Les différentes technolgies de stockage de l'information

Stockage des données dans le Cloud

Internet a rendu le Cloud disponible en tant que service. Les améliorations apportées à l'internet, telles que la baisse continue du coût de la capacité de stockage et l'amélioration de la bande passante, ont rendu plus économique l'utilisation du nuage pour le stockage de données par les particuliers et les entreprises. Le nuage offre essentiellement une quantité infinie de stockage de données à son utilisateur. Les services en nuage offrent une extensibilité quasi infinie et l'accessibilité aux données de n'importe où et à n'importe quel moment. Il est souvent utilisé pour sauvegarder les informations initialement stockées sur le site et les rendre disponibles en cas de défaillance du système de l'entreprise. La sécurité du cloud est une préoccupation importante pour les utilisateurs, et les fournisseurs de services ont intégré des systèmes de sécurité, tels que le cryptage et l'authentification, dans les services qu'ils fournissent.

Lacs de données

Les lacs de données ont été créés spécifiquement pour stocker et traiter les données de grande taille, plusieurs organisations regroupant d'énormes quantités d'informations dans un seul lac de données. Un Data Lake stocke les données dans leur format d'origine et est généralement traité par une base de données NoSQL (un Data Warehouse utilise une base de données hiérarchique). NoSQL traite les données sous toutes leurs formes et permet le traitement de données brutes. La plupart de ces informations peuvent être consultées par ses utilisateurs via Internet.

Silos à données

Les Data Silos sont en quelque sorte un système de stockage de données. Les Data Silos stockent les données d'une entreprise, ou d'un département de l'entreprise, qui sont incompatibles avec leur système, mais qui sont jugées suffisamment importantes pour être conservées pour une traduction ultérieure. Pour de nombreuses entreprises, il s'agit d'une énorme quantité d'informations. Les Data Silos sont finalement devenus utiles comme source d'information pour les Big Data et ont été utilisés délibérément à cette fin. Puis sont venus les Data Lakes.

Solid State Drives (SSD)

Des variantes de Solid State Drives sont utilisées depuis les années 1950. Un SSD est un dispositif de stockage non volatil qui fait essentiellement tout ce qu'un disque dur fait. Il stocke des données sur des puces de mémoire flash interconnectées. Les puces mémoire peuvent faire partie de la carte mère du système ou d'un boîtier séparé conçu et câblé pour être branché sur un ordinateur portable ou un disque dur de bureau. Les puces de mémoire flash sont différentes de celles utilisées pour les clés USB, ce qui les rend plus rapides et plus fiables. Par conséquent, un SSD est plus cher qu'une clé USB de même capacité. Les SSD "peuvent" être portables, mais ne tiennent pas dans votre poche.

Clés USB

Les clés USB sont apparues sur le marché à la fin de l'année 2000. Une clé USB se branche sur les ordinateurs avec une prise USB intégrée, ce qui en fait un petit dispositif de stockage facilement amovible et très portable. Contrairement à un disque dur traditionnel ou à un lecteur optique, elle ne comporte aucune pièce mobile, mais combine plutôt des puces et des transistors pour une fonctionnalité maximale. En général, la capacité de stockage d'un disque flash varie de 8 à 64 Go. (D'autres tailles sont disponibles, mais peuvent être difficiles à trouver).

Une clé USB peut être réécrite un nombre presque illimité de fois et n'est pas affectée par les interférences électromagnétiques (ce qui les rend idéales pour passer la sécurité dans les aéroports). De ce fait, les clés USB ont entièrement remplacé les disquettes pour le stockage portable. Avec leur grande capacité de stockage et leur faible coût, les clés USB sont maintenant sur le point de remplacer les CD et les DVD.

Les clés USB sont parfois appelées "pen drives", "USB drives", "thumb drives" ou "jump drives". Les Solid State Drives (SSD) sont parfois appelés "lecteurs flash", mais ils sont plus grands et plus difficiles à transporter.

Disques magnéto-optiques

Le disque magnéto-optique, en tant que support de stockage hybride, a été présenté en 1990. Ce format de disque utilise les technologies magnétiques et optiques pour le stockage et la récupération de données numériques. Les disques sont normalement disponibles dans les tailles 3,5 et 5,25 pouces. Le système lit des sections du disque avec des alignements magnétiques différents. La lumière laser réfléchie par les différentes polarisations varie, selon l'effet Kerr, et fournit un système de stockage de données par bits, avec fonction marche/arrêt.

Lorsque le disque est préparé pour l'écriture, chaque section du disque est chauffée, à l'aide d'un laser puissant, puis refroidie sous l'influence d'un champ magnétique. Cela a pour effet d'aimanter les zones de stockage dans une direction, "off". Le processus d'écriture inverse la polarisation de zones spécifiques, les activant, pour le stockage des données.

