Магнитные хроники

Магнитные хроники. История жестких дисков

Трудно в это поверить, но жесткие диски не меняются вот уже более тридцати лет. Однако это не значит, что они всегда выглядели так, как мы привыкли. Когда компьютерная индустрия только начинала свой путь, не было ни вращающихся пластин, ни считывающих головок, ни контроллеров, ни тонких интерфейсов. Мы решили рассказать вам, на чем же в те времена хранили информацию, и забрались в самые дебри истории.

Бумажки и дырочки

Вообще, хронологию накопителей можно разделить на три параллельные ветви — перфокарты, ленты и магнитные барабаны. Первые считаются самым древним носителем информации, так что с них и начнем.

Свой старт в истории перфокарты — бумажки с дырочками — взяли на ткацких станках в 1808 году, в качестве же «электронных носителей» их додумались использовать в 1832-м, причем инициатором был наш соотечественник — Семен Корсаков, разработавший машину для «сравнения идей». Однако настоящий толчок к применению перфокарт в вычислительной технике дало изобретение Германа Холлерита.

В середине 1880-х выпускник Колумбийского горного университета поступил на госслужбу и принял участие в утомительной переписи населения, проводимой ручным способом. Это кропотливое занятие настолько ему не понравилось (еще бы, восемь лет считали), что он задался целью изобрести машину, которая все выполнит за пару месяцев. Сказано — сделано.

Несколько лет упорного труда, и в 1890-м Холлерит уже демонстрировал правительству США свой табулятор. Основная его идея была вот в чем. На каждого жителя страны создавалась перфокарта, вмещавшая 288 позиций (12 по горизонтали и 24 по вертикали), описывающих «базовые параметры» типа роста, пола, семейного положения.

Напротив собранных данных в карте проделывались отверстия, после чего ее загружали в машину Холлерита, та считывала дырочки, суммировала ответы и выводила результаты на циферблаты. В конце дня показания с них списывались, а счетчики обнулялись. Госаппарату конструкция пришлась по душе, и с Германом тут же был подписан нужный контракт. Как оказалось, не зря: на следующую перепись населения потратили не 13 лет, как предполагалось изначально, а всего два месяца.

Впрочем, сколько там ушло времени — не так интересно, как то, что изобретение Холлерита спровоцировало создание фирмы Tabulating Machine Company, которую в 1905 году приобрела Computing Tabulating Recording Company, в будущем известная как International Business Machines (IBM).

Лента счастья

Перфокарты продержались сравнительно долго, но их недостатки были слишком очевидны: бумага рвалась, хранить могла всего 70 КБ, да и считывать с нее информацию было, мягко говоря, не очень удобно. Так что, пока бумажки не перевелись, индустрия начала осваивать еще один метод хранения — магнитную пленку, ту самую, из старых видеомагнитофонов, плееров и бобинных проигрывателей.

Началось все, как водится, издалека. Первым кодировать информацию при помощи магнитных полей догадался Оберлин Смит. В 1888 году он выдал следующую идею: если напихать в обычную веревку металлической стружки и задать каждой частице свой вектор намагниченности — получится аудиозапись. К сожалению, монетизировать изобретение Оберлин не сумел, за него это сделал датчанин Вальдемар Поульсен.

Он отказался от использования бечевки, взял за основу тонкую проволоку, намотал ее на барабан и придумал, как в автоматическом режиме производить на нее запись. Не знаем, сколько он там получил за разработку, но на «телеграфон» патент ему вручили, а устройства на его базе с успехом использовались в качестве диктофонов примерно до тридцатых годов прошлого столетия. То есть ровно до того момента, как немецкий инженер Фриц Пфлюмер ввел в обиход хорошо известную нам магнитную пленку.

В 1927 году ученый покрыл бумагу оксидом железа, накрутил ее на катушку и доказал — таким образом хранить аудио гораздо удобнее, чем на проволоке, а уж редактировать и подавно. Любой кусок можно вырезать и вклеить новый. В итоге — мировая популярность и востребованность по сей день.

А вот до компьютеров новинка добиралась долго. Применить ее для цифровых данных догадались Джей Преспер Экерт и Джон Мокли, создатели нашумевшей машины UNIVAC, представленной 31 марта 1951 года. Для нее соорудили огромный шкаф UNISERVO с двумя «вертушками», перегоняющими тяжелую металлическую пленку через считывающую головку. Программы и результаты работы записывались на носитель длиной 365 метров и шириной 12,65 мм. Плотность хранения составляла 128 бит на дюйм (для сравнения, современный 3 ТБ жесткий диск на том же пространстве умещает по 620 ГБ).

