- 1.8-, 1- ja 0.85-tollised kõvakettad sündisid kaasaskantavate seadmete (iPodid, kaamerad, üliportatiivsed seadmed) ajastuks ning tõid gigabaidid teie taskusse.
- Välkmälu on need oma vastupidavuse, tarbimise, jõudluse ja väikeste formaatide maksumuse tõttu tõrjunud.
- Niši kasutusalad jäävad alles: vanemate iPodide/kaamerate ja sülearvutite varuosad; suurem osa turust on üle läinud SSD-dele.
- „Suure“ kõvaketta (heelium, HAMR) maht kasvab jätkuvalt, pakkudes täna 32 TB ja ettevõttekeskkonnas 60 TB pakette.
Oli aeg, mil miniatuursed kõvakettad olid kõik : need toitsid iPode, üliportatiivseid arvuteid ja kaameraid, mida tänapäeval peetaks muuseumieksponaatideks. Mis sai 1.8-tollistest kõvaketastest, pisikestest 1-tollistest draividest (Microdrive) ja veelgi väiksematest 0.85-tollistest draividest? See on lugu nende tõusust, võtmerollist ja langusest välkmälude valguses.
Et mõista, miks need tekkisid – ja miks nad kadusid –, tuleb läbida seitse aastakümmet edusamme: kahe külmkapi suurustest kappidest taskusse mahtuvate seadmeteni , läbides mahutavuse hüppeid ja gigabaidi hinnalangusi, mis kirjutasid ümber salvestusreeglid.
Kappidest taskuteni: RAMACist moodsa diskoni
IBM pani esimese kivi 1956. aastal 305 RAMAC-i ja oma IBM 350 seadmega. Seda hüüdnimega "imemälu" pääses andmetele juurde juhuslikult , mis oli tol ajal mõeldamatu, ja vähendas teabe hankimise aega tundidelt sekunditele.
Reynold B. Johnsoni juhitud projekt algas 1952. aastal ja IBM-i juhatus tühistas selle isegi, kuid Johnson jätkas visalt . Pärast aastaid kestnud tehnilisi takistusi esitleti lõpuks RAMAC 305: üle tonni kaaluv mööbliese, mis oma suurusest hoolimata tähistas pöördepunkti arvutiteaduses.
IBM 350 seade virnas 50 24-tollist plaati, mis pöörlesid kiirusel 1.200 p/min . Sõltuvalt konfiguratsioonist ja kodeeringust pakkus see umbes 3,75 MB kuni 5 MB kasutatavat mahtu , mis võrdub kümnete tuhandete perfokaartidega (umbes 64 000), ja oli esimene suur samm tänapäevase salvestusruumi suunas.
60. aastad tõid kaasa olulisi edusamme : õhupadjal „lendavad” pead (1961), 90 MB mäluga Bryant 4240 ning IBM 1301 (1962, 28 MB ) ja IBM 1311 (1963, 2,69 MB eemaldatavate korpustega ) seeriad, mis tutvustasid vahetatavate andmekandjate ideed.
1965. aastal tõi IBM 2310 „Ramkit” kaasa mähisega disaini ja 1 MB ühe ketta mahutavusega kiibi; ja 1973. aastal tutvustas IBM 3340 „Winchesterit” , mis oli tänapäevaste kõvaketaste „isa”: sisemine tihendus, väga madal lennukõrgus ja kaks 30 MB telge (kuulus „30-30”) – kontseptsioon, mis kehtib kettaarhitektuuris tänaseni.
Hüpe personaalarvutite maailma toimus 1980. aastal Seagate ST-506-ga (5,25″, 5 MB) ja veidi pärast seda ST-412-ga (10 MB), mis RLL-kodeeringuga saavutas 50% mahutavuse ja bitikiiruse kasvu . Paralleelselt tutvustas IBM 3380 -t , esimest 1 GB lahendust turul, mis põhines kahel 1,26 GB ja 3 MB/s kõvakettal , hinnaga 81 000–142 200 dollarit.
1983. aastal tutvustas Rodime 3,5-tollist formaati , mille kahel plaadil oli 10 MB; 1988. aastal ilmus esimene 2,5-tolline sülearvutite draiv (PrairieTek). 1990. aastad tõid kaasa olulised tehnoloogiad: magnetoresistiivsed kõvakettad (IBM 0663 Corsair, 1991, 1 GB 3,5-tollisel kettale), Seagate Barracuda kiirusega 7.200 p/min (1992, 2,1 GB) ja kümnendi lõpupoole Cheetah-draivid , mis saavutasid 10 000 p/min.
Maht ja hind gigabaidi kohta: kuidas võimatut kokku tihendati
Aastakümneid kahekordistus kõvaketta maht iga 2-3 aasta järel , mis on sarnane Moore'i seadusega, kuigi see on viimasel ajal füüsiliste piirangute (nt superparamagnetiliste tõkete ) tõttu aeglustunud. Kui 1957. aastal oli see alla 5 MB, siis nüüd oleme jõudnud kümnete terabaitideni ühe kõvaketta kohta.
