Wie viele Daten produziert die Welt und wo werden sie gespeichert?

Wie viele Daten produziert die Welt und wo werden sie gespeichert?Ein Rechenzentrum. Shutterstock/mkfilm

Uralte Menschen haben Informationen in Höhlenmalereien gespeichert, die ältesten, die wir kennen, sind vorbei 40,000 Jahre alt. Im Laufe der Entwicklung des Menschen führten das Aufkommen von Sprachen und die Erfindung der Schrift dazu, dass detaillierte Informationen in verschiedenen schriftlichen Formen gespeichert wurden, was mit der Erfindung des Papiers in China um die erstes Jahrhundert n. Chr.

Die ältesten gedruckten Bücher erschienen in China zwischen AD600 und AD900. Über ein Jahrtausend blieben Bücher die Hauptquelle der Informationsspeicherung.

Der Mensch hat in den letzten 150 Jahren mehr technologische Entwicklungen erreicht als in den 2,000 Jahren zuvor. Eine der wohl wichtigsten Entwicklungen in der Menschheitsgeschichte war die Erfindung der digitalen Elektronik.

Seit der Entdeckung des Transistors 1947 und des integrierten Mikrochips 1956 hat unsere Gesellschaft einen Wandel erlebt. In etwas mehr als 50 Jahren haben wir beispiellose Rechenleistung, drahtlose Technologien, das Internet, künstliche Intelligenz und Fortschritte in den Bereichen Display-Technologien, Mobilkommunikation, Transport, Genetik, Medizin und Weltraumforschung erreicht.

Am wichtigsten ist, dass die Einführung der digitalen Datenspeicherung auch die Art und Weise verändert hat, wie wir Informationen produzieren, manipulieren und speichern. Der Übergangspunkt fand 1996 statt, als die digitale Speicherung kostengünstiger zum Speichern von Informationen als Papier.

Digitale Datenspeichertechnologien sind sehr vielfältig. Hervorzuheben sind Magnetspeicher (HDD, Tape), optische Discs (CD, DVD, Blu-Ray) und Halbleiterspeicher (SSD, Flash Drive). Jeder Speichertyp ist für bestimmte Anwendungen nützlicher.

Halbleiterspeicher sind die bevorzugte Wahl für tragbare Elektronik, optische Speicher werden hauptsächlich für Filme, Software und Spiele verwendet, während magnetische Datenspeicher die dominierende Technologie für die Informationsspeicherung mit hoher Kapazität bleiben, einschließlich PCs und Datenservern.

Alle digitalen Datenspeichertechnologien arbeiten nach den gleichen Prinzipien. Informationsbits können in jedem Material gespeichert werden, das zwei unterschiedliche und umschaltbare physikalische Zustände enthält. Im Binärcode werden die digitalen Informationen als Einsen und Nullen, auch Bits genannt, gespeichert. Acht Bits bilden ein Byte.

Jedem physikalischen Zustand ist eine logische Null oder Eins zugeordnet. Je kleiner diese physikalischen Zustände sind, desto mehr Bits können in das Speichergerät gepackt werden. Die Breite digitaler Bits beträgt heute etwa zehn bis 30 Nanometer (Milliardstel Meter). Diese Geräte sind sehr komplex, da die Entwicklung von Geräten, die Informationen in dieser Größenordnung speichern können, die Kontrolle von Materialien auf atomarer Ebene erfordert.

Big Data

Digitale Informationen sind in allen Aspekten unseres Lebens und unserer Gesellschaft so fest verankert, dass das jüngste Wachstum der Informationsproduktion unaufhaltsam erscheint. Jeden Tag auf der Erde generieren wir 500 Millionen Tweets, 294 Milliarden E-Mails, 4 Millionen Gigabyte von Facebook-Daten, 65 Milliarden WhatsApp-Nachrichten und 720,000 Stunden täglich neue Inhalte auf YouTube hinzugefügt.


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In 2018, betrug die Gesamtmenge der weltweit erstellten, erfassten, kopierten und konsumierten Daten 33 Zettabyte (ZB) – das entspricht 33 Billionen Gigabyte. Dieser wuchs im Jahr 59 auf 2020 ZB an und soll bis 175 unglaubliche 2025 ZB erreichen. Ein Zettabyte entspricht 8,000,000,000,000,000,000,000 Bit.

Um diese Zahlen zu visualisieren, stellen wir uns vor, dass jedes Stück eine 1-Pfund-Münze ist, die etwa 3 mm (0.1 Zoll) dick ist. Eine ZB aus einem Stapel Münzen würde 2,550 Lichtjahre betragen. Dies kann Sie 600 Mal zum nächsten Sternensystem, Alpha Centauri, bringen. Derzeit produzieren wir jedes Jahr die 59-fache Menge an Daten und die geschätzte durchschnittliche Wachstumsrate ist um 61%.

Datenspeicher

Die meisten digitalen Informationen werden an drei Arten von Orten gespeichert. Die erste ist die globale Sammlung sogenannter Endpunkte, zu denen alle Internet-of-Things-Geräte, PCs, Smartphones und alle anderen Informationsspeichergeräte gehören. Der zweite ist der Edge, der Infrastruktur wie Mobilfunkmasten, institutionelle Server und Büros wie Universitäten, Regierungsstellen, Banken und Fabriken umfasst. Drittens werden die meisten Daten im sogenannten Core gespeichert – traditionellen Datenservern und Cloud-Rechenzentren.

Es gibt herum 600 Hyperscale-Rechenzentren – mit über 5,000 Servern – weltweit. Rund 39 % davon befinden sich in den USA, während China, Japan, Großbritannien, Deutschland und Australien etwa 30 % der Gesamtzahl ausmachen.

Die größten Datenserver der Welt sind das China Telecom Data Centre in Hohhot, China, das 10.7 Millionen Quadratfuß einnimmt und Die Zitadelle in Tahoe Reno, Nevada, das 7.2 Millionen Quadratfuß einnimmt und 815 Megawatt Strom verbraucht.

Um dem stetig wachsenden Bedarf an digitaler Datenspeicherung gerecht zu werden, werden alle zwei Jahre rund 100 neue Hyperscale-Rechenzentren gebaut. Meine jüngste Studie untersuchten diese Trends und kamen zu dem Schluss, dass bei einer jährlichen Wachstumsrate von 50 % in etwa 150 Jahren die Zahl der digitalen Bits einen unmöglichen Wert erreichen würde, der die Zahl aller Atome auf der Erde übersteigen würde. Über 110 Jahre Von nun an wird die Energie, die zur Aufrechterhaltung dieser digitalen Produktion erforderlich ist, den gesamten heutigen Stromverbrauch der Erde übersteigen.Das Gespräch

Über den Autor

Melvin M. Vopson, Dozent für Physik, University of Portsmouth

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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