Казалось бы, мало, но для индустрии тех лет хватало с избытком, и уже в 1952-м IBM придумала стандарт 7 Track, который вместо бумаги предлагал использовать более надежную пластиковую подложку, а саму запись вести сразу на семи параллельных дорожках. Этот принцип и лег в основу хорошо известных накопителей IBM 729, представлявших собой ящик с двумя крутящимися бобинами и намотанной на них лентой длиной 731 метр (их-то и демонстрируют нам в фильмах, когда надо показать компьютер тех времен).

К сожалению, несмотря на то, что пленка в силу своей дешевизны до сих пор используется в некоторых дата-центрах, примерно к восьмидесятым от нее начали отказываться. Главной причиной для этого стало отсутствие произвольного доступа к данным: для того чтобы считать, к примеру, четвертый мегабайт, приходилось пролистать первые три, что очень плохо сказывалось на общем быстродействии. Решение проблемы, как это часто бывает, оказалось под самым носом.

Крутите барабан

Проблему с произвольным доступом решили еще в 1932 году, когда австрийский ученый Густав Таущек придумал хранить данные на специальном запоминающем барабане. Он представлял собой цилиндр, покрытый ферромагнетиком — материалом, умеющим сохранять заданный вектор намагниченности без воздействия внешнего поля.

Помещался этот барабан в емкость со встроенными считывающими головками и скоростным мотором. То есть конструкция была близка к современным HDD, но с одним концептуальным отличием: «иглы» ничего не искали, а ждали, пока нужный бит прокрутится мимо них. Цилиндр вращался на скоростях порядка 12 500 оборотов в минуту, что позволяло быстро получать доступ к информации. Проблема у него была только одна — удерживать он мог жалкие 8,5 КБ и поэтому в основном использовался в качестве оперативки. Впрочем, это не помешало IBM купить все основные патенты на эту разработку и к 1956 году представить первый жесткий диск.

Сделан из стали

В IBM Model 350 использовалось пятьдесят 610-миллиметровых блинов и две огромные считывающие «лапы» — они перемещались вверх/вниз независимо друг от друга. Блоки Model 350 занимали 1,5 квадратных метра, весили около тонны и хранили колоссальные по тем временам 3,75-5 МБ данных. Говорят, IBM могла нарастить емкость и продавать более мощные модели, но маркетологи не знали, кому понадобится столько памяти (по другой версии, не хотели уничтожать перфокарты).

Следующим шагом для IBM стал накопитель «1301», анонсированный в паре с корпоративными машинами 7000-й серии в 1961 году. Новинки задействовали 20 двухсторонних пластин с 250 дорожками. Шпиндель с дисками делал 1800 оборотов в минуту, а пропускная способность аппарата достигала 90 000 символов в секунду. Главным отличием IBM 1301 от предшественников считается использование отдельных головок для каждой стороны магнитного блина: «иглы» плавали очень близко к поверхности и удерживались набегающим потоком воздуха, что давало преимущество в скорости и плотности записи по сравнению с предыдущими моделями.

К слову, позволить себе такую систему хранения могла далеко не каждая компания. Стоимость оборудования равнялась $155 000, что на сегодняшние деньги составляет примерно $1 210 000. Впрочем, варианты были: за $2100 (на данный момент — это около $16 500) можно было арендовать HDD на один месяц.

Не менее важной стала и разработка 1963 года: создавая «компактные» (размером с тумбу) IBM 2311 Direct Access Storage Facility, инженеры впервые ввели такое понятие, как унифицированный разъем. То есть жесткие диски начали продаваться не только в составе вычислительного комплекса, но и как дискретные устройства, что дало нехилый толчок к развитию сторонних компаний.

Еще один подарок индустрия HDD получила в 1973 году — диск IBM «3340». В истории он запомнился не столько своими характеристиками, сколько внутренним названием — «винчестер». Так его окрестили сами создатели, проведя аналогию между двумя 30 МБ пластинами и известной винтовкой Winchester 30-30. Уж не знаем почему, но имя прижилось и активно использовалось примерно до 1990-х годов.

А вот то, что «3340» был первым HDD с возможностью парковать считывающие головки прямо на пластинах, быстро позабыли. А ведь до него на время простоя «лапки» выводились за пределы блока хранения, и это не только сильно усложняло конструкцию, но и снижало ее эффективность.

Компактный мир

Конец 1970-х запомнился появлением первых домашних компьютеров. К сожалению, HDD для них в те времена были непозволительной роскошью и в подавляющем большинстве случаев в качестве постоянных накопителей использовались пленочные кассеты.

