- وُلدت محركات الأقراص الصلبة ذات الأحجام 1.8 و1 و0.85 بوصة لعصر الأجهزة المحمولة (أجهزة iPod والكاميرات والأجهزة المحمولة للغاية) وجلبت جيجابايتات إلى جيبك.
- لقد حلت ذاكرة الفلاش محلها بسبب متانتها واستهلاكها وأدائها وتكلفتها في الأشكال الصغيرة.
- لا تزال هناك استخدامات محددة: قطع الغيار لأجهزة iPod/الكاميرات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة القديمة؛ وقد انتقلت غالبية السوق إلى محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD).
- يستمر القرص الصلب "الكبير" في التوسع (الهيليوم، HAMR)، مع 32 تيرابايت اليوم وخطط 60 تيرابايت في بيئة المؤسسات.
كان هناك وقت حيث كانت محركات الأقراص الصلبة المصغرة هي كل شيءكانت تُشغّل أجهزة iPod، وأجهزة الكمبيوتر فائقة الحمل، والكاميرات التي نراها اليوم بجودة تكاد تُضاهي جودة المتاحف. ماذا حدث لأقراص HDD مقاس 1.8 بوصة، وأقراص Microdrive الصغيرة مقاس 1 بوصة، وحتى أقراص HDD الأصغر مقاس 0.85 بوصة؟ وهذه هي قصة صعودها ودورها الرئيسي وانحدارها. أمام ذاكرة الفلاش.
لفهم سبب ظهورهم - ولماذا اختفوا - يتعين عليك السفر عبر سبعة عقود من التقدم: من الخزائن بحجم ثلاجتين إلى وحدات تناسب جيبك، من خلال قفزات القدرة وانخفاض الأسعار لكل جيجابايت والتي أعادت كتابة قواعد التخزين.
من الخزائن إلى الجيوب: من RAMAC إلى الديسكو الحديث
تم وضع الحجر الأول بواسطة شركة IBM باستخدام جهاز RAMAC 305 ووحدة IBM 350، في عام 1956. أطلق عليها اسم "الذاكرة المعجزة"، تم الوصول إلى البيانات بشكل عشوائيوهو أمر لا يمكن تصوره في ذلك الوقت، وتقلصت مدة استرجاع المعلومات من ساعات إلى ثوانٍ.
المشروع من إخراج رينولد ب. جونسونبدأ المشروع في عام 1952 وتم إلغاؤه من قبل مجلس إدارة شركة IBM، لكن جونسون استمربعد سنوات من العقبات التقنية، وُلدت RAMAC 305: قطعة أثاث تزن أكثر من طن، وعلى الرغم من حجمها، تم وضع علامة قبل وبعد في علوم الكمبيوتر.
محرك IBM 350 يحمل 50 قرصًا مقاس 24 بوصة تدور بسرعة 1.200 دورة في الدقيقة. اعتمادًا على التكوين والترميز، يتم تقديم حوالي 3,75 ميجابايت إلى 5 ميجابايت من السعة القابلة للاستخدام، وهو ما يعادل عشرات الآلاف من البطاقات المثقوبة (حوالي 64.000)، وكان الخطوة الكبرى الأولى نحو التخزين الحديث.
وقد حدثت تطورات حاسمة في الستينيات: رؤوس "طارت" على وسادة هوائية (1961)، براينت 4240 مع 90 MB، وسلسلة IBM 1301 (1962، 28 MB) و IBM 1311 (1963، 2,69 ميجابايت مع الحزم القابلة للإزالة), الذي قدم فكرة الوسائط القابلة للاستبدال.
في عام 1965، تم إطلاق جهاز IBM 2310 "Ramkit" تميزت بتصميم ملف صوتي وسعة قرص واحد تبلغ 1 ميجابايت؛ وفي عام 1973 قدمت شركة IBM جهاز 3340 "Winchester"، "الأب" للقرص الصلب الحديث: الختم الداخلي، وارتفاع الطيران المنخفض للغاية، ومحوران سعة 30 ميجابايت (الشهير "30-30")، مفهوم لا يزال صالحًا حتى اليوم في هندسة القرص.
