21 agosto 2024
La storage primario, situato sulla scheda di sistema, è il componente del computer che memorizza i programmi, i dati e le istruzioni utilizzati attivamente da quel computer.
Lo storage primario è noto anche come memoria principale. Grazie alla sua vicinanza all'unità di elaborazione centrale (CPU), leggere e scrivere nello storage è più semplice. Ciò consente ai processori di fornire un accesso più rapido ai dati e alle istruzioni contenuti dallo storage primario.
La memoria principale o primaria, nota anche come memoria interna, contiene quantità relativamente piccole di dati a cui il computer può accedere durante il funzionamento. La memoria esterna, nota anche come memoria secondaria, riguarda i dispositivi di storage che possono conservare i dati in modo continuativo.
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Lo storage primario funziona mantenendo i dati e le istruzioni attualmente in uso dalla CPU. Per eseguire i programmi, la CPU contatta lo storage al fine di ottenere le istruzioni necessarie. Lo storage primario è responsabile di tre attività operative, essenziali per l'elaborazione del computer.
Quando un computer è acceso, esegue un ciclo di avvio in cui i componenti del sistema operativo necessari vengono aggiunti alla RAM dal disco rigido del computer. Una volta caricato il sistema operativo, il sistema è pronto per gestire le operazioni.
Prima che le applicazioni possano essere eseguite, vengono caricate dalla loro posizione sul disco rigido esistente nella RAM, per orchestrare l'esecuzione dell'applicazione e consentire un recupero dei dati più rapido di quanto sarebbe stato possibile in origine.
Non sono solo le applicazioni a essere caricate nella RAM, bensì qualsiasi dato che deve essere elaborato da un'applicazione. Questa distinzione copre i dati provenienti da una vasta gamma di applicazioni, come quelle che si occupano di matematica superiore, immagini renderizzate e file modificati.
Numerosi tipi di memoria dominano la discussione sullo storage primario:
Memoria ad accesso casuale (RAM)
La RAM è il tipo di memoria più importante. La RAM gestisce e ospita numerosi processi chiave, tra cui le applicazioni di sistema e i processi attualmente gestiti dal computer. Funge anche da piattaforma di lancio per file o applicazioni.
Memoria di sola lettura (ROM)
La ROM consente all'utente di visualizzare i dati, ma non permette di modificare i dati raccolti. La ROM differisce dalla RAM a livello di permanenza. La ROM è una memoria non volatile, poiché i dati in essa contenuti rimangono memorizzati anche quando il computer è spento. Un esempio di ROM è un CD, con contenuti che vengono scritti una volta e quindi bloccati in quella posizione.
Un altro esempio è il Basic Input/Output System (BIOS), un programma per il monitoraggio delle funzionalità dell'hardware quando il computer viene acceso per la prima volta, prima di caricare il sistema operativo. Poiché il BIOS è necessario ogni volta che il computer viene acceso, è memorizzato nella ROM.
Memoria cache
Un'altra forma chiave di data storage è la memoria cache, che memorizza i dati frequentemente richiamati e utilizzati. La memoria cache contiene meno storage rispetto alla RAM, ma è più veloce di quest'ultima.
Registri
I registri, situati all'interno delle CPU, forniscono i più rapidi tempi di accesso ai dati e memorizzano i dati per un'elaborazione quasi istantanea.
Memoria flash
La memoria flash offre il meglio dei due mondi: tempi di accesso rapidi e storage non volatile che consente di scrivere e salvare i dati (e di scriverli e salvarli nuovamente). La memoria flash è utilizzata all'interno di smartphone, fotocamere digitali, chiavette USB e unità flash.
Storage cloud
In determinate circostanze, il cloud storage potrebbe funzionare come storage primario. Ad esempio, le organizzazioni che ospitano app nei propri data center devono utilizzare qualche tipo di cloud service ai fini dello storage.
Sia la memoria dinamica ad accesso casuale (DRAM) che la memoria statica ad accesso casuale (SRAM) sono altri tipi di memoria a semiconduttore basata su RAM utilizzata nello storage dei dati, ma sono progettate in modo molto diverso. La DRAM relega ogni bit di dati in una cella di memoria che contiene un condensatore e un transistor estremamente piccoli, mentre la SRAM utilizza un circuito flip-flop a blocco per memorizzare ogni bit di dati.