Изменилось все в 1980 году, когда компания Shugart Technology, позже переименованная в Seagate, представила 5,25-дюймовый жесткий диск ST-506 емкостью 5 МБ. Размером он был с пару дисководов и к ПК подключался через сторонний контроллер при помощи трех толстенных проводов.

Как ни странно, но в этот раз индустрия не стала тянуть кота за хвост и тут же ухватилась за новую идею. Даже IBM, и та в одной из своих первых по-настоящему популярных домашних систем — PC/XT — использовала модель ST-506.

Ну а спустя всего три года фирма Rodime сумела упаковать 10 МБ пластину и «иглу» в современный 3,5-дюймовый корпус и задать стандарт на следующие тридцать лет, в течении которых производители лишь наращивали плотности записи, скорости чтения/записи и пропускную способность интерфейсов.

История жестких дисков — History of hard disk drives

В 1953 году IBM признала немедленное применение так называемого «файла с произвольным доступом», имеющего большую емкость и быстрый произвольный доступ по относительно низкой цене. После рассмотрения таких технологий, как проволочные матрицы, стержневые массивы, барабаны, барабанные массивы и т. Д., Инженеры лаборатории IBM в Сан-Хосе, Калифорния, изобрели жесткий диск . Дисковый накопитель создал новый уровень в иерархии компьютерных данных , который тогда назывался хранилищем с произвольным доступом, но сегодня известен как вторичное хранилище , менее дорогое и медленнее, чем основная память (тогда обычно барабаны, а затем основная память ), но быстрее и дороже, чем ленточные накопители .

Коммерческое использование жестких дисков (HDD) началось в 1957 году с поставки производственной системы IBM 305 RAMAC , включая дисковое хранилище IBM Model 350 . Патент США 3 503 060, выданный 24 марта 1970 г. и являющийся результатом программы IBM RAMAC, обычно считается основным патентом для дисководов.

Каждое поколение дисководов заменяло более крупные, чувствительные и громоздкие устройства. Самые ранние диски можно было использовать только в защищенной среде центра обработки данных . Последующие поколения постепенно доходили до фабрик, офисов и домов, в конечном итоге становясь повсеместными.

Диаметр дискового носителя изначально составлял 24 дюйма, но со временем он был уменьшен до сегодняшних стандартных размеров 3,5 и 2,5 дюйма. Диски с более крупными носителями диаметром 24 и 14 дюймов обычно устанавливались в отдельные коробки (напоминающие стиральные машины ) или большие стойки для оборудования. Для отдельных приводов часто требуется сильноточная мощность переменного тока из-за того, что для вращения больших дисков требуются большие двигатели. Диски с меньшими носителями обычно соответствуют стандартным форм-факторам де-факто .

Емкость жестких дисков со временем выросла в геометрической прогрессии. Когда жесткие диски стали доступны для персональных компьютеров, они стали иметь емкость 5 мегабайт . В середине 1990-х годов типичный жесткий диск для ПК имел емкость около 1 гигабайта . По состоянию на август 2020 года жесткие диски для настольных ПК обычно имели емкость от 1 до 8 терабайт , при этом наибольшая емкость дисков достигала 20 терабайт (однодисковые диски, «двойные» диски доступны до 24 ТБ). Меньшие внутренние 2,5-дюймовые диски ноутбука доступны до 5 ТБ.

Производство единиц достигло пика в 2010 году и составило около 650 миллионов единиц, и с тех пор медленно снижалось.

Содержание

  • 1 1950–1970-х гг.
  • 2. 1980-е годы, переход к эпохе ПК
  • 3 1990-е годы
  • 4 2000, чтобы представить
  • 5 Хронология
  • 6 История производства
  • 7 См. Также
  • 8 ссылки
  • 9 Внешние ссылки

1950–1970 годы

IBM 350 Disk File был разработан под кодовым названием RAMAC с помощью команды IBM в Сан — Хосе во главе с Reynold Джонсон . Об этом было объявлено в 1956 году, когда появился новый компьютер IBM 305 RAMAC . Вариант, IBM 355 Disk File, был анонсирован одновременно с компьютером IBM RAM 650, усовершенствованием IBM 650 .

IBM 350 привода был пятьдесят 24-дюймовыми (0,6 м) пластин, с общей мощностью пяти миллионов 6-битных символов (3,75 мегабайта ). Узел с одной головкой с двумя головками использовался для доступа ко всем пластинам, что дало среднее время доступа чуть менее 1 секунды.