القفزة إلى الكمبيوتر الشخصي جاءت في عام 1980 مع Seagate ST-506 (5,25″، 5 ميجابايت)، وبعد فترة وجيزة، ST-412 (10 ميجابايت)، والذي مع تم تحقيق ترميز RLL بنسبة +50% في السعة ومعدل البتوبالتوازي مع ذلك، قدمت شركة IBM 3380، مع أول حل بسعة 1 جيجابايت في السوق، استنادًا إلى محركان بسعة 1,26 جيجابايت و3 ميجابايت/ثانيةبأسعار تتراوح من 81.000 ألف دولار إلى 142.200 ألف وXNUMX دولار.
في عام 1983، قدمت شركة Rodime تنسيق 3,5 بوصة مع 10 ميجا بايت على طبقين؛ في عام 1988 أول 2,5 بوصة (PrairieTek) لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. شهدت التسعينيات تقنيات رئيسية: رؤوس مقاومة مغناطيسية (IBM 0663 Corsair، 1991، 1 جيجابايت في 3,5 بوصة)، سيجيت باراكودا عند 7.200 دورة في الدقيقة (1992، 2,1 جيجابايت)، وفي نهاية العقد، الفهد التي وصلت إلى 10.000 دورة في الدقيقة.
السعة والتكلفة لكل جيجا بايت: كيف تم ضغط المستحيل
على مدى عقود من الزمن، تضاعفت سعة القرص الصلب كل عامين إلى ثلاثة أعوام.، وهو صدى لقانون مور، على الرغم من التباطؤ الأخير بسبب الحدود الفيزيائية (على سبيل المثال، الحواجز الفائقة المغناطيسية). من أقل من 5 ميجا بايت في عام 1957 انتقلنا إلى عشرات التيرابايت في وحدة واحدة.
في عام 2025 سنرى بالفعل أقراصًا بسعة 32 تيرابايت وقد أُعلن أنه بحلول عام 2030، ستصل وحدات سعة 60 تيرابايت (ديف موزلي، سيجيت). بالطبع، قد تبقى العديد من هذه القدرات في سوق العمل حسب الطلب والتكاليف، بينما بالنسبة للاستهلاك Western Digital يقدم ما يصل إلى 26 تيرابايت (الخط الذهبي).
لقد انخفضت التكلفة لكل جيجا بايت: من حوالي 109.000.000 دولار أمريكي/جيجابايت (1956، معدلة إلى 2025) إلى 0,031 دولار / جيجابايت اليوم. في عام 1980، مع جهاز IBM 3380، كانت التكلفة قريبة من 122.650 دولار / جيجابايت (معدل). اليوم، يبلغ سعر محرك الأقراص الخارجي بسعة 4 تيرابايت حوالي 130 يورو (حوالي 0,0325 يورو/جيجابايت)، وهو فرق هائل يوضح تزايد حجم التخزين.
إن هذا الانفجار في القدرة يجعل البحث والتطوير أكثر تكلفة.وهذا هو السبب وراء اختفاء العديد من الشركات المصنعة أو اندماجها: والآن لا يوجد سوى ثلاثة ممثلين عظماء (Seagate و Western Digital و Toshiba) تدفع التقنيات مثل حشو الهيليوم o الحمر لضغط الكثافة لكل لوحة واحتواء التكاليف.
كما انكمش الحجم المادي بشكل كبير:في الخمسينيات من القرن العشرين، كان القرص الصلب الذي يبلغ حجمه بضعة ميجا بايت يشغل مساحة تعادل ثلاجتين وسافرت بالطائرةوبعد عقود من الزمن، انتهى الأمر بنفس تلك الجيجابايتات في حقائب الجيب وأخيراً، في ذاكرة صلبة بحجم طابع بريدي.
الأحجام التي نهتم بها: 1.8 بوصة، 1 بوصة (Microdrive) و0.85 بوصة
أصبح التصغير ضروريًا مع الأجهزة الإلكترونية المحمولةبعد التجارب التي أجريت في التسعينيات (HP بحجم 90 بوصة وIntegral Peripherals بحجم 1,3 بوصة)، في عام 2001، أصبح جهاز iPod شائعًا بفضل القرص الصلب مقاس 1,8 بوصة بسعة 5 جيجابايت. فجأة، أصبح القرص "الحقيقي" مناسبًا لجيبك احتفظت بآلاف الأغاني.
ترسخت صيغة 1,8 بوصة في الأجهزة المحمولة للغاية ومشغلات الوسائط بسبب توازنها بين السعة والاستهلاك والحجم. مع مرور الوقت، وصلت إلى 40 جيجابايت وأكثر، وركب على فرق من علامات تجارية مثل توشيبا، آي بي إم، ديل (لاتيتيود) أو سوني، بالإضافة إلى بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة ومشغلات MP3.