Disques optiques

Dans les années 1960, un inventeur du nom de James T. Russel a pensé et travaillé sur l'idée d'utiliser la lumière comme mécanisme pour enregistrer, puis rejouer de la "musique". Et personne n'a pris son invention du disque optique au sérieux, jusqu'en 1975. C'est alors que Sony a payé Russel des millions de dollars pour qu'il termine son projet. Cet investissement l'a amené à terminer le projet en 1980, ce qui a donné naissance aux CD (disques compacts) et aux DVD (enregistrements vidéo numériques) ainsi qu'au Blu-Ray. (Le mot "disque" est utilisé pour les enregistrements magnétiques, tandis que "disque" est utilisé pour les enregistrements optiques. IBM, qui n'avait pas de formats optiques, préférait l'orthographe "k", mais en 1979, Sony, et une société néerlandaise du nom de Philips, ont préféré utiliser l'orthographe "c" pour développer et commercialiser le disque compact.

Stockage sur disque magnétique

Les tambours magnétiques ont été la première incarnation du stockage sur disque magnétique. Gustav Taushek, un inventeur autrichien, a développé le tambour magnétique en 1932. Les têtes de lecture/écriture des tambours ont été conçues pour chaque piste de tambour, en utilisant un système de décalage sur la circonférence. Sans mouvement de la tête à contrôler, le temps d'accès est assez court, étant basé sur une révolution du tambour. Si plusieurs têtes sont utilisées, les données peuvent être transférées rapidement, ce qui permet de compenser le manque de RAM dans ces systèmes.

IBM est le principal responsable de l'évolution précoce du stockage sur disque magnétique. Elle a inventé le lecteur de disquettes et le disque dur, et son personnel est à l'origine de nombreuses améliorations de ces produits. IBM a développé et fabriqué des dispositifs de stockage sur disque entre 1956 et 2003, puis a vendu son activité "disque dur" à Hitachi en 2003.

De 1969 jusqu'au milieu des années 1980, IBM s'est tournée vers les disquettes de 8 pouces. Une disquette est un dispositif de stockage portable facile à retirer (et à installer). Elle est faite d'un film magnétique enveloppé dans un plastique souple, et sa fabrication est peu coûteuse. IBM a développé la disquette de 8 pouces spécifiquement pour l'ordinateur central System/370. L'inconvénient est qu'une disquette est très facile à endommager.

En 1976, Allan Shugart a amélioré la disquette d'IBM, en développant une version plus petite de celle-ci. En effet, la disquette de 8 pouces d'IBM était trop grande pour un ordinateur de bureau standard. La nouvelle disquette de 5,25 pouces était moins chère à fabriquer et pouvait stocker 110 kilo-octets de données. Ces disquettes sont devenues extrêmement populaires et ont été utilisées sur la plupart des ordinateurs personnels. Allan Shugart est éagelement l'un des fondateur de la marque Seagate Technology dont le premier produit était un disque dur de 5 1/4" et 5 Mo qui s'est vendu à 1 500 $. Le disque dur est devenu une technologie de base importante pour l'industrie des PC. En une décennie, Seagate est devenu le plus grand producteur de disques durs au monde

La disquette de 3,5 pouces (introduite en 1982) est progressivement devenue plus populaire que la disquette de 5,25 pouces.  La version 3.5 présentait un avantage considérable. Elle était dotée d'une couverture rigide protégeant le film magnétique à l'intérieur. Cependant, les deux formats sont restés assez populaires jusqu'au milieu des années 1990. (Au fil du temps, plusieurs variantes de taille ont été introduites, mais avec un succès commercial très limité).

Mémoire à semi-conducteurs

En 1966, la nouvelle société Intel Corporation a commencé à vendre une puce à semi-conducteurs avec 2 000 bits de mémoire. Une puce de mémoire à semi-conducteurs stocke des données dans un petit circuit appelé cellule de mémoire. Les cellules de mémoire sont composées de transistors miniaturisés et/ou de condensateurs miniaturisés, qui agissent comme des interrupteurs marche/arrêt.

Un semi-conducteur peut conduire l'électricité dans des conditions spécifiques, ce qui en fait un excellent moyen de contrôler l'électricité. Sa conductivité varie en fonction du courant ou de la tension appliquée à une électrode de contrôle. Un dispositif à semi-conducteurs offre une alternative supérieure aux tubes à vide, en fournissant une puissance de traitement des centaines de fois supérieure. Une seule puce à microprocesseur peut remplacer des milliers de tubes à vide et nécessite beaucoup moins d'électricité.

Mémoire à noyau magnétique, à torsion et à bulles

À la fin des années 1940, la mémoire à noyau magnétique a été développée et brevetée et, en dix ans, elle est devenue le principal moyen utilisé par les premiers ordinateurs pour écrire, lire et stocker des données. Le système utilisait une grille de fils conducteurs de courant (fils d'adresse et de détection), avec des aimants en forme de beignet (appelés noyaux de ferrite) encerclant l'endroit où les fils se croisent. Les lignes d'adresse polarisaient le champ magnétique d'un noyau de ferrite dans un sens ou dans l'autre, créant un interrupteur qui représente un zéro ou un un (marche/arrêt).  La disposition des fils d'adresse et de détection passant par les noyaux de ferrite permet à chaque noyau de stocker un bit de données (on/off). Chaque bit est ensuite regroupé en unités, appelées mots, pour former une seule adresse mémoire lorsqu'on y accède ensemble.