Дисковод RAMAC создал новый уровень в иерархии компьютерных данных , известный сегодня как вторичное хранилище , менее дорогое и медленнее, чем основная память (тогда обычно ядро или барабан ), но быстрее и дороже, чем ленточные накопители . Впоследствии был период около 20 лет, в течение которого другие технологии конкурировали с дисками на вторичном рынке хранения, например, ленты, например, NCR CRAM , ленточные картриджи, например, IBM 3850 , и барабаны, например, Burroughs B430, UNIVAC FASTRAND. , но все в конечном итоге были вытеснены HDD. Сегодня твердотельные накопители конкурируют с жесткими дисками на рынке.

1301 IBM Disk Storage Unit, объявленный в 1961 году, ввел использование головок , имеющие самодействующую подшипники воздушной (самостоятельно летающие головы) с одной головкой на каждую поверхность дисков. За ним в 1963 году последовал IBM 1302 , в 4 раза превышавший мощность.

Также в 1961 году компания Bryant Computer Products представила свои дисководы серии 4000. Эти массивные блоки имели высоту 52 дюйма (1,3 м), длину 70 дюймов (1,8 м) и ширину 70 дюймов (1,8 м) и имели до 26 пластин диаметром 39 дюймов (0,99 м) каждая, вращающихся со скоростью до 1200 об. / Мин. Время доступа составляло от 50 до 205 миллисекунд (мс). Общая емкость накопителя, в зависимости от количества установленных пластин, составляла до 205 377 600 байт (205 МБ).

Первым диском, в котором использовались съемные носители, был IBM 1311 . Он был представлен в 1962 году с использованием пакета дисков IBM 1316 для хранения двух миллионов символов. За ним последовали IBM 2311 (1964), использующие дисковый пакет IBM 1316 для хранения 5 мегабайт, IBM 2314 (1965), использующий дисковый пакет IBM 2316 для хранения 29 мегабайт, IBM 3330, использующий 3336 дисковых пакетов для хранения 100 мегабайт и 3330-11 с использованием 3336-11 для хранения 200 мегабайт.

Memorex поставила первый жесткий диск, Memorex 630, в 1968 году, вилку, совместимую с моделью IBM 2311, что ознаменовало начало независимой конкуренции (Plug Compatible Manufacturers или PCM) для жестких дисков, подключенных к системам IBM. За ним в 1969 году последовал Memorex 660, совместимый с IBM 2314, который был продан производителем оборудования для DEC и перепродан как RP02.

В 1964 году Берроуз представил дисковод B-475 с головкой на дорожку как часть B5500.

В 1970 году IBM представила дисковод 2305 с головкой на дорожку.

В 1973 году IBM представила дисковод IBM 3340 «Winchester» и модуль данных 3348, первое значительное коммерческое использование маломассивных головок с малой нагрузкой со смазанными пластинами и последний дисковод IBM со съемными носителями. Эта технология и ее производные оставались стандартом до 2011 года. Руководитель проекта Кеннет Хотон назвал ее в честь винтовки Winchester 30-30, так как планировалось установить два шпинделя по 30 MB; однако фактический продукт поставлялся с двумя шпинделями для модулей данных объемом 35 или 70 МБ. Название «Винчестер» и некоторые его производные до сих пор распространены в некоторых неанглоязычных странах для обозначения любых жестких дисков (например, Венгрия , Россия ).

Также в 1973 году Control Data Corporation представила первый из своей серии дисководов SMD, использующих традиционную технологию упаковки дисков. Семейство SMD стало доминирующим дисководом на рынке мини-компьютеров в 1980-х годах.

Носители меньшего диаметра стали использоваться в 1970-х годах, и к концу десятилетия были установлены стандартные форм-факторы для приводов, использующих номинально 8-дюймовые носители (например, Shugart SA1000) и 5,25-дюймовые носители (например, Seagate ST-506 ). .

В течение 1970-х годов внутреннее производство, в котором преобладала продукция IBM для собственного использования, оставалось крупнейшим каналом дохода для жестких дисков, хотя относительная важность канала OEM росла. Во главе с данными управления , Diablo Systems, CalComp и Memorex , то OEM сегмент достиг $ 631 миллионов в 1979 году, но по- прежнему значительно ниже 2,8 $ млрд , связанные с собственным производством.

1980-е годы, переход к эпохе ПК

В 80-е годы с появлением ПК наступил период эры миникомпьютеров. Такие производители, как DEC и Hewlett-Packard, продолжали производить системы жестких дисков, совместимых с миникомпьютерами, поскольку промышленность требовала большего объема памяти. Hewlett-Packard представила HP 7935 как один из таких дисководов. Но было ясно, что системы хранения Winchester меньшего размера затмевают жесткие диски с большими пластинами.

Жесткие диски для персональных компьютеров (ПК) изначально были редкой и очень дорогой дополнительной функцией; в системах обычно использовались только менее дорогие дисководы для гибких дисков или даже кассетные ленточные накопители в качестве вторичных и транспортных носителей. Однако к концу 80-х жесткие диски были стандартными на всех ПК, кроме самых дешевых, а гибкие диски использовались почти исключительно в качестве транспортных носителей.

