを更新する必要があり(おそらく1年に1回試行して実行する)、10年ほど後には心配する必要があることです。標準ハードドライブ内のメカニズムの整合性について。確かに異なるフラッシュストレージテクノロジーがあり、本質的には、データをより長く存続させたいという低密度のデータを移行せずに保持できます。究極の(依然として合理的ではあるが)アーカイブ媒体は、おそらく産業用フラッシュテクノロジーですが、それほど高密度ではありません。私が話していることのより多くの例については、以下のブロックを参照してください!

他のいくつかのランダムな考え:

  • CDの有効期間が70年であるという話を聞いたことがありますが、これはアーカイブ品質のCDがあり、非常に優しいという考えに基づいています。CDには金属層があり、プラスチックに結合した金属層にごくわずかな破れさえあれば酸化します。そのため、ほとんどのCDの保存期間は約10年に近いです。市販のCDでさえ、さまざま 問題に悩まされます。特定のCDをプレスする工場で作成されたメディアとは対照的に、書き込み可能なメディアは、さらに高速にフェードすることができる有機色素層も使用します(特に直射日光のようなUV下)。非常に良好な状態に保たれていなければ、ほとんどの書き込み可能なCDに約2年以上エラーがないとは思わない
  • ただし、本当にその情報を永久に保存する必要がある場合は、ミッドレンジおよびローエンドのPICを確認してください。オンボードEEPROMが搭載されており、40年以上保持されています。これは、かなり強力なフラッシュストレージメディアが野生に存在しているに違いないと私に推測させるものです。
  • ドライブに関するリンクを探していると、Western Digitalの興味深いリンクが見つかりました。8GBのコンパクトフラッシュドライブは、1日あたり135.2GBを書き込むと、324.3年の機能寿命が期待されます。これは、日常的な情報などを更新するある種の産業用マイクロコントローラーと組み合わせた理想的なソリューションのようです。おそらく、今後324年間(核燃料電池/ベータボルタ?)電力を供給し続ける方法を見つけるのはもっと難しいでしょう。...使用すると、あまり良くないかもしれません。
  • 最終的にはすべてが消えます!保存期間が非常に長い場合(つまり、火星コロニーのgreat祖父孫)、最終的にフェードしないデータを伝達するメカニズムは基本的にありません。例として、5.25インチフロッピードライブはもうありますか?25年前からフロッピーを更新し続けるためのクレイジーなセットアップがあった場合、おそらく今はかなりばかげているように感じます! USBは、SATA、FireWire、eSata、PCIのすべてが最終的に消滅します。あなたの情報が生き残ることを確実にする最良の方法は、マシンの助けなしで理解できる何らかの形式にそれを置くことです。フォトアルバムを見る人は、それを保持し、ペンで書いた注釈を見ることができれば理解します。
  • 永遠に続く時計を手に入れるためのクレイジーなエンジニアリングをご覧になりたい場合は、10,000年の時計をご覧ください

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印刷には巨大なQRタグを使用できます。しかし、レーザープリンターのトナーはしばらくすると落ちることがあるため、使用するプリンター(および用紙)の種類に質問を移します。
ジッピー

私は何百枚ものCDを持っていますが、その多くは30歳近くで、あなたが説明するような問題のあるCDを見つけたことはありません。生涯推定値を上方修正する必要があることをお勧めします。
user207421

uControllerを使用して、SSDを新鮮な状態に保つというアイデアが好きです。
プレースホルダー

@EJP私はもっと多くの見た目をしましたが、その長短は、安いCD-Rがたくさんあるだけでなく、より高価に見えるように基板に染料を入れるものさえあります。多くの有名ブランドは、サードパーティグループを使用して実際にCD-Rを製造しているため、品質管理の問題があります。私が見つけることができるように、CD-Rの平均寿命は10年です。それに応じて回答を修正します。最後の時間はあなたを介して行って、それらの「CDの何百もの」上のすべてのデータの100%が...まだ彼らは新しかったときとまったく同じであることが確認されたとき、私は好奇心が強い
キットScuzz

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いい質問です!

理想的な条件を想定すると、HDDはフラッシュメモリ(約10年)よりもかなり長く(50年以上)続くはずです。ただし、これらの理想的な条件を達成することは不可能であることを考慮すると。本当に良いが、条件を達成できると考える場合、フラッシュメモリは磁気メモリ(〜2年)よりもはるかに長く(〜6年)持続します。さらにひねりを加えると、耐放射線性フラッシュメモリは最大20年間信頼できます。あなたがビジネスの場合、RAID構成で接続されたHDDを使用し、必要に応じてドライブを交換する限り、データは永久に残ります!

