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Memória Externa/Secundária - Coggle Diagram
Memória Externa/Secundária
Disco Magnéticos - HD
Material não magnético envolto de um substrato magnético
Antes => Alumínio, Agora => Vidro
Maior uniformidade da superfície
Aumenta confiabilidade
Baixa nos defeitos da superfície
Menos erros de leitura/gravação
Voos mais baixos
Melhor rigidez e resistência
Cabeça
Bobina condutora
Gravação e Leitura
Única pra ambas ou sparada
Gravação
Pulso elétrico enviado a cabeça
Cabeça grava eles abaixo
Padrões diferente para negativo e positivo
Leitura
Cabeça separada e próxima da de gravação
Sensor Magnetoresistivo (MR)
Parcialmente blindado
Resistência elétrica depende
do magnetismo abaixo
Mudanças de resistência
viram sinais de tensão
Densi. de armazenamento e velocidade mais altas
Organização e
formatação de dados
Trilhas
Conjunto concentrado de anéis
Lacunas entre as trilhas
Impede ou minimiza erros
Divididas em setores
Pode haver mais de um setor por bloco
Bloco mínimo é de um
setor (512 bytes)
Cilindros
Trilhas alinhadas nas placas
Onde dados são espalhados
Reduz movimento da cabeça
Up na taxa de transferência (velocidade)
Velocidade do disco
Bits próximos do centro são
mais lentos que os da borda
Para compensar, espaçamentos
variados
CAV
Setor = de fatia de torta e trilhas concêntricas
Localizando setores
Achar o início da trilha e setor
Formatar disco
Infos. adicionais de formatação
Marca trilha e setores
Trilha e setor endereçado individualmente
Cabeça vai até certa trilha e espera certo seotr
Perda de espaço nas trilhas externas
Melhoria => gravação em múltiplas zonas
Num fixo de bit por trilha
Costuma ser 16
Maior complexibilidade
Desempenho
Tempo de busca
Tempo para posicionar a cabeça na trilha
Cabeça móvel
Difícil de ser precisada
Latência (rotacional)
Esperando dados passarem sob a cabeça
Tempo de acesso= Busca + Latência
Taxa de transferência
Demora para fazer a leitura/gravação
T = b\r*N
T= tempo de transf.
Total
Ta = Ts + ((1/2)r) + (b/(rN))
b= num. de bytes a serem transmitidos
N = num. de bytes em uma trilha
r = RPM
RAID
Alternativa a baixa evolução dos discos
Array redundante de discos indepêndentes
7 discos que vai de 0 a 6
Não é uma hierarquia
1. Driver físicos visto como um só pelo S/O
2. Dados distribuídos pelas unidades
3. Pode ter função redundante
para guardar info. de paridade
Facilidade de recuperação
de dados, caso um falhe
RAID 0
Não aceita o ponto 3
Dados em vários os discos
Um conjunto é espalhado em vários
Sem impacto da redundância
= alta capacidade
Mapeamento Round Robin
Balanceador de carga avalia os discos e distribui infos.
Mapeia os stipes
Blocos, faixas ou drive
Maior velocidade
Busca paralela
Não é um membro verdadeiro
RAID 1
Não aceita o ponto 3
2 cópias de cada strip
em 2 discos separados
Leitura de qualquer um deles
Gravação em ambas
1 falhou, tem outro
Caro
Divres que armazena dados críticos
RAID 2
Array de acesso paralelo
Todos discos participam da E/S
Stripes pequenas
1 byte/palavra
Correção de erro
Calculada por bits
correspondentes no disco
Múltiplos discos de paridade guarda correções
Código de
Hamming
Caro e não usado
RAID 3
Diferenças
1 disco redundante - não importa
o tamanho do array de discos
Correção de erros
1 bit simples calculado na
mesma posição do conjunto de bits
Em todos os discos
Dados que sobraram + informação de paridade
Alto desempenho
Prejudicado em ambientes de transações
RAID 4
Acesso independente
Solicitações separadas feitas em paralelo
Bom para alta taxa de E/S
Ruins em alta taxa de transferência de dados
Srtipe relativamente grande
Paridade
bit a bit calculada por stripes em cada disco
guardade no disco de paridade
RAID 5
Paridade
Alocação round-robin
Evita gargalo do RAID 4
espalhada por todos os discos
RAID 6
2 cálculos de paridade
Armazena em blocos separados, em discos diferente
Se a requisição precisa de N
discos, ele precisa de N + 2
Alta disponibilidade de dados.