2025. aastaks näeme juba 32 TB kõvakettaid ja on teatatud, et 60 TB kettad saabuvad enne 2030. aastat (Dave Mosley, Seagate). Paljud neist mahtuvustest võivad aga nõudluse ja hinna tõttu jääda ainult ettevõtete turule , samas kui Western Digital pakub tarbijatele kuni 26 TB (kuldliin).
GB hind on järsult langenud : umbes 109 000 000 dollarilt GB kohta (1956, kohandatud 2025. aastaks) tänapäevani 0,031 dollarini GB kohta . 1980. aastal, IBM 3380 puhul, oli hind ligi 122 650 dollarit GB kohta (kohandatud). Tänapäeval maksab 4 TB väline kõvaketas umbes 130 eurot (umbes 0,0325 eurot GB kohta), mis on hämmastav erinevus, mis selgitab salvestusruumide laialdast kasutuselevõttu.
See võimsuse plahvatuslik kasv muudab teadus- ja arendustegevuse kallimaks , mistõttu paljud tootjad kadusid või ühinesid: nüüd on kolm suurt tegijat (Seagate, Western Digital ja Toshiba), kes pakuvad selliseid tehnoloogiaid nagu heeliumiga täitmine või HAMR, et vähendada plaadi tihedust ja kulusid.
Ka füüsiline suurus vähenes dramaatiliselt : 50. aastatel võttis mõne MB kõvaketas sama palju ruumi kui kaks külmkappi ja seda lendas lennukiga ; aastakümneid hiljem jõudsid needsamad gigabaidid taskuformaadis korpustesse ja lõpuks postmargi suurustesse tahkismäludesse.
Meid huvitavad suurused: 1.8″, 1″ (Microdrive) ja 0.85″
Miniaturiseerimine muutus kaasaskantava elektroonika puhul hädavajalikuks . Pärast 90ndate katsetusi (HP 1,3-tollise ja Integral Peripherals 1,8-tollisega) tegi 2001. aasta iPod populaarseks 1,8-tollise 5 GB kõvaketta. Järsku mahtus „päris“ kõvaketas taskusse ja sellele sai salvestada tuhandeid laule.
1,8-tolline vormitegur muutus populaarseks üliportatiivsetes sülearvutites ja MP3-mängijates tänu oma mahutavuse, energiatarbimise ja suuruse tasakaalule. Aja jooksul ulatusid mahutavused 40 GB-ni ja rohkemgi ning seda kasutati selliste kaubamärkide seadmetes nagu Toshiba, IBM, Dell (Latitude) ja Sony , aga ka teatud netbookides ja MP3-mängijates.
IBM/Hitachi geniaalne idee, 1-tolline Microdrive , koges oma hiilgeaega aastatel 2003–2005: kõvaketas, mis oli CompactFlash Type II kaardi suurune . See võimaldas kaameratel ja seadmetel, mis ei saanud endale veel suure mahutavusega NAND-välkmälu lubada , pakkuda „odavat” gigabaiti salvestusruumi.
Kõige äärmuslikum näide oli Toshiba 0,85-tolline kõvaketas , mis reklaamis umbes 2004. aastal 2 GB mahtu ja näitas, et inseneriteadus suudab veelgi kaugemale minna . Toshiba oli ka tolle aja suurima mahutavusega 1,8-tolliste kõvaketaste teerajaja.
Miks nad kadusid: välkmälu tohutu saabumine
Peamine põhjus oli NAND-välkmälu . Tahkis-draivide ja mälukaartide maht suurenes, hind langes ning need pakkusid löögikindlust, vaikset tööd ja väiksemat energiatarbimist . Kaasaskantavate seadmete puhul oli neid eeliseid raske ignoreerida.
1-tolline Microdrive hakkas kaotama populaarsust umbes 2006. aastal , kui SD- ja CF-kaardid koos NAND-välkmäluga pakkusid samaväärset jõudlust ja mahtu ilma liikuvate osadeta. Fotograafias seadis kaalukausi lõpuks usaldusväärsus vibratsiooni ja juhusliku juurdepääsu vastu.
Toshiba ambitsioonikal 0,85-tollisel kõvakettal oli lühike eluiga : ketaste tihedus ei arenenud sama suurusvahemiku NAND-välkmäluga võrreldes nii kiiresti ja ülejäänu tegid välkmälukiipide mastaabisääst . Tehniliselt hämmastav, kuid kommertslikult hiljaks jäädes.
1,8-tolline kõvaketas pidas küll veidi kauem vastu , seda kasutasid „klassikalised” iPodid ja üliportatiivsed sülearvutid ( esialgsel MacBook Airil oli isegi 1,8-tolline kõvaketas ), kuid üleminek SSD-dele oli peatamatu . 2010. aastatel loobus enamik tootjaid 1,8-tollistest kõvaketastest mSATA, 2,5-tolliste SATA ja hiljem NVMe SSD-de kasuks.
