Základní informace
Paměťová média jsou přenosná výměnná datová média, která umožňují ukládání a přenos dat mezi počítači (a dalšími zařízeními). Tento termín může také zahrnovat i vnitřní paměti.
Podle principu čtení se datové nosiče dělí na:
- Magnetická média
- Optická média
- Elektronická média
Magnetická média
Záznamovým médiem je u nich vždy feromagnetická vrstva a záznam se provádí zmagnetizováním. V minulosti sloužily často jako vnitřní paměti, dnes jsou to spíše paměti vnější. Fungují na podobném principu jako pevný disk.
Magnetická páska
Magnetická páska byla poprvé použita už ve 20. letech v Německu, kdy sloužila k ukládání audio záznamů. Hlavně po 2. světové válce se rozšířilo její použití ve formě magnetofonů. Nedlouho poté následovalo také využití k ukládání videa na videokazety, ale obě tyto aplikace už dnes nejsou používané.
Toto paměťové médium bylo ale také hlavní součástí mnoha starých počítačů. Poprvé bylo použito pro ukládání počítačových dat v roce 1951 na počítači UNIVAC I (první komerční, sériově vyráběný počítač). Jako vnitřní paměť se ale neudrželo dlouho, bylo však dlouho používáno jako vnější médium – např. u Commodore 64 nebo Atari.
Zápis na magnetickou pásku je velmi podobný zápisu na pevný disk, jen je o něco jednodušší. Páska je tedy posouvána pod hlavicí, která pomocí cívky mění magnetizaci pásky. Toto vše se děje v zařízení, kterému se říká pásková jednotka.
Vzhledem ke své velmi nízké ceně za bit, vysoké kapacitě dat (i několik desítek TB) a velmi dlouhé životnosti přežívá ukládání na magnetickou pásku dodnes. Je však využívána skoro výhradně k zálohování a archivaci velkých objemů dat. Je to hlavně kvůli tomu, že se jedná o médium se sekvenčním přístupem – páska vždy musí být přetočena na správné místo – a tak je velmi pomalá.
Disketa
Disketa (FDD = floppy disk drive) byla v minulosti hojně rozšířeným magnetickým přenosným paměťovým médiem. Za jejím masivním rozšíření stojí hlavně nízká cena pro její výrobu i nízká cena pro výrobu disketových mechanik. Kvůli malé rychlosti, nízké kapacitě a nevelké životnosti byla však v prvním desetiletí 21. století vytlačena jinými médii (optické disky, USB disky).
První diskety vyrobila firma IBM na konci 60. let. Tyto diskety měly průměr 8 palců a jejich kapacita později dosáhla až 1,1 MiB. Postupně docházelo ke zmenšování diskety na 5,25 palců (1976), která měla kapacitu až 1,2 MiB, a nakonec až na nejvíce rozšířenou 3,5palcovou disketu, která měla nejčastěji kapacitu 1,44 MiB. Diskety byly využívány nejen pro distribuci softwaru a přenosu dat, ale také i k ukládání operačního systému. Ve funkci vnitřní paměti je na konci 90. let nahradily pevné disky a jako vnější paměť se také začala používat jiná média. Došlo k tomu hlavně kvůli stálé kapacitě disket, ale zvětšujícím se velikostem softwaru.
Disketa se skládá z plastového obalu (4) a pružného vnitřního nosiče s magnetickou vrstvou (6), od kterého dostala disketa své jméno (floppy = měkký). Uvnitř plastového obalu je výstelka (5), která chrání magnetickou vrstvu proti poškrábání. Data jsou podobně jako u pevného disku ukládána do sektorů, které tvoří stopy. Uprostřed diskety se nachází otvor (2), kterým se usadí do počítače (podobně jako gramofonová deska).
Přestože se dnes již diskety k ukládání dat nepoužívají, ikona reprezentující toto paměťové médium stále přetrvává jako symbol pro uložení souboru. Windows také stále rezervuje disk A a B pro diskety.
Optická média
Optická média jsou paměťová média, která na optický disk zapisují data s využitím paprsku laseru. Existuje jich mnoho typů, přičemž ty se ještě dělí na podtypy dle toho, jestli byl disk určen pouze ke čtení, k jednomu zápisu nebo k mnoha zápisům. Čtení a zapisování na tato média zajišťuje optická mechanika. Prvním optickým médiem byl Laserdisc (LD).
Kompaktní disk (CD)
Kompaktní disk byl druhým vyrobeným optickým médiem a používá se dodnes. Data jsou zde uložena na disku z polykarbonátu ve stopě na jedné dlouhé spirále (na rozdíl od kružnic na magnetických médiích) začínající ve středu média, která se postupně rozvíjí až k jeho okraji. Záznam na CD je možný pouze zespodu, kde jsou něj vypalovány laserem (780 nm – infračervené světlo) miniaturní dírky nebo ponechány stupínky (1 a 0; při čtení dírky neodráží laser, ale stupínky ano). Běžné CD má průměr 12 cm (někdy i 8 cm; data jsou pouze v rozmezí 2,3 cm až 5,8 cm) a tloušťku 1,2 mm.