Большинство жестких дисков в начале 1980-х годов было продано конечным пользователям ПК системными интеграторами, такими как Corvus Disk System, или производителем систем, например Apple ProFile . IBM PC XT в 1983 году, включал в себя внутренний стандарте 10 МБ жесткого диск, и вскоре после этого внутренних жестких дисков пролиферирующих на персональных компьютерах, один популярный типа был ST506 / ST412 жестким диском и интерфейс MFM.

Жесткие диски продолжали уменьшаться в размерах с появлением в середине десятилетия Rodime 1983 г. 3,5-дюймового форм -фактора и PrairieTek 1988 г. 2,5 дюйма .

Участие в отрасли достигло пика, когда в 1985 году было задействовано около 75 активных производителей, а затем снизилось, хотя объемы продолжали расти: к 1989 году достигло 22 миллионов единиц продукции и 23 миллиарда долларов США дохода.

1990-е

Несмотря на то, что появилось несколько новых участников, количество участников отрасли продолжало сокращаться до 15 в 1999 году. Объем производства и выручка отрасли монотонно увеличивались в течение 1990-х годов до 174 миллионов единиц и 26 миллиардов долларов.

Промышленное производство сосредоточено вокруг форм-факторов 3,5 и 2,5 дюйма; более крупные форм-факторы умирали, в то время как предлагались несколько меньших форм-факторов, но они имели ограниченный успех, например, HP 1,3-дюймовый Kittyhawk , 1-дюймовый Microdrive IBM и т. д.

2000, чтобы представить

В 2001 году отрасль жестких дисков впервые испытала снижение количества единиц и доходов.

Количество участников отрасли снизилось до 6 в 2009 году и до 3 в 2013 году.

2009 г. — Fujitsu уходит, продав бизнес жестких дисков Toshiba.

В 2011 году — наводнения обрушились на многие заводы по производству жестких дисков . Прогнозы нехватки жестких дисков во всем мире приводят к удвоению цен.

В 2012 году Western Digital анонсировала первый 2,5-дюймовый накопитель толщиной 5 мм и первый 2,5-дюймовый накопитель толщиной 7 мм с двумя пластинами.

Производство единиц достигло пика в 2010 году и составило около 650 миллионов единиц. С тех пор отгрузка единиц медленно снижалась, отгрузив около 276 миллионов единиц в 2018 году, после чего прогнозируется несколько более медленный спад.

По состоянию на август 2020 года самый большой жесткий диск составляет 20 ТБ (в то время как твердотельные накопители могут быть намного больше — 100 ТБ, у обычных потребительских твердотельных накопителей ограничение составляет 8 ТБ). Внутренние 2,5-дюймовые накопители меньшего размера для портативных компьютеров доступны до 5 ТБ.

