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Archiviazione e conservazione dati. Mai a corto di memoria

In principio c’erano le caratteristiche videocassette magnetiche, poi sono arrivati gli hard disk e infine i supporti a stato solido. Vantaggi e caratteristiche dei principali sistemi di conservazione dei dati

Autori: Laura Lavarello

Data: 20/07/2010

I sistemi di videosorveglianza sono dotati di apparati di videoregistrazione che un tempo erano basati su registratori a cassetta, di tipo convenzionale oppure di tipo time lapse. Oggi sempre più spesso vengono utilizzati come supporti di registrazione degli hard disk, inseriti nel server o nel personal computer. Alla luce dell'evoluzione delle tecnologie oggi disponibili per la memorizzazione dei dati, penso che i lettori possono essere interessati ad un’analisi comparata fra le tecniche più tradizionali di archiviazione, come appunto gli hard disk, e tecniche più avanzate, come le memorie a stato solido.
Un confronto fra le caratteristiche tecniche ed economiche di queste due tecnologie può essere utile per guidare le scelte di coloro che devono progettare od aggiornare sistemi di videosorveglianza.
Una memoria a stato solido è un dispositivo di archiviazione di dati che utilizza una serie di circuiti a semiconduttore a stato solido e non è dotata di alcuna parte meccanica.
Un hard disk è una sistema di archiviazione di dati, codificati in modo digitale, sulla superficie di un disco magnetizzato, che ruota rapidamente.
L'hard disk è stato per la prima volta introdotto nel lontano 1956 e da allora ha continuato ad evolversi. Le tecnologie a stato solido invece sono ancora più vecchie, ma il costo elevato di queste memorie, ai tempi in cui erano costituite da valvole a gas, fece sì che venissero presto abbandonate.
Oggi la maggioranza dei personal computer utilizza entrambi questi dispositivi di memoria, premiando l'utilizzo delle memorie a stato solido per applicazioni di elaborazione rapida, e gli hard disk per applicazioni di archiviazione più lenta, ma di maggiore durata.
L’evoluzione delle tecnologie di fabbricazione dei semiconduttori, che sono alla base stessa della produzione delle memorie a stato solido, ha negli ultimi tempi fatto cambiare questo scenario, non solo per il crescente aumento di capacità delle memorie a stato solido, ma anche per una progressiva riduzione di prezzo, che porta a sviluppare un confronto, che solo un paio d'anni fa non avrebbe avuto ragione di esistere.
Per inquadrare correttamente i pregi e le limitazioni di queste due tecnologie, analizziamo alcune aree specifiche.

La dimensione della memorie
Non vi è alcun dubbio che se il requisito primario è quello di avere disposizione un’elevata capacità di memoria, l'hard disk vince senza problemi.
Oggi si possono avere hard disk con dischi di vario diametro, che possono archiviare fino ad un terabyte con dischi da 2, 5 pollici e 2 terabyte con dischi da 3, 5 pollici. Le memorie a stato solido oggi raggiungono con qualche difficoltà 500 GB.
Il problema della capacità è ulteriormente accresciuto dal fatto che le memorie a stato solido hanno una volume di archiviazione per byte che è molto maggiore, rispetto a quello offerto dagli hard disk. I dati archiviati per unità di volume sono estremamente diversi, anche se questa situazione potrebbe rapidamente cambiare, con l'evoluzione delle tecnologie di produzione delle memorie a stato solido.

La velocità di lettura e scrittura
Non vi è alcun dubbio che le memorie a stato solido hanno una velocità di estrazione dei dati più elevata, per l'assenza di parti meccaniche, che in qualche modo presentano delle inerzie di funzionamento.
Una memoria a stato solido di buon livello può essere fino a 100 volte più veloce rispetto ad una memoria di un hard disk, per questa ragione spesso queste memorie vengano utilizzate per archiviare i sistemi operativi ed alcuni applicativi dei personal computer. Questi personal computer hanno una velocità di carico dei programmi elevata, non comparabile con la velocità di altri computer, che devono estrarre i dati da un hard disk.
In apparati portatili, inoltre, questo tempo ridotto di carico diminuisce l'assorbimento di energia dalla batteria, prolungandone la vita utile. Quanto sopra vale in fase di recupero dei dati, mentre la differenza in fase di scrittura è minore.
Per dare un'idea, un hard disk è capace di registrare dati alla velocità di 50 MB al secondo, mentre una memoria a stato solido si attesta intorno ai 20 MB al secondo. Questi due diversi comportamenti rappresentano un fondamentale elemento di valutazione, proprio perché occorre vedere se nell'uso normale è più importante la velocità di recupero, rispetto alla velocità di registrazione. Negli impianti di videosorveglianza l'attività primaria è quella di registrare i dati, mentre il recupero avviene solo sporadicamente, quando si deve riesaminare a fini probatori una videoregistrazione.

Furti, vibrazioni e sollecitazioni meccaniche
Come regola generale, è evidente che un dispositivo di memoria privo di parti meccaniche, oltretutto piuttosto delicate con tolleranze di lavorazione estremamente ridotte, è assai più resistente ad urti, vibrazioni e sollecitazioni meccaniche in genere.
Se pertanto il dispositivo di memoria deve essere utilizzato in condizioni estreme di temperatura, umidità e sollecitazione meccanica, la scelta di una memoria a stato solido è più vantaggiosa. Per la videoregistrazione di telecamere che vengono montate su mezzi di trasporto pubblico, la registrazione su memoria a stato solido è decisamente consigliata.
A fronte di questo pregio, occorre tener presente la possibilità che queste memorie possano essere soggette a danneggiamenti di vario tipo, che non sono di origine meccanica, ma di origine elettromagnetica. È possibile che un intenso e improvviso campo elettromagnetico che si manifesta nelle vicinanze della memoria di massa a stato solido, può portare ad un danneggiamento dei dati archiviati. Anche se gli hard disk possono essere danneggiati da fumo, immersione in acqua e danneggiamenti di altra natura, è vero che esistono delle tecniche specializzate che permettono, di recuperare i dati archiviati sul disco magnetico. Ad oggi, non sembra esistano applicativi equivalenti, in grado di recuperare dati da una memoria a stato solido danneggiata. La disponibilità pertanto di coppie di backup può rappresentare un altro elemento di scelta, da parte del tecnico progettista.

Parliamo di sicurezza
Oggi il problema della sicurezza e della protezione dei dati è sempre più sentito ed è questa la ragione per la quale occorre fare molta attenzione a quale possa essere il livello di sicurezza di dati, archiviati su una memoria a stato solido, rispetto ad una memoria su hard disk. Come regola generale, l'accesso ad un hard disk può essere controllato meglio, in quanto esistono dei vincoli meccanici che devono essere superati, per consentire l'avvio del disco e l'accesso ai dati presenti. I sistemi di memoria a stato solido sono invece incorporati in architetture piuttosto articolate, dove possono essere presenti dei passaggi nascosti (trap doors), che permettono ad estranei di accedere ai dati.
Pare inoltre che, a seconda del sistema operativo che si utilizza, come ad esempio Linux, piuttosto che MAC o Windows, possono essere presenti punti deboli nell'architettura di sicurezza dei dati, che offrono ad un terzo di accedere a questi dati.
Una brillante soluzione è certamente legata all'utilizzo di algoritmi di cifratura, meglio se a più strati, ma anche questi applicativi non sempre vengono utilizzati su larga scala ed occorre pertanto fare molta attenzione. Come regola generale, se i dati che vengono archiviati sulla memoria a stato solido sono particolarmente critici, è opportuno avere sempre una copia. Se i dati sono archiviati su una memoria ad hard disk, i dati in genere possono essere protetti con tecniche non solo più sofisticate, ma anche di larga e semplice applicazione.

E infine parliamo di prezzi
Le memorie a stato solido sono molto più costose a parità di capacità, di un hard disk.
Naturalmente, sono disponibili anche circuiti di memoria di minore capacità. Ecco la ragione per cui chi vende queste memorie sottolinea il fatto che chi le compra cerca prestazioni, più che prezzo. Naturalmente, bisogna poi vedere se le prestazioni così elevate sono sostenute da un prezzo sufficientemente accettabile.
Un altro aspetto ancora critico è legato alla differente qualità tra i prodotti disponibili sul mercato. Non tutte le memorie a stato solido si comportano allo stesso modo ed occorre spesso fare dei confronti fra prodotti simili, che vengono da diversi fabbricanti, per rendersi conto che le differenze possono essere decisamente significative.
Anche in questo caso, probabilmente la minore qualità avrà un prezzo minore, e può essere difficile riuscire a stabilire un parallelo tra questi due fattori in diminuzione.
Contrariamente gli hard disk ormai rappresentano una tecnologia decisamente matura, di grande affidabilità, e dovrebbero riservare poche sorprese, qualunque sia il fabbricante prescelto.