Kompaktní disk byl vyvinut v roce 1979 firmami Sony a Philips a měl pojmout 74 minut (656 MB) hudby (dnes je standardních 80 minut – 700 MB). Existuje mnoho variant CD, např. CD-ROM (pouze čtení), audio CD, CD-R (lze zapsat jednou), CD-RW (přepisovatelné), CD-I (interaktivní). Dnes už CD postupně vytlačuje DVD, které má mnohem větší kapacitu a je od CD skoro nerozeznatelné.
DVD
DVD (Digital Versatile Disc nebo Digital Video Disc) je dalším optickým médiem. Bylo vytvořeno jako nástupce CD, takže byl kladen velký důraz na jeho zpětnou kompatibilitu s ním. V jedné vrstvě lze uložit až 4,6 GB dat, a protože může být dvojvrstvé i oboustranné, tak celková kapacita dosahuje až 17 GB.
DVD bylo vydáno na světový trh v roce 1997 a je považováno za druhou generaci optických médií. Jedná se o plastový disk, který je rozměry shodný s CD. Data se také jako u CD zapisují do stopy, která má tvar spirály, avšak k zápisu se používá laser o vlnové délce 660 nm (červené světlo), která umožnila jejich vyšší kapacitu. Existují podobné typy jako u CD, ale k ještě se rozdělují dle počtu vrstev a stran: DVD-5 (jedna strana a vrstva), DVD-9 (jedna strana a dvě vrstvy), DVD-10 (dvě strany a jedna vrstva), DVD-18 (dvě strany a dvě vrstvy).
Blu-ray disk (BD)
Blu-ray disk se řadí ke třetí generaci optických disků. Data se také zapisují do spirály, avšak ke čtení se používá laser o vlnové délce 405 nm, což odpovídá modrému světlu, po kterém tento disk dostal jméno (Blue ray = modrý paprsek). Tento disk má stejné fyzické rozměry jako předešlé dva kvůli kompatibilitě.
Blu-ray disk vyvinuly Sony a Philips v roce 2002. Velikost disku začíná na 25 GB, ale může dosahovat až 128 GB. Oproti DVD, které podporuje video v rozlišení maximálně 720 x 576, může být na Blu-ray disk uloženo až 4K video (v novějších kódováních videa) a až osmi kanálové audio. Díky těmto vlastnostem je hojně využíván dodnes k distribuci filmů nebo videoher (PS3, PS4, PS5, Xbox One, Xbox Series X).
Elektronická média
Elektronická média fungují na bázi paměti flash. Data jsou uchovávána v paměťových buňkách, do kterých se zapisují pomocí elektrického impuls (tzv. flashnutí). Flash paměť je velice rychlá a mechanicky odolná (žádné pohyblivé části), má však omezenější životnost. Patří sem např. USB flash disk nebo paměťové karty (Secure Digital, MultiMediaCard, Memory Stick, CompactFlash a další).
USB flash disk
USB flash disk je malé paměťové médium, které je dnes jedním z nejrozšířenějších přenosných datových nosičů. Název dostal podle paměti flash, kterou používá, ale také podle rozhraní USB, kterým se připojuje k počítači. Mezi výhody těchto disků patří také neomezená přepisovatelnost, malá velikost a nízká váha, malá spotřeba nebo odolnost.
První komerčně vyrobené flash disky vydaly firmy IBM a Trek Technology v roce 2000. Tyto disky dosahovaly velikosti pouhých 8 MB, u dnešních se už pohybujeme v řádu GB. Rychlost je ovlivněna jak verzí rozhraní USB, tak také rychlostí paměti flash (dnes v desítkách MB/s).
Secure digital (SD)
Secure digital je dnes nejrozšířenějším typem paměťových karet, používá se např. ve fotoaparátech nebo mobilech. Vytvořena byla v roce 1999 firmami SanDisk, Panasonic, Toshiba jako nástupce karet MMC. Jméno získala od svého původního záměru, kdy měla chránit jejich digitální obsah proti pirátství (DRM). Oproti nim karta SD disponuje fyzickým přepínačem LOCK, který by měl blokovat zápis.
Karty SD můžeme dělit dle fyzické velikosti na standardní SD, miniSD a microSD. Menší standardy byly vytvořeny pro stále se zmenšující techniku. Dále se SD karty velice liší dle jejich rychlosti čtení a zápisu. U původních SD karet se rychlost pohybovala mezi 2 MB/s (Class 2) až 10 MBPs (Class 10) a jejich velikost byla omezena na 2 GB. Byla kvůli tomu vytvořena jejich nová technologie SDHC (Secure Digital High Capacity, SD 2.0), která umožňuje uložení až 32 GB, SDXC (Secure Digital eXtended Capacity, SD 3.0), která pojme až 2 TB, a SDUC (Secure Digital Ultra Capacity), na kterou se vejde až 128 TB. Nezávisle na těchto typech se také zvedá rychlost SD karet, většinou udávána jako třída UHS (Ultra High-Speed; vyšší je rychlejší).