Só se 3 discos falharem que se perde dados
Alta penalidade
Queda de 30% no desempenho de gravação se comprada ao 5
Cada gravação afeta 2 blocos de paridade
2 algoritmos de verificação de dados
Cálculo do OU-EXCLUSIVO, como no 4 e 5
Verificação de dados independente
Memória Flash
Guarda dados por longos períodos
e não precisa de energia continua
Memória permanente
NOR e NAND
NOR
uni. básica de acesso é um
bit = célula da memória
células conectadas em
paralelo as linhas de bit
Modificadas individualmente
NAND
Arrays de 16 a 32 transistores
Linha de bits só diminuir => transistores nas linhas de palavras correspondente forem ligados
Funcionamento
Como uma espécie de transistor
Portas
Porta de controle
Controla o fluxo de corrente
entre a fonte e o dreno
Porta flutuante
Isolado por uma fina camada de óxido
Retém elétrons
De inicio, PF não interfere
Célula armazena bit = 1
PC se enche de próton (carga +)
PF prende elétrons
Célula armazena bit = 0
Carga contrária
PF solta os elétrons
Célula armazena bit = 1
Esse processo desgasta a memória flash
MLC e SLC
MLC - Célula armazena dois ou mais bits
Tensões intermediárias
4 tensões = 2 bits, 8 tensões = 3 bits
SLC - armazena um bit por célula
Usados nos SSD's
SSD's
Solid State Drive
Construído com semicondutores
usam flash do tipo NAND
Múltiplos canais de acesso
Utilizam TLC ou QLC
Entram no quesito MLC
T por conta de usar 3 bits (8 tensões)
Q por conta de usar 4 bits (16 tensões)
Vantagens e Desvantagens
com relação aos HD's
Vantagens
Alto IOPS
IOPS - desempenho em
operações de E/S por segundo
Durabilidade e Longevidade
Frios e silenciosos
Maior desempenho
Latência
Taxa de transfrência
Tempo de acesso
Desvantagem
Maior custo por MB/GB
"Baixo" armazenamento
Perda de desempenho
Ao modificar um dado, todo o conjunto
que ele faz parte é apagado e atualizado
Infos. fragmentadas e mais lentas conforme ocupação
Problema das memórias do tipo flash
Solução
TRIM
SO informa blocos desnecessário,
que são limpos totalmente
Libera espaço
Cache na entrada e saída
Agrupa e retarda operações de gravação
Minimiza o problema das memórias do tipo flash
Memória óptica
CD-ROM
Originalmente para áudio
650 MB = 74 min de áudio
Depois
700 MB = 80 min de áudio
Info. recuperada por um laser de baica potência
Policarbonato + cobertura flexível (alumínio)
Guarda dados como sulcos
Densidade de empacotamento
e velocidade constante
Prós e contras
Grande capacidade
Fácil de produzir e robusto
Caro para pequenas quantidades e lento
Apenas leitura
CLV
Trilha única e espiral que
começa próximo ao centro
DVD
Digital Video Disk
Leitor de filmes
Digital Versatile Disk
Lê CDs de computadores e de vídeos
Memória maior que a do CD-ROM
Cerca de 7 vezes
Bits mais próximos do que no CD-ROM
2 camadas de sulcos e pistas
Camada semirefletora em cima da refletora
Laser lê as camadas separadamente
Como os CDs, tem versões
graváveis e de apenas leitura
Discos ópticos de alta definição
Memória maior que as do DVDs
Laser mais curtos e azul violetas
Densidade de bits mais alta
Blu-ray vs HD DVD
Blu-ray ganha
Camada de dados mais perto do laser
Menores sulcos e trilhas
25 GB
Tem versões graváveis e de apenas leitura
HD DVD morre
15 GB em uma única camada
Fita Magnética
Lenta e barata
Backup e arquivamento
Acesso serial
Unidades de fita Linear Tape Open (LTO)
Várias unidades
LTO-10
48 TB