في الفترة من 2003 إلى 2005، شهد محرك الأقراص Microdrive مقاس 1 بوصة ذروة شهرته.، فكرة رائعة من IBM/Hitachi: قرص ثابت بحجم بطاقة CompactFlash Type II. لقد سمح بتوفير الكاميرات والأجهزة التي لم تكن قادرة بعد على تحمل تكاليف شراء غيغابايت "رخيصة". ذاكرة NAND عالية السعة.
كان الرهان الأكثر تطرفًا هو القرص الصلب 0,85 بوصة من شركة Toshiba، والتي أعلنت حتى عن قدرات 2 جيجا بايت حوالي عام 2004 وأظهر ذلك الهندسة يمكن أن تذهب إلى أبعد من ذلككما قامت شركة توشيبا نفسها بالترويج لـ سعة أكبر بمقدار 1,8 بوصة في ذلك الوقت.
لماذا اختفوا: الوصول الساحق لذاكرة الفلاش
وكان السبب الرئيسي هو فلاش NAND. ازدادت سعة بطاقات الحالة الصلبة والذاكرة، وانخفض سعرها، وعُرضت مقاومة الصدمات والصمت وانخفاض الاستهلاكبالنسبة للأجهزة المحمولة، كانت هذه المزايا من الصعب تجاهلها.
بدأت وحدة Microdrive مقاس 1 بوصة تفقد زخمها بدءًا من عام 2006.، عندما يتم تقديم بطاقات SD وCF مع NAND الأداء والقدرات المكافئة لا أجزاء متحركة. في التصوير الفوتوغرافي، يُحافظ على موثوقيته ضد الاهتزازات والوصول العشوائي. انتهى الأمر إلى ترجيح الميزان.
كان طموح توشيبا 0,85 بوصة قصير الأجل:لم تتقدم الكثافة لكل طبق بنفس سرعة NAND في نطاق الحجم هذا، و اقتصاديات الحجم لشرائح الفلاش قام بالباقي. مذهل تقنيًا، وتجاريًا وصل متأخرا.
استمر مقاس 1,8 بوصة لفترة أطول قليلاً، مدفوعة بأجهزة iPod "الكلاسيكية" والأجهزة المحمولة فائقة النحافة (كانت هناك حتى جهاز MacBook Air المبكر المزود بمحرك أقراص ثابت مقاس 1,8 بوصة)، ولكن الانتقال إلى SSD كان لا يمكن وقفهافي العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت معظم الشركات المصنعة إزالة خطوط 1,8 بوصة لصالح محركات أقراص SSD من نوع mSATA، وSATA 2,5″، ولاحقًا، NVMe.
وكانت النتيجة منطقيةتفوقت أقراص فلاش من حيث التكلفة لكل جيجابايت لهذه الأحجام الصغيرة، ومن حيث المتانة والكفاءة. محركات الأقراص الصلبة الصغيرة لقد أنجزوا مهمتهم في المرحلة الانتقالية بين الميكانيكية والصلب، مما يفسح المجال لأجهزة أسرع وأكثر قوة.
الأداء والتكنولوجيا: لم يكن الأمر مجرد مسألة حجم
بالإضافة إلى السعة والحجم، فإن ذاكرة التخزين المؤقت ووقت البحث وكثافة المساحة كلها أمور مهمة.. تحسين الرؤوس وخوارزميات القراءة والكتابة والمواد تم تعزيز عمليات الإدخال والإخراج في الثانية (IOPS) والإنتاجية من جيل إلى جيل.
لتصور ذلك، انظر إلى هذه المقارنات التاريخية عدد المرات اللازمة لقراءة طبق كامل (وفقًا لبيانات Tom's Hardware، السعات لكل طبق بين قوسين): 1991: 37 ثانية (26 ميجابايت); 1998: 3 دقائق و31 ثانية (1,6 جيجابايت); 1999: 5 دقائق و37 ثانية (3,2 جيجابايت); 2004: 18 دقائق و34 ثانية (40 جيجابايت); 2006: 52 مليون (200 جيجابايت); 2012: حوالي ساعة ونصف (1 تيرابايت).
