¿Qué es la jerarquía de almacenamiento?

Escrito por j.t. barett | Traducido por andrea galdames
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¿Qué es la jerarquía de almacenamiento?
Las computadoras tienen varios dispositivos de almacenamiento, incluidas las unidades de CD. (Goodshoot/Goodshoot/Getty Images)

Las computadoras utilizan una variedad de tecnologías de almacenamiento de datos, incluyendo memoria, grabación, unidades de disco duro de acceso aleatorio y discos ópticos. Visto como un grupo, estos dispositivos constituyen una jerarquía organizada por velocidad, capacidad y costo, donde los métodos más rápidos y más caros ocupan los niveles más altos y las unidades más lentas, menos caras y de mayor capacidad, los niveles inferiores.

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Almacenamiento primario: Cache

El mayor nivel de almacenamiento se construye directamente sobre el chip que contiene el microprocesador de la computadora, la unidad central de procesamiento o CPU. Esta memoria cara de alta velocidad se llama caché de CPU o simplemente caché. Aunque típicamente los caché tienen menor cantidad de espacio real en la jerarquía de almacenamiento son más rápidos debido a que están más cercanos físicamente al CPU. A medida que el microprocesador ejecuta programas y trabaja en los datos guarda información usada recientemente en la memoria caché y si el programa utiliza un conjunto de datos, es probable que los utilice de nuevo en un futuro próximo. Con los datos cerca, el caché ultrarrápido ahorra al microprocesador el tiempo extra que necesita para solicitar datos de RAM. La actual generación de microprocesadores tiene varios megabytes de memoria caché.

Almacenamiento primario: RAM

Antes de que una computadora pueda ejecutar un programa o datos de acceso, primero debe cargarlos en la memoria de acceso aleatorio o RAM, en el lado más alto de la jerarquía de almacenamiento en términos de velocidad y distancia de CPU y por lo general inmediatamente inferior en términos de tamaño. Esto es un semiconductor rápido de almacenamiento de datos con tiempos de acceso que oscilan entre 5 a 12 nanosegundos. Contiene todos los procesos del sistema de funcionamiento de una computadora, programas de usuario y documentos abiertos. A diferencia de la memoria caché, que se fija en el chip del microprocesador, puedes actualizar la computadora al agregar más RAM. Las computadoras de escritorio y portátiles tienen generalmente entre 1 GB y 8 GB de RAM, los servidores tienen una capacidad de hasta 1 TB.

Almacenamiento secundario: Disco duro

La memoria caché y RAM son rápidas, pero también caras y volátiles: cuando se apaga el equipo, los datos desaparecen. Para almacenar de forma permanente los programas y los datos, el equipo tiene un disco duro, el siguiente paso en la jerarquía de almacenamiento. El disco duro tiene un mecanismo que contiene una bandeja de metal hilado y un sistema de lectura/escritura magnética. Debido a que registra los datos de los campos magnéticos en la superficie del metal, el ordenador puede actualizar y acceder a los datos cualquier número de veces y los datos se mantienen cuando se desconecta la alimentación. Los tiempos de acceso para unidades de disco duro son del orden de 5 a 20 milisegundos o aproximadamente 1000 veces más lenta que el RAM. Los discos duros son mucho menos costosos que el RAM con un costo de alrededor US$ 100 por TB de almacenamiento al momento de esta publicación.

Almacenamiento desconectado: Almacenamiento externo y en red

El nivel más bajo de jerarquía es el almacenamiento desconectado. Estos dispositivos tienen capacidad ilimitada y de bajo costo, pero son relativamente lentos. La capacidad ilimitada proviene del hecho de que tienen medios extraíbles, como las cintas de cartucho, CD y unidades flash. Se puede ampliar la capacidad de un equipo en gran medida si tienes cientos de CDs de datos almacenados en distancia. Un CD montado tiene un tiempo de acceso de un intervalo de 50 milisegundos en unos pocos segundos. La cinta tarda unos pocos minutos para localizar los datos ya que debe enrollarse a través del cartucho para encontrar los datos correctos. Internet y las tecnologías basadas en la nube son una forma emergente de almacenamiento fuera de línea. Los servicios tales como DropBox y Carbonite permiten almacenar archivos en sus servidores de archivos, accesibles a través de Internet.

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