In termini di volatilità, il condensatore della DRAM può mantenere una carica elettrica, ma non a tempo indeterminato. Poiché questa carica elettrica è soggetta a perdite nel tempo, la DRAM combatte questa perdita attraverso un circuito di aggiornamento della memoria esterno che riscrive regolarmente i dati in ciascun condensatore ed evita la volatilità, rendendola perfetta per scopi di storage secondario. La SRAM è più veloce della DRAM, ma perde i suoi dati quando l'alimentazione viene rimossa dal sistema.
In genere si ritiene che la SRAM consenta un'elaborazione più rapida rispetto alla DRAM, ma a causa di questo attributo, la SRAM è anche considerata più costosa da implementare rispetto alla DRAM. A causa della sua velocità, la SRAM viene in genere utilizzata nella memoria cache e nei registri, mentre la DRAM viene spesso utilizzata per costituire la memoria principale di un computer.
Un presupposto errato spesso confonde il problema dello storage primario; la classificazione di una risorsa come storage primario o relativo a un altro livello di memoria non è determinata dalla sua architettura di storage, dalle dimensioni o dalla quantità di spazio di storage che fornisce. È l'utility di quella particolare risorsa, e il modo in cui la risorsa viene utilizzata, a determinarne la designazione della memoria.
Questo amplia la nostra definizione dei vari tipi possibili di storage primario. Grazie a questo approccio basato sulla utility, lo storage primario può assumere molteplici forme. Lo storage primario potrebbe comportare l'uso di storage array (hardware di storage dei dati) come unità disco rigido (HDD) o solid-state drive basate su flash. Oppure lo storage primario potrebbe significare l'uso di una storage area network (SAN) o di un network-attached storage (NAS).
Anche in questo caso, è il modo in cui verrà utilizzata la risorsa a determinare la sua designazione come storage primario o secondario. Se un'organizzazione deve essere in grado di elaborare applicazioni ad alte transazioni come la gestione dei dati, la piattaforma SAN è più veloce e offre le alte prestazioni necessarie.
Ci sono diversi modi per considerare la differenza tra i metodi di storage primario e secondario.
Lo storage primario sta allo storage secondario come la memoria a breve termine di un essere umano sta alla sua memoria a lungo termine. Così come la memoria a breve termine è più focalizzata sul pensiero "attuale" che è più rilevante per una persona, lo storage primario è più focalizzato sull'elaborazione corrente in esecuzione sul computer. Al contrario, lo storage secondario fornisce un'archiviazione a lungo termine ed è più simile alla memoria a lungo termine di una persona, che funziona con meno frequenza e potrebbe richiedere una maggiore elaborazione mentale (elaborazione informatica) per recuperare ricordi a lungo conservati (dati memorizzati a lungo).
Un altro modo semplice per distinguere i due tipi di storage è quello di capire cosa succede a ciascuno di essi quando viene tolta l'alimentazione. Lo storage primario è volatile e i dati scompaiono quando il computer si spegne. Lo storage secondario utilizza in genere una memoria non volatile, che mantiene la capacità di memorizzare i dati a lungo termine, anche dopo la rimozione dell'alimentazione.
Un altro modo di base per confrontare lo storage primario e lo storage secondario riguarda le rispettive prestazioni del sistema. I sistemi informatici che utilizzano lo storage primario presentano tempi di accesso più rapidi rispetto ai sistemi che si basano su sistemi di storage secondario.
Per fornire soluzioni di storage vengono utilizzati vari dispositivi, in base al loro livello di utilizzo e importanza:
Dispositivi di storage primario
Di seguito sono riportati i dispositivi di storage primario più utilizzati:
- Solid-state drives
- Supporti su disco rigido
Dispositivi di storage secondario
I dispositivi di storage secondario (SSD) includono:
- Hard disk drive
- Nastri magnetici
- Chip di memoria/schede SSD
- Unità flash USB
- CD, DVD e dischi Blu-Ray
Dispositivi di storage terziario
Subito sotto i dispositivi di storage secondari si trovano i dispositivi che gestiscono la memoria terziaria, o i dati nella loro forma più grezza e non strutturata. Nello storage terziario, l'automazione viene utilizzata per passare tra i supporti rimovibili (come dischi ottici e bobine di nastro) che sono accessibili dal computer tramite l'uso di caroselli e meccanismi robotici simili. Lo storage terziario non è noto per le sue velocità di elaborazione elevatissime, quanto piuttosto per la garanzia di un'operatività costante.