Терабайт — это много или мало?

В начале января произошло достаточно незаметное, но знаковое событие в мире IT — компания Lexar представила первую SD-карту, способную хранить терабайт данных. А почти ровно за 15 лет до этого была создана первая гигибайтная SD-карта. Редакция N + 1, заставшая за свою жизнь разные носители информации, решила наглядно показать, как быстро идет прогресс и какими несовершенными были дискеты, кассеты и другие устройства.

Для начала вспомним один из самых примитивных цифровых носителей информации — перфокарты. Цифровыми они были из-за того, что информация на них записывалась в дискретном виде. Перфокарты представляли собой картонные карточки с размеченными на них цифрами, отображающими места для записи информации. Сама запись осуществлялась очень просто — путем пробивания отверстий в нужных местах. Таким образом, битами в перфокартах служили отверстия. При считывании компьютер проверял, на каких местах пробита карта, и получал данные.

Перфокарты для механических вычислителей (прообразов первых компьютеров) появились в конце XIX века и довольно долго оставались единственным цифровым носителем. За это время разработчики успели опробовать несколько разных форматов их реализации. Возьмем, для примера, один из самых популярных — 80-колоночную перфокарту. В ней предусмотрено 80 колонок и десять строк, из которых восемь доступны для обычной текстовой записи и образуют привычный нам 8-битный байт, а еще два обычно использовались для служебной записи.

Емкость такой перфокарты в текстовом режиме составляет 80 байт. Кроме того, над обычными десятью строками можно было пробить еще две, и тогда емкость увеличивалась до 12 бит на каждую строку, а максимальная емкость — до 120 байт. Сколько же надо было загрузить перфокарт, чтобы их суммарная емкость достигла одного терабайта?

Говоря о терабайте, мы будем опираться на его классическое определение, подразумевающее емкость в 10¹² байтов, или 1000 гигабайт, а не часто подразумеваемый при этом тебибайт, равный 2⁴⁰ байтов, или 1024 гибибайта (разница между ними не превышает 10 процентов). Количество же перфокарт посчитаем не в штуках, а в их суммарной площади.

Наиболее распространенным среди перфокарт был размер, разработанный IBM еще в 1928 году. Он составлял 187,33 миллиметра в длину и 82,55 миллиметра в ширину. Соответственно, площадь такой перфокарты равнялась 154,64 квадратного миллиметра, или 0,015 квадратного метра. Звучит довольно скромно, особенно при сравнении с понятными всем величинами.

Итак, несложный расчет показывает, что перфокартами суммарной емкостью один терабайт можно замостить площадь в 128,86 квадратного километра. Это примерно вдвое больше площади Центрального административного округа Москвы и немногим превышает площадь, ограниченную Третьим транспортным кольцом.

Технологии не стояли на месте, и в 1960-х годах перфокарты уступили место более современным носителям. На смену бумаге пришла магнитная лента, на которую данные записывались в виде намагниченных областей. Самым распространенным форматом была девятидорожечная лента, восемь дорожек которой записывали по одному байту на отрезок, а еще одна дорожка служила контрольной и содержала служебный бит.

Девятидорожечная лента продержалась в качестве главного магнитного носителя информации около двадцати лет. Обычно ее наматывали на катушки диаметром 27 сантиметров. Они имели разную емкость, но для примера можно взять популярную 40-мегабайтную ленту. Мы не будем разматывать каждую катушку и считать общую площадь собственно магнитной ленты, ограничимся площадью, занимаемой одной катушкой.

Соответственно, катушки суммарным объемом один терабайт данных займут площадь в 1822,5 квадратных метра — это чуть больше стандартной хоккейной площадки европейского формата (60 на 30 метров).

Еще один легендарный магнитный носитель — дискета, которая настолько тесно ассоциируется с хранением информации, что именно ее пиктограмму многие приложения до сих пор используют в качестве иконки для функции «Сохранить». В основе дискет лежит гибкий полимерный диск с ферромагнитным покрытием, заключенный в пластиковый корпус. За время своего существования дискеты уменьшались в размерах, и первоначальные 8-дюймовые носители сперва были вытеснены 5,25-дюймовыми, а затем и 3,5-дюймовыми, ставшими последними представителями этого формата.

Стандартный размер 3,5-дюймовой дискеты составлял 93,7 на 90 миллиметров, а их самая распространенная емкость равнялась 1,44 мегабайта (правда, под этими мегабайтами на самом деле подразумевались тысячи кибибайтов). Соответственно, наш терабайт в дискетах занял был площадь в 5719 квадратных метров — почти десять стандартных советских дачных участков, известных как «шесть соток».

Позднее магнитные дискеты уступили лидерство оптическим дискам, в частности CD. В них информация кодируется с помощью углублений в диске, тесно уложенных по спирали, наподобие звуковой дорожки на виниловых пластинках. Углубления имеют размер около половины микрона в ширину и несколько микрон в длину.

Большинство компакт-дисков поддерживают лишь однократную запись и многократное считывание (они назывались CD-R), однако существуют также и диски для многократной записи, называемые CD-RW. Диаметр компакт-диска составляет 120 миллиметров, а типичная емкость — 700 мебибайт.

В пересчете на площадь компакт-дисков терабайт требует уже совсем мало места — 19,62 квадратных метра. Это сравнимо с площадью, занимаемой КамАЗом. К примеру, площадь КамАЗ-53212 составляет 21,3 квадратных метра, а площадь КамАЗ-5511 — 17,75 квадратных метра.

Наконец, еще один носитель, доминировавший на протяжении долгих лет и только сейчас постепенно вытесняемый твердотельными накопителями и флеш-памятью — жесткие диски. В них информация записывается на вращающийся диск или несколько дисков с помощью намагничивания ферромагнитных доменов записывающей головкой. В случае с жестким дисками сравнение проводить не так просто, потому что емкости в один терабайт они достигли гораздо раньше SD-карт — в 2007 году. Но жесткие диски проигрывают в размерах — для стандартного 3,5-дюймового HDD они они равны 147 на 101,6 миллиметра, а для SD-карты — всего 32 на 24 миллиметра.

Впрочем, жесткие диски ушли далеко вперед, так что еще в прошлом году был

15-терабайтный диск. И если мы сравним площадь такого диска и площадь 15 терабайтных SD-карт, то окажется, что первая все равно ненамного больше второй — в 1,3 раза.

Григорий Копиев