أدى ارتفاع الكثافة لكل لوحة إلى حدوث تأثير جانبي: المزيد من البيانات للقراءة/الكتابة في كل تمريرة، مما يزيد من إجمالي وقت القراءة المتتالية للقرص الممتلئ، حتى مع زيادة عدد الدورات في الدقيقة (5.400، 7.200، 10.000، 15.000 دورة في الدقيقة في نطاقات محددة).
وبالتوازي مع ذلك، غيّرت الواجهات أيضًا قواعد اللعبة.: من ATA/IDE (PATA) al SATA في عام 2003، أو من SCSI إلى المتغيرات الحديثة في البيئات المهنية. تطور البروتوكول والإلكترونيات يسمح بالضغط على الآليات بشكل أفضل من القرص الصلب.
بالنسبة للمستقبل القريب، تكمن المفاتيح في تقنيات مثل HAMR وMAMR، إلى جانب العلب المحكمة مع شمس بادئة، مما يقلل من الاضطراب الداخلي ويسمح بتكوين المزيد من الصفائح. بفضل هذا الدفع، ليس من غير المعقول أن نرى 60 تيرابايت في وقت قصير. (الأول في قطاع المؤسسات، بالطبع).
مسرد سريع للاختصارات والمفاهيم
- HH (نصف الارتفاع): الارتفاع الجسدي "المتوسط" الكلاسيكي على الرفوف.
- RLL (طول التشغيل المحدود): التشفير الذي يزيد من الكثافة/معدل البت.
- SCSI: واجهة عالية الأداء للأنظمة الاحترافية.
- ATA/IDE/PATA: معيار الاتصال التاريخي على أجهزة الكمبيوتر.
- SATA: خليفة لسلسلة ATA، المهيمنة على الاستهلاك منذ عام 2003.
أين هم اليوم: قطع الغيار، والمنافذ، والمقتنيات
على الرغم من أنهم لم يعودوا أبطالًا، إلا أن الأحجام 1,8 بوصة و1 بوصة و0,85 بوصة لم تختفِ تمامًا.لا زال الطلب عليهم في إصلاحات أجهزة iPod "الكلاسيكية"ومشغلات MP3 وبعض الكاميرات وقطع الغيار لـ أجهزة الكمبيوتر المحمولة المخضرمة التي تستخدم ZIF/CE-ATA.
لا تزال محركات الأقراص الداخلية مقاس 1,8 بوصة متاحة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة متوافق مع العائلات مثل توشيبا بورتيجيه، آي بي إم/لينوفو، ديل لاتيتيود أو سوني، ومن الشائع رؤيتها في كتالوجات المتاجر المتخصصة بجوار قطع غيار لجهاز iPod.
في التصوير الفوتوغرافي، ظلت محركات الأقراص الدقيقة CF Type II بمثابة فضوللقد تم استخدامها لسعة الخدش عندما كانت ذاكرة NAND باهظة الثمن، ولكن اليوم بطاقات SD وCFexpress إنها ساحقة من حيث الأداء والموثوقية والحجم، مما يجعل Microdrives كقطعة من مقتنيات هواة الجمع أو لاستعادة المواد من المعدات القديمة.
لا تزال خدمات استرداد البيانات تواجه هذه التنسيقات.تشكل الميكانيكا المصغرة تحديات فريدة، ولكن مع وجود متبرعين متوافقين، من الممكن إنقاذ المعلومات، سبب آخر لاستمرار سوق ما بعد البيع على الرغم من تراجعها التجاري.
وفي الوقت نفسه، لا يزال القرص الصلب "الكبير" حيًا ويعمل. في NAS ومراكز البيانات، مع 32 تيرابايت في السوق بحلول عام 2025 ووعد تصل إلى 60 تيرابايت في النصف الثاني من العقد. ومع ذلك، فإن الاستهلاك الجماعي يفضل SSD للنظام و NVMe للأداء.
1,8 بوصة، 1 بوصة (Microdrive) و0,85 بوصة يوضحون كيف يتقدم الابتكار بسرعة كبيرة: لقد فتحوا الباب أمام الموسيقى والبيانات بحجم الجيب، ولكن لقد سلموا العصا إلى ذاكرة الفلاش عندما كانت الأجهزة الصغيرة أفضل في كل ما يهم. أما اليوم، فهي تُعدّ جزءًا أساسيًا من تطور التخزين و كتذكير بالانتقال الحاسم بين الميكانيكي والصلب.