Et datacenter. Shutterstock / mkfilm

Gamle mennesker lagrede information i hulemalerier, den ældste vi kender til er forbi 40,000 år gammel. Efterhånden som mennesker udviklede sig, førte fremkomsten af ​​sprog og opfindelsen af ​​skrift til, at detaljerede oplysninger blev lagret i forskellige skriftlige former, der kulminerede med opfindelsen af ​​papir i Kina omkring første århundrede e.Kr..

De ældste trykte bøger dukkede op i Kina imellem AD600 og AD900. I over et årtusinde var bøger den vigtigste kilde til informationslagring.

Mennesker opnåede mere teknologisk udvikling i de sidste 150 år end i de foregående 2,000 år. Formentlig en af ​​de vigtigste udviklinger i menneskets historie var opfindelsen af ​​digital elektronik.

Siden opdagelsen af ​​transistoren i 1947 og den integrerede mikrochip i 1956 oplevede vores samfund et skift. På lidt over 50 år har vi opnået hidtil uset computerkraft, trådløse teknologier, internettet, kunstig intelligens og fremskridt inden for displayteknologier, mobil kommunikation, transport, genetik, medicin og rumforskning.

Vigtigst er det, at introduktionen af ​​digital datalagring også ændrede den måde, vi producerer, manipulerer og lagrer information på. Overgangspunktet fandt sted i 1996, da digital lagring blev mere omkostningseffektiv til lagring af information end papir.

Teknologier til digital datalagring er meget forskellige. Mest bemærkelsesværdigt er magnetisk lagring (HDD, tape), optiske diske (CD, DVD, Blu-Ray) og halvlederhukommelser (SSD, flashdrev). Hver type hukommelse er mere nyttigt for specifikke applikationer.

Halvlederhukommelser er det foretrukne valg for bærbar elektronik, optisk lagring bruges mest til film, software og spil, mens magnetisk datalagring forbliver den dominerende teknologi til informationslagring med høj kapacitet, herunder pc'er og dataservere.

Alle teknologier til digital datalagring fungerer efter de samme principper. Bits af information kan lagres i ethvert materiale, der indeholder to karakteristiske og omskiftelige fysiske tilstande. I binær kode lagres den digitale information som en og nuller, også kendt som bits. Otte bits danner en byte.

Et logisk nul eller et er allokeret til hver fysiske tilstand. Jo mindre disse fysiske tilstande er, jo flere bits kan pakkes i lagerenheden. Bredden på digitale bits i dag er omkring ti til 30 nanometer (milliarddeles meter). Disse enheder er meget komplekse, fordi udvikling af enheder, der er i stand til at lagre information i denne skala, kræver styring af materialer på atomniveau.

Big data

Digital information er blevet så forankret i alle aspekter af vores liv og samfund, at den nylige vækst i informationsproduktion synes ustoppelig. Hver dag på jorden genererer vi 500 millioner tweets, 294 milliarder e-mails, 4 millioner gigabyte af Facebook-data, 65 milliarder WhatsApp-meddelelser , 720,000 timer af nyt indhold tilføjet dagligt på YouTube.

I 2018, den samlede mængde data oprettet, fanget, kopieret og forbrugt i verden var 33 zettabyte (ZB) - svarende til 33 billioner gigabyte. Dette voksede til 59ZB i 2020 og forventes at nå en forbløffende 175ZB inden 2025. En zettabyte er 8,000,000,000,000,000,000,000 bits.

For at hjælpe med at visualisere disse tal, lad os forestille os, at hver bit er en mønt på £ 1, som er omkring 3 mm (0.1 tommer) tyk. En ZB bestående af en stak mønter ville være 2,550 lysår. Dette kan føre dig til det nærmeste stjernesystem, Alpha Centauri, 600 gange. I øjeblikket producerer vi hvert år 59 gange den mængde data og den estimerede sammensatte vækstrate er omkring 61%.

Data opbevaring

De fleste digitale oplysninger gemmes på tre typer lokationer. For det første er den globale samling af såkaldte endepunkter, der inkluderer alt internet af ting enheder, pc'er, smartphones og alle andre informationslagringsenheder. For det andet er kanten, som inkluderer infrastruktur såsom mobiltelefontårne, institutionelle servere og kontorer, såsom universiteter, offentlige kontorer, banker og fabrikker. For det tredje er de fleste af dataene gemt i det, der kaldes kernen - traditionelle dataservere og cloud-datacentre.

Der er omkring 600 hyperscale datacentre - dem med over 5,000 servere - i verden. Omkring 39% af dem er i USA, mens Kina, Japan, Storbritannien, Tyskland og Australien tegner sig for ca. 30% af det samlede beløb.

De største dataservere i verden er China Telecom Data Center i Hohhot, Kina, der indtager 10.7 millioner kvadratmeter og Citadel i Tahoe Reno, Nevada, der optager 7.2 millioner kvadratfod og bruger 815 megawatt strøm.

For at imødekomme den stadigt voksende efterspørgsel efter digital datalagring bygges der omkring 100 nye hyperscale datacentre hvert andet år. Min nylige undersøgelse undersøgte disse tendenser og konkluderede, at antallet af digitale bits ved en 50% årlig vækstrate omkring 150 år fra nu ville nå en umulig værdi, der overstiger antallet af alle atomer på Jorden. Om 110 år Fra nu af vil den krævede styrke til at opretholde denne digitale produktion overstige det samlede planetariske strømforbrug i dag.

Om forfatteren

Melvin M. Vopson, Lektor i fysik, University of Portsmouth

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.