Tulemus oli loogiline : välkmälu võitis väikeste formaatide puhul gigabaidi hinna, vastupidavuse ja tõhususe poolest. Miniatuursed kõvakettad täitsid oma eesmärki üleminekul mehaanilistelt kõvaketastelt tahkis-draividele, sillutades teed kiirematele ja vastupidavamatele seadmetele.
Jõudlus ja tehnoloogia: küsimus polnud ainult suuruses
Lisaks mahutavusele ja suurusele on olulised ka vahemälu, otsinguaeg ja pindalatihedus . Lugemis-/kirjutuspeade, lugemis-/kirjutusalgoritmide ja materjalide täiustused on iga põlvkonnaga suurendanud IOPS-i ja läbilaskevõimet .
Selle visualiseerimiseks vaadake neid ajaloolisi võrdlusi täis ketta lugemiseks kulunud aja kohta (Tom's Hardware'i andmetel, sulgudes on mahutavus ketta kohta): 1991: 37 s (26 MB) ; 1998: 3 min 31 s (1,6 GB) ; 1999: 5 min 37 s (3,2 GB) ; 2004: 18 min 34 s (40 GB) ; 2006: 52 min (200 GB) ; 2012: ~1 h 30 min (2 TB).
Suurem tihedus plaadi kohta tõi kaasa kõrvalmõju : rohkem andmeid lugemiseks/kirjutamiseks läbimise kohta, mis suurendab terve ketta järjestikuse lugemise koguaega isegi suurenevate pöörete arvu korral (5.400, 7.200, 10 000, 15 000 pööret minutis teatud vahemikes).
Paralleelselt muutsid mängu ka liidesed : ATA/IDE -lt (PATA) SATA-le 2003. aastal või SCSI- lt professionaalsetes keskkondades kasutatavatele moodsatele variantidele. Protokolli ja elektroonika areng võimaldas kõvaketta mehhanisme paremini ära kasutada.
Lähituleviku võtmeks on sellised tehnoloogiad nagu HAMR ja MAMR koos heeliumiga täidetud korpustega , mis vähendavad sisemist turbulentsi ja võimaldavad rohkemate ketaste kasutamist. Tänu sellele tõukele pole ebamõistlik näha lähitulevikus 60 TB kõvakettaid (kuigi esialgu ettevõtete segmendis).
Akronüümide ja mõistete kiirsõnastik
- HH (poolkõrgus): klassikaline „keskmine“ füüsiline pikkus riiulitel.
- RLL (piiratud pikkusega): kodeering, mis suurendab tihedust/bitikiirust.
- SCSI: professionaalsetele süsteemidele mõeldud suure jõudlusega liides.
- ATA/IDE/PATA: ajalooline ühendusstandard arvutites.
- SATA ATA seeria järeltulija, mis on tarbimises domineerinud alates 2003. aastast.
Kus nad täna on: varuosad, nišid ja kogumisobjektid
Kuigi need pole enam põhifookuses, pole 1,8-, 1- ja 0,85-tollised kõvakettad täielikult kadunud . Nende järele on endiselt nõudlust „klassikaliste” iPodide , MP3-mängijate ja mõnede kaamerate remondiks ning vanemate ZIF/CE-ATA-liidest kasutavate sülearvutite varuosadeks.
Selliste sülearvutite seeriatega nagu Toshiba Portégé, IBM/Lenovo, Dell Latitude või Sony ühilduvad sisemised 1,8-tollised kõvakettad on endiselt saadaval ja neid näeb sageli spetsialiseeritud kaupluste kataloogides koos iPod varuosadega.
Fotograafias on Microdrive CF Type II kaardid muutunud kurioosumiks . Neid kasutati salvestusmahu suurendamiseks ajal, mil NAND-välkmälu oli kallis, kuid tänapäeval domineerivad SD- ja CFexpress-kaardid jõudluse, töökindluse ja suuruse poolest, jättes Microdrive'id kollektsionääride pärusmaaks või andmete taastamiseks vanadest seadmetest.
Andmete taastamise teenustel on nende vormingutega endiselt probleeme . Miniatuurmehaanika tekitab ainulaadseid väljakutseid, kuid ühilduvate doonorite korral on andmete taastamine võimalik – veel üks põhjus, miks varuosade turg püsib vaatamata oma kaubanduslikule langusele.
Samal ajal on "suured" kõvakettad NAS-ides ja andmekeskustes endiselt elus ja terved, 2025. aastaks oli turul 32 TB ja kümnendi teises pooles lubatakse jõuda 60 TB-ni . Massturg eelistab aga operatsioonisüsteemide jaoks SSD-sid ja jõudluse huvides NVMe-draive.
1,8-tolline, 1-tolline (Microdrive) ja 0,85-tolline on näide sellest, kuidas innovatsioon hüppeliselt areneb: need avasid ukse taskuformaadis muusikale ja andmetele, kuid andsid tõrviku välkmälule, kui see ületas neid kõiges, mis oli „mini” tasemel oluline. Tänapäeval on need salvestusseadmete arengu võtmeelemendid ja meeldetuletuseks otsustavast üleminekust mehaaniliselt tahkismälule.