График

  • 1956 — IBM 350A , отгрузка прототипа дисковода в Целлербах, Южная Калифорния, США
  • 1957 — IBM 350 , первый серийный диск, 5 миллионов символов (6 бит), что эквивалентно 3,75 мегабайтам.
  • 1961 — Представлен дисковый накопитель IBM 1301 с одной головкой на поверхность и аэродинамическими летающими головками, 28 миллионов символов (6 бит) на модуль.
  • 1961 — Bryant 4000 (подразделение Bryant Computer Products Ex-Cell-O) до 205 МБ на пластинах диаметром до 26 29 дюймов.
  • 1962 — IBM 1311 представила сменные дисковые пакеты, содержащие 6 дисков, в каждом из которых хранится 2 миллиона символов.
  • 1964 — IBM 2311 с 7,25 мегабайтами на дисковый пакет
  • 1964 — съемный картриджный дисковод IBM 2310 с 1,02 МБ на одном диске
  • 1965 — IBM 2314 с 11 дисками и 29 МБ на дисковый пакет
  • 1968 — Memorex первым начал поставлять дисководы, совместимые с IBM Plug
  • 1970 — IBM 3330 Merlin, введено исправление ошибок, 100 МБ на дисковый пакет
  • 1973 — IBM 3340 Winchester представила съемные герметичные дисковые пакеты, которые включали в себя узел головки и рычага, 35 или 70 МБ в упаковке
  • 1973 — анонсирован и отгружен CDC SMD , дисковый пакет 40 МБ
  • 1976 — 1976 IBM 3350 «Madrid» — 317,5 мегабайт, восемь 14-дюймовых дисков, повторное внедрение дисковода с фиксированным дисковым носителем.
  • 1979 — IBM 3370 представила тонкопленочные головки , 571 МБ, несъемные
  • 1979 — 1979 IBM 62PC «Piccolo» — 64,5 мегабайта, шесть 8-дюймовых дисков, первый 8-дюймовый жесткий диск.
  • 1980 — IBM 3380 стал первым в мире дисковым накопителем гигабайтной емкости. Два 1,26 ГБ, головка диска в сборе ( по существу , два жестких диска) были упакованы в шкафу размером с холодильник, весил 455 кг (1000 фунтов), и имел ценник US $ 81000 (модель В4) , который является $ 251342 США в present- дневные сроки.
  • 1980 — Seagate выпускает первый 5,25-дюймовый жесткий диск ST-506 ; он имел емкость 5 мегабайт, весил 5 фунтов (2,3 кг) и стоил 1500 долларов США.
  • 1982 — HP 7935 , жесткий диск с 7 пластинами на 404 мегабайта для мини-компьютеров, шина HP-IB , 27000 долларов
  • 1983 — RO351 / RO352 первый 3 1 / 2 — дюймовый диск выпущен с емкостью 10 мегабайта
  • 1986 — Стандартизация SCSI
  • 1988 — PrairieTek 220 — 20 мегабайт, два 2,5-дюймовых диска, первый 2,5-дюймовый жесткий диск
  • 1989 — Джимми Чжу и Х. Нил Бертрам из UCSD предложили разделенную на обмен гранулированную микроструктуру для тонкопленочных дисковых носителей, которые используются до сих пор.
  • 1990 — 1990 IBM 0681 «Redwing» — 857 мегабайт, двенадцать 5,25-дюймовых дисков. Первый жесткий диск с технологией PRML (цифровой канал чтения с алгоритмом максимальной вероятности частичного отклика).
  • 1991 — IBM 0663 «Corsair» — 1004 мегабайта, восемь 3,5-дюймовых дисков; первый жесткий диск с магниторезистивными головками
  • 1991 — Integral Peripherals 1820 «Мустанг» — 21,4 мегабайта, один 1,8-дюймовый диск, первый 1,8-дюймовый жесткий диск
  • 1992 — HP Kittyhawk — 20 МБ, первый 1,3-дюймовый жесткий диск
  • 1992 — Seagate выпускает первый жесткий диск со скоростью вращения 7200 об / мин, Barracuda.
  • 1993 — IBM 3390 model 9, последний одинарный большой дорогой диск, анонсированный IBM
  • 1994 — IBM представляет зоны посадки с лазерной текстурой (LZT)
  • 1996 — Seagate поставляет первый жесткий диск Cheetah со скоростью вращения 10000 об / мин.
  • 1997 год — IBM Deskstar 16GP «Титан» — 16 800 мегабайт, пять 3,5-дюймовых дисков; первые ( гигантское магнитосопротивление ) головы
  • 1997 — Seagate представляет первый жесткий диск с жидкостными подшипниками.
  • 1998 — стандартизация UltraDMA / 33 и ATAPI
  • 1999 — IBM выпускает Microdrive емкостью 170 и 340 МБ.
  • 2000 — Seagate поставляет первый жесткий диск со скоростью вращения 15000 об / мин, Cheetah X15.
  • 2002 — (Параллельный) ATA преодолевает барьер адресного пространства в 137 ГБ (128 ГБ)
  • 2002 — Seagate поставляет первые жесткие диски Serial ATA
  • 2003 — IBM продает подразделение жестких дисков Hitachi
  • 2004 — MK2001MTN первый 0,85-дюймовый диск выпущен Toshiba емкостью 2 Гб
  • 2005 — стандартизован Serial ATA 3 Гбит / с
  • 2005 — Seagate представляет туннельный магниторезистивный датчик считывания (TMR) и контроль температурного интервала
  • 2005 — Внедрение более быстрого SAS ( Serial Attached SCSI )
  • 2005 — Поставка первого жесткого диска с перпендикулярной магнитной записью (PMR): 1,8-дюймовый Toshiba 40/80 ГБ.
  • 2006 — Первый 2,5-дюймовый жесткий диск на 200 ГБ с перпендикулярной записью ( Toshiba )
  • 2009 — Western Digital поставляет первый жесткий диск с двухступенчатым пьезоэлектрическим приводом
  • 2010 г. — Первый жесткий диск, изготовленный с использованием расширенного формата секторов размером 4 096 байт вместо секторов размером 512 байт.
  • 2012 — TDK демонстрирует 2 ТБ на одной 3,5-дюймовой пластине
  • 2012 г. — WDC приобретает HGST и становится дочерней компанией, находящейся в полной собственности. Затем WDC предоставляет права Toshiba, позволяя ей снова выйти на рынок 3,5-дюймовых жестких дисков для настольных ПК.
  • 2013 — HGST поставляет первый современный жесткий диск, заполненный гелием; He6 с 6 ТБ на 7 пластинах (анонсирован в 2012 году).
  • 2013 — Seagate заявляет, что первой поставит жесткие диски с черепичной магнитной записью (SMR)
  • 2021 г .: в январе 2021 г. были выпущены накопители HAMR емкостью 20 ТБ.

История производства

Производство началось в Силиконовой долине в Калифорнии в 1957 году, когда IBM произвела производственную отгрузку первого жесткого диска IBM RAMAC 350 . Отрасль росла сначала медленно, к 1964 году на рынке появилось еще три компании: Anelex Corp. , Bryant Computer Products и Data Products Corp. Отрасль быстро росла в конце 1960-х и снова в 1980-х, достигнув пика в 75 производителей в 1984 году. Существовала по крайней мере 221 компания, производящая жесткие диски, но большая часть этой отрасли исчезла из-за банкротства или слияний и поглощений . Уцелевшие производители — это Seagate , Toshiba и Western Digital (WD) с Toshiba в качестве старшего участника, вышедшего на рынок в 1977 году, через двадцать лет после того, как IBM начала рынок.

С начала и до начала 1980-х производство осуществлялось в основном американскими фирмами в Соединенных Штатах в таких местах, как Кремниевая долина, Лос-Анджелес, Миннесота и Оклахома-Сити. В 1980-х годах фирмы США, начиная с Seagate , начали переносить производство в Сингапур, а затем в другие регионы Юго-Восточной Азии. За семь лет, с 1983 по 1990 год, Сингапур стал крупнейшим местом производства жестких дисков, на долю которого приходилось 55% мирового производства. Позднее японские компании по производству жестких дисков также перенесли производство в Юго-Восточную Азию. Сегодня все три оставшиеся фирмы производят свои устройства в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

К 1990-м годам долларовая стоимость магнитных записывающих устройств, производимых компаниями, расположенными в « Силиконовой долине » Калифорнии, превышала долларовую стоимость производимых там полупроводниковых устройств, что заставило некоторых предположить, что более подходящим названием для этой области будет «Долина оксидов железа», после магнитный материал, покрывающий диски. Все три оставшиеся фирмы по-прежнему ведут значительную деятельность в Кремниевой долине, но не производят жесткие диски. Western Digital по-прежнему производит свои пластины головки чтения-записи во Фремонте, Калифорния.

История эволюции и перспективы HDD

Изобретение первых компьютеров привело к возникновению необходимости хранения цифровых данных, что стало началом истории винчестера на магнитной ленте.

Первые жесткие диски

Дебютный жесткий диск HDD RAMAC 305 был выпущен корпорацией IBM в 1956 году. Он представлял собой устройство из 50 металлических пластин, сопоставимое по габаритам с производственным рефрижератором весом в тонну. Накопитель обеспечивал доступ к данным за 600 миллисекунд, скорость информационного обеспечения составляла 8,8 байтов в секунду. Система была ненадежной, так как элементы быстро нагревались и изнашивались, и в 1961 году выпуск модели RAMAC 305 был остановлен.

Последователем данного винчестера стал IBM 1301, выпущенный в этом же году по технологии Air Bearing, которая позволила увеличить срок службы прибора за счет воздушного слоя между головкой и поверхностью накопителя. В 1962 году появилась модифицированная модель 1311 со сменными кассетами.

В 1973 году в историю вошла модель HDD диска IBM 3340. Устройство обеспечивало получение доступа к информации за 25 миллисекунд и высокую скорость передачи данных – 885 килобайт в секунду.

Существенное влияние на эволюцию винчестеров оказало изобретение тонкопленочного магнитного покрытия. Благодаря этой разработке в 1979 году появился накопитель IBM 3370, у которого плотность записи была увеличена в десятки раз.

В 1980 году появилась модель 3380 с емкостью 2,52 гигабайта и скоростью информационного обеспечения 3 мегабайта в секунду.

Революция в индустрии HDD

Упомянутые выше винчестеры были направлены на использование в корпоративном сегменте. Ввиду компьютерной революции пользователи ПК стали более придирчивыми – возможности хранить 1,2 мегабайта данных на дискете диаметром 5,25 дюймов людям было уже недостаточно.

С учетом требований пользователей в 1980 году компания Seagate разработала премьерный жесткий диск HDD для широкого потребления, который назывался ST-506.

В 1983 году IBM выпустила видоизмененный стандарт накопителя IBM PC – IBM 5160, который вмещал 10 мегабайт информации.

