Speichersysteme

Speichersysteme umfassen die Gesamtheit der Geräte, Architekturen und Technologien, die zur Speicherung von Daten in Computersystemen und Netzen dienen. Sie decken flüchtige und nichtflüchtige Speicherformen ab, ermöglichen Datenzugriff, Persistenz und Verfügbarkeit und beeinflussen Leistung, Skalierbarkeit und Kosten von Anwendungen.

Speicherhierarchie: Moderne Systeme gliedern sich in verschiedene Ebenen. Schnelle, teure Speicherkomponenten wie CPU-Caches und RAM sind volatiles Gedächtnis. Langsamere, kostengünstigere Medien wie Festplatten, Solid-State- und Hybridlaufwerke sowie magnetische Bänder bilden Sekundär- oder Tertiärspeicher. Daten werden je nach Zugriffsmuster zwischen Ebenen verschoben.

Typen und Beispiele: Hauptspeicher umfasst DRAM-basierte RAM, der als Arbeitsbereich dient. Nebenspeicher umfasst nichtflüchtige Medien wie HDDs, SSDs (inkl. NVMe), optische Medien und Bandarchive, oft auch Cloud-Speicher. Dateisysteme, Protokolle und Speicherarchitekturen organisieren die Daten.

Leistungs- und Zuverlässigkeitsmerkmale: Wichtige Kennzahlen sind Latenz, Durchsatz, IOPS und Kapazität. Persistenz, Fehlerkorrektur, Haltbarkeit (MTBF/lebensdauer) sowie Energieverbrauch und Kosten unterscheiden Speichersysteme. Sicherheitsaspekte umfassen Verschlüsselung und Zugriffskontrollen.

Entwicklungen und Anwendungen: Aktuelle Trends sind NVMe-basierte Speicher, persistente Speicherformen, Speicherklassen in Cloud-Umgebungen und Speicher-Virtualisierung. Speichersysteme sind entscheidend für Datensicherheit, Skalierbarkeit, Leistungsfähigkeit und Betriebsökonomie von IT-Infrastrukturen.