En 1953, le MIT a acheté le brevet et a développé le premier ordinateur utilisant cette technologie, appelé le Whirlwind. Les mémoires à noyau magnétique, plus rapides et plus efficaces que les cartes perforées, sont très vite devenues populaires. Cependant, leur fabrication était difficile et prenait beaucoup de temps. Il s'agissait d'un travail délicat, utilisant des femmes aux mains expertes et des microscopes pour enfiler péniblement de fins fils dans de très petits trous.

La mémoire magnétique à torsion a été inventée en 1957 par Andrew Bobeck. Elle permet de créer des mémoires d'ordinateur en utilisant des fils magnétiques très fins entrelacés avec des fils conducteurs de courant. Elle est similaire à la mémoire centrale, mais les fils magnétiques enveloppés remplacent les aimants circulaires, et chaque intersection sur le réseau représente un bit de données. Les fils magnétiques ont été spécialement conçus pour permettre une magnétisation uniquement le long de sections spécifiques de la longueur, de sorte que seules des zones désignées du Twistor seraient magnétisées, et capables de changer de polarisation (marche/arrêt).

Les Bell Labs ont fait la promotion de la technologie Twistor, la décrivant comme supérieure aux mémoires à noyau magnétique. Le système pesait moins, nécessitait moins de courant, était moins cher à produire et devait permettre de réduire considérablement les coûts de production. Le concept de mémoire Twistor a conduit M. Bobeck à développer une autre technologie de mémoire magnétique à courte durée de vie dans les années 1980, connue sous le nom de mémoire à bulles. La mémoire à bulles est un film magnétique mince utilisant de petites zones magnétisées qui ressemblent à des bulles.

Tubes à vide pour la mémoire à accès aléatoire

En 1948, le professeur Fredrick Williams, et ses collègues, ont développé "la première" mémoire vive (RAM) pour stocker les instructions de programmation fréquemment utilisées, ce qui a permis d'augmenter la vitesse globale de l'ordinateur. Williams a utilisé un ensemble de tubes cathodiques (une forme de tube à vide) pour agir comme interrupteurs marche/arrêt et stocker numériquement 1024 bits d'informations.

Les données contenues dans la mémoire vive (parfois appelée mémoire volatile) sont temporaires et lorsqu'un ordinateur perd de l'énergie, les données sont perdues, et souvent irrécupérables de façon frustrante. La ROM (Read Only Memory), en revanche, est écrite de façon permanente et reste disponible après une coupure de courant.

Les cartes perforées

Les cartes perforées ont été la première tentative de stockage de données dans un langage machine. Les cartes perforées ont été utilisées pour communiquer des informations à des équipements "avant" le développement des ordinateurs. Les trous perforés représentaient à l'origine une "séquence d'instructions" pour les équipements, tels que les métiers à tisser et les pianos mécaniques. Les trous servaient d'interrupteurs. Basile Bouchon a développé la carte perforée comme commande pour les métiers à tisser en 1725.

En 1837, un peu plus de 100 ans plus tard, Charles Babbage propose l'Analytical Engine, une calculatrice primitive avec des pièces mobiles, qui utilise des cartes perforées pour les instructions et les réponses. Herman Hollerith a développé cette idée et a fait de l'Analytical Engine une réalité en faisant en sorte que les trous représentent non seulement une séquence d'instructions, mais aussi des données stockées que la machine peut lire.

Il a développé un système de traitement des données des cartes perforées pour le recensement américain de 1890, puis a créé la Tabulating Machine Company en 1896. En 1950, les cartes perforées étaient devenues partie intégrante de l'industrie et du gouvernement américains. L'avertissement "Ne pas plier, tourner ou mutiler" provient des cartes perforées. Les cartes perforées étaient encore utilisées assez régulièrement jusqu'au milieu des années 1980. (Les cartes perforées continuent d'être utilisées pour enregistrer les résultats des tests standardisés et des bulletins de vote).

Dans les années 1960, le "stockage magnétique" a progressivement remplacé les cartes perforées comme principal moyen de stockage des données.  La bande magnétique a été brevetée pour la première fois en 1928, par Fritz Pfleumer. (Les cassettes étaient souvent utilisées pour les "ordinateurs personnels" faits maison, dans les années 70 et 80). En 1965, Mohawk Data Sciences a proposé un encodeur de bande magnétique, décrit comme un remplacement de la carte perforée. En 1990, la combinaison d'ordinateurs personnels abordables et de "stockage sur disque magnétique" avait rendu les cartes perforées presque obsolètes.

Dans le passé, les termes "stockage de données" et "mémoire" étaient souvent utilisés de manière interchangeable. Cependant, à l'heure actuelle, le stockage de données est une expression générale qui inclut la mémoire. Le stockage de données est souvent considéré comme du long terme, alors que la mémoire est souvent décrite comme du court terme.