Значительным прорывом в эволюции стал выпущенный в 1988 году HDD в формате 2,5 дюйма и емкостью 20 мегабайт – PrairieTek 220. Десять лет спустя данный формат начали использовать в разработке ноутбуков. В 1992 году на рынок вышел Seagate Barracuda 2LP – новый HDD диск, шпиндель которого вращался со скоростью 7200 оборотов в минуту.

Конец 20 века был ознаменован временем скоростных пластин и появлением современных стандартов.

Как работает HDD

Винчестер изготавливают из специализированного пластика и стекла. Запись информации производится на магнитные диски – алюминиевые или стеклянные пластины с покрытием из ферромагнитного материала.

На оси жесткого диска HDD размещается одна или несколько пластин, число которых влияет на его производительность. Устройство делает 5000 оборотов в минуту, поэтому чем больше пластин, тем больший объем данных можно записать.

Площадь HDD состоит из окружностей с отрезками, которые называются дорожками. Диск получается разделен на несколько секторов. Если соединить между собой дорожки всех пластин с одинаковым радиусом, то они образуют цилиндр.

Для получения доступа к определенной ячейке памяти необходимы следующие данные:

  • номер цилиндра;
  • номер головки чтения;
  • номер сектора.

Главным недостатком HDD дисков является большое количество подвижных элементов, что приводит к износу устройства. Кроме того, следует отметить следующие физические ограничения эффективности работы HDD:

  • недостаточная скорость вращения диска;
  • низкая скорость движения считывающей головки;
  • инертность головки чтения/записи;
  • высокая концентрация данных на единице площади пластины.

Выпуск интерфейсов IDE и SATA

Для подключения первых винчестеров к ПК использовали платы расширения с интерфейсами ST-506 и ST-412. В 1986 был представлен новый стандарт IDE (АТА), в котором контроллер привода размещался внутри устройства, а не в виде отдельной платы расширения, как в предыдущих интерфейсах.

HDD с параллельным интерфейсом подключения к компьютеру имели следующие преимущества:

  • улучшение функциональности винчестера за счет меньшего расстояния до контроллера;
  • упрощение управления накопителем, так как контроллер канала IDE находится отдельно от элементов привода;
  • снижение стоимости дисковой подсистемы за счет отсутствия необходимости покупки дополнительных модулей;
  • облегчение производственного процесса благодаря тому, что контроллер привода предусмотрен для конкретного стандарта HDD.

Интерфейс IDE (ATA) ежегодно совершенствовался, и в январе 2003 года была представлена новая спецификация SATA Revision 1.0. Ключевой ценностью HDD с интерфейсом SATA стало применение последовательной шины, а не параллельной. Это позволило работать на более высоких частотах за счет отсутствия потребности синхронизации каналов и большей устойчивости кабеля к помехам. Интерфейс SATA быстро развивался: в 2004 году было выпущено второе поколение, а в 2008 году третье.

Перспективы эволюции HDD

Спрос на хранение больших объемов информации растет, поэтому можно с уверенностью сказать, что потребность в жестких дисках сохранится на ближайшие пару десятилетий.

Кроме того, в наши дни существуют методы, которые могут сгладить недостатки HDD. Например, был создан избыточный массив RAID, благодаря которому HDD работает быстрее и надежнее.

Жесткие диски используют в персональных компьютерах и в центрах обработки данных. Виртуальные выделенные серверы и хостинги также размещают на HDD дисках (хотя все чаще на SSD и NVMe).

Более подробно об аренде выделенного сервера можно прочитать в этой статье.

Прекращение эксплуатации жестких дисков возможно в случае совпадения двух факторов:

  • Стоимость гигабайта SSD будет равна или меньше цены гигабайта HDD.
  • Пользователи станут использовать только облачное хранение для всего развлекательного контента (книги, фильмы, игры, приложения, сериалы). В таком случае отпадет необходимость в локальном хранении больших объемов информации, но возникнет потребность масштабного размещения облачных массивов. Теоретически можно представить исчезновение жестких дисков с потребительского рынка, но их роль в центрах обработки данных пока незаменима.

Несмотря на рост популярности твердотельных накопителей и систем облачного хранения данных, развитие жестких дисков HDD тоже не стоит на месте. Еще долгое время винчестеры будут занимать свою нишу на рынке и иметь постоянный спрос.

http://www.igromania.ru/article/23822/Magnitnye_hroniki_Istoriya_zhestkih_diskov.html
http://ru.qaz.wiki/wiki/History_of_hard_disk_drives
http://timeweb.com/ru/community/articles/istoriya-evolyucii-i-perspektivy-hdd

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *