- 1.8", 1" ja 0.85" kiintolevyt syntyivät kannettavien laitteiden (iPodien, kameroiden ja ultrakannettavien) aikakaudelle ja toivat gigatavuja taskuusi.
- Flash-muisti on syrjäyttänyt ne kestävyytensä, kulutuksensa, suorituskykynsä ja pienikokoisten formaattien kustannustensa vuoksi.
- Kapeat käyttötarkoitukset ovat edelleen olemassa: vanhempien iPodien/kameroiden ja kannettavien tietokoneiden varaosat; suurin osa markkinoista on siirtynyt SSD-levyihin.
- ”Suuret” kiintolevyt (helium, HAMR) jatkavat skaalautumistaan, sillä ne ovat tällä hetkellä 32 Tt ja yritysympäristössä 60 Tt:n sopimuksia.
Oli aika, jolloin pienet kiintolevyt olivat kaikki kaikessaNe käynnistivät iPodeja, ultrakannettavia tietokoneita ja kameroita, joita nykyään pitäisimme lähes museolaatuisina. Mitä tapahtui 1.8 tuuman kiintolevyille, pienille 1 tuuman (Microdrive) levyille ja vielä pienemmille 0.85 tuuman kiintolevyille? Tämä on tarina sen noususta, keskeisestä roolista ja laskusta. flash-muistin edessä.
Ymmärtääkseen, miksi ne ilmestyivät – ja miksi ne katosivat – Sinun on matkustettava seitsemän vuosikymmenen kehitysaskeleiden läpi: kahden jääkaapin kokoisista kaapeista aina taskuun mahtuvia yksiköitä, kapasiteetin kasvun ja gigatavukohtaisen hinnan laskun kautta, jotka kirjoittivat tallennuksen säännöt uusiksi.
Kaapeista taskuihin: RAMACista moderniin diskoon
IBM laski ensimmäisen kiven 305 RAMAC -tietokoneellaan ja sen IBM 350 -yksiköllä., vuonna 1956. Kutsuttiin "ihmeelliseksi muistiksi", pääsi tietoihin käsiksi satunnaisesti, mikä oli tuolloin ennenkuulumatonta, ja vähensi tiedonhaun tunneista sekunteihin.
Reynold B. Johnsonin ