Et datasenter. Shutterstock / mkfilm

Gamle mennesker lagret informasjon i hulemalerier, den eldste vi vet om er over 40,000 år gammel. Etter hvert som mennesker utviklet seg, førte fremveksten av språk og oppfinnelsen av skriving til at detaljert informasjon ble lagret i forskjellige skriftlige former, som kulminerte med oppfinnelsen av papir i Kina rundt første århundre e.Kr..

De eldste trykte bøkene dukket opp i Kina mellom AD600 og AD900. I over et årtusen var bøker den viktigste kilden til lagring av informasjon.

Mennesker oppnådde mer teknologisk utvikling de siste 150 årene enn i de foregående 2,000 årene. Uten tvil en av de viktigste utviklingene i menneskets historie var oppfinnelsen av digital elektronikk.

Siden oppdagelsen av transistoren i 1947 og den integrerte mikrochippen i 1956, opplevde samfunnet vårt et skifte. På litt over 50 år har vi oppnådd enestående datakraft, trådløs teknologi, internett, kunstig intelligens og fremskritt innen skjermteknologi, mobilkommunikasjon, transport, genetikk, medisin og romforskning.

Viktigst, introduksjonen av digital datalagring endret også måten vi produserer, manipulerer og lagrer informasjon på. Overgangspunktet fant sted i 1996 da digital lagring ble mer kostnadseffektivt for lagring av informasjon enn papir.

Teknologier for digital datalagring er veldig forskjellige. Mest bemerkelsesverdige er magnetisk lagring (HDD, tape), optiske plater (CD, DVD, Blu-Ray) og halvlederminner (SSD, flash-stasjon). Hver type minne er mer nyttig for spesifikke applikasjoner.

Halvlederminner er det foretrukne valget for bærbar elektronikk, optisk lagring brukes hovedsakelig til filmer, programvare og spill, mens magnetisk datalagring forblir den dominerende teknologien for lagring med høy kapasitet, inkludert personlige datamaskiner og dataservere.

All digital datalagringsteknologi fungerer på de samme prinsippene. Biter av informasjon kan lagres i hvilket som helst materiale som inneholder to karakteristiske og byttbare fysiske tilstander. I binær kode lagres den digitale informasjonen som en og nuller, også kjent som biter. Åtte biter danner en byte.

Et logisk null eller ett tildeles hver fysiske tilstand. Jo mindre disse fysiske tilstandene er, jo flere biter kan pakkes i lagringsenheten. Bredden på digitale biter i dag er rundt ti til 30 nanometer (milliarddeler av en meter). Disse enhetene er veldig komplekse fordi utvikling av enheter som er i stand til å lagre informasjon i denne skalaen krever kontrollerende materialer på atomnivå.

Big data

Digital informasjon har blitt så forankret i alle aspekter av våre liv og samfunn, at den nylige veksten i informasjonsproduksjon virker ustoppelig. Hver dag på jorden genererer vi 500 millioner tweets, 294 milliarder e-poster, 4 millioner gigabyte av Facebook-data, 65 milliarder WhatsApp-meldinger og 720,000 timer av nytt innhold lagt til daglig på YouTube.

i 2018, den totale datamengden som ble opprettet, fanget, kopiert og konsumert i verden var 33 zettabyte (ZB) - tilsvarende 33 billioner gigabyte. Dette vokste til 59ZB i 2020 og er spådd å nå en forbløffende 175ZB innen 2025. En zettabyte er 8,000,000,000,000,000,000,000 bits.

For å visualisere disse tallene, la oss forestille oss at hver bit er en £ 1-mynt, som er rundt 3 mm (0.1 tommer) tykk. En ZB bestående av en bunke med mynter ville være 2,550 lysår. Dette kan komme deg til nærmeste stjernesystem, Alpha Centauri, 600 ganger. Foreløpig produserer vi hvert år 59 ganger så mye data og den estimerte sammensatte vekstraten er rundt 61%.

Datalagring

Mest digital informasjon lagres på tre typer lokasjoner. Først er den globale samlingen av det som kalles endepunkter, som inkluderer alt internett av ting enheter, PCer, smarttelefoner og alle andre informasjonslagringsenheter. For det andre er kanten, som inkluderer infrastruktur som celletårn, institusjonelle servere og kontorer, som universiteter, offentlige kontorer, banker og fabrikker. For det tredje lagres det meste av dataene i det som er kjent som kjernen - tradisjonelle dataservere og sky datasentre.

Det er rundt 600 overskala datasentre - de med over 5,000 servere - i verden. Rundt 39% av dem er i USA, mens Kina, Japan, Storbritannia, Tyskland og Australia står for rundt 30% av totalen.

De største dataserverne i verden er China Telecom Data Center, i Hohhot, Kina, som har 10.7 millioner kvadratmeter og The Citadel i Tahoe Reno, Nevada, som har 7.2 millioner kvadratmeter og bruker 815 megawatt kraft.

For å imøtekomme den stadig økende etterspørselen etter digital datalagring blir det bygget rundt 100 nye datasentre i overskala hvert annet år. Den siste studien min undersøkte disse trendene og konkluderte med at med en vekst på 50% årlig, rundt 150 år fra nå, ville antallet digitale bits nå en umulig verdi og overstige antallet av alle atomene på jorden. Om 110 år fra nå av vil kraften som kreves for å opprettholde denne digitale produksjonen overstige det totale planetariske strømforbruket i dag.

Om forfatteren

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

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.