ソース:


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壊れた* .pptへのリンク
プレースホルダー

スーパーユーザーのリンクは逸話であり、U Twenteは優れていますが、データを進めたり、計算を行ったり、使用方法を示したりします。
プレースホルダー

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HDDは、わずか数百粒のコバルトの深さまで信号を磁気的に刻印します。SSDはSilconを充電します。両方とも減衰または半減期があります。

個人的には、CD / DVDの書き込みは、そのような半減期なしにメディアを機械的に変更するため、かなり長いと感じています。


確かに、すべての光メディアが平等に作成されるわけではなく、適切なアーカイブ品質を購入しない限り、多くのメディアの寿命は非常に短くなります。友人は、構成方法により、物理的に長持ちするブルーレイディスクを非常に高く評価していますが、そのようなものは、汚れたり傷がついたり、役に立たなくなる可能性があることを覚えておく必要があります。少なくとも2つの異なる場所に何かのコピーが2つない限り、バックアップはありません。
ジョンU

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「数百粒のコバルト」からどのような結論を導き出しましたか?磁気とフラッシュの減衰時間はどのくらいですか?今のところ-1。
プレースホルダー

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さまざまな要因が関係しており、質問ではそれらのいずれも指定していません。

  1. データ量-データの大きさは?GB、TB、EBなど?
  2. Embeddednes-組み込みシステムにデータを保存しますか?MicrosまたはRAIDストレージシステム?
  3. アクセシビリティ-データへの高速アクセスが必要ですか?ns、ms、s、m ... days?
  4. コスト-アーカイブにいくら費やしますか?\ $
    $
  5. 信頼性-アーカイブの信頼性はどの程度ですか?ミッションクリティカル?
  6. 長寿-アーカイブをどのくらい保護しますか?1、5、10、15、20、100年?
  7. 実現可能性-アプリケーションへのストレージはどの程度実現可能ですか?湿度データロガーデータを100年間保存しますか?
  8. テクノロジーの回復力-アーカイブ方法はどの程度回復力が必要ですか?アーカイブ技術は急速に変化します。今日テープドライブを使用してアーカイブすると、そのテープドライブは10年後に使用できなくなります。特定の種類のハードドライブにデータを保存すると、そのハードドライブインターフェイス(SAS、FC、SCSI、PATA、SATA、ST-506、ST-412、ESDIなど)は今後数年で廃​​止されます!

私の短い答えは:あなたが言及したこれら二つのどれが適していないアーカイブ私のアーカイブ定義としての目的は、あなたよりも異なる場合があります。

フラッシュとHDDは2つの異なる目的に使用されますが、今日の世界では、ニアラインストレージの時点でそれらは一致します。私はそれらの両方を含むニアラインストレージユニットを設計しました。

Flashメディアは、読み取り時間を短縮しますが、アーカイブ用ではありませんでした。適切な酸化物保護がSiで使用されていない場合、フローティングポリはその状態を失う可能性があります。私はフラッシュチームと非常に緊密に協力してきましたが、HTOLの保持時間を満たすのに苦労しました。

組み込みの世界(マイクロコントローラー、ディスクリートフラッシュチップなど)では、フラッシュの再プログラム機能は、OTP、MTPなどの他の組み込みストレージよりも有益です。

消費者向けデバイスでは、フラッシュの移植性(小さいサイズ)が重要な機能です。ミニDVD上のSDカードまたはデジタルカメラのフロッピーを比較します。

フラッシュストレージの容量は、Siジオメトリと利用可能なSiテクノロジーに制限されます。

ハードドライブは大容量ストレージに使用され、そのストレージ容量はフラッシュデバイスのストレージ容量を超えています。ハードドライブはスティクションに苦しむことがあります(http://en.wikipedia.org/wiki/Stiction#Hard_disk_drives)。したがって、データをハードドライブに配置する場合は、電源を切り、保存してください。アーカイブにとっては良い考えではないかもしれません。

ハードドライブを長期アーカイブストレージとして使用できます。ファイルシステムのようなZFSで常に回転しているアレイにある場合。ハードドライブはサイレントデータ破損を考慮しません、質問のやビットため、アーカイブのために自動修正ファイルシステムを採用する必要があります。

これはあなたが求めたものではありませんが、これを私の答えに含めたいと思います。私の意見では、さまざまな磁気テープ技術(DLT、LTOなどを含む)がデータをアーカイブする最良の方法です。データ量が増えると、価格は下がります。ハードドライブよりも耐衝撃性に優れています。貯蔵寿命はハードドライブよりも長くなります。データの保持と回復性の点で、フラッシュメディアと比較されていません。これらの理由により、この技術は、ランダムアクセスメディアが利用可能で十分に安価な場合でも、引き続き売買されます。

また、染料ベースのDVD / CDメディアはアーカイブ目的には使用できませんが、プレスメディアは使用できる可能性があることを指摘したいと思います。

参考文献:


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逐語的には、この件について少し述べる必要があります。

http://www.verbatim-europe.co.uk/en_1/page_are-hard-disks-and-usb-sticks-an-alternative-for-storage-or-are-they-threatened-_2_1.html?con= 2

データのアーカイブと考古学の一般的なテーマは興味深く、まだ開発中です。たとえば、LOIRPを参照してください。その状況では、60年代のテープはシュリンクラップで問題なく生き残りましたが、それらを読み取るための適切なハードウェアとソフトウェアを見つけることは重大な問題です。

70年代から25のICLシステムを稼働させようとしているコンピューティング博物館からおそらく学ぶべき教訓もあるでしょう。。そのWebページには記載されておらず、適切なリファレンスは見つかりませんが、これらの40年前のディスクからデータを読み戻していると思います。ただし、それらの機械的信頼性は現在非常に低く、定期的に実行するつもりはありません。

(実際には答えではありませんが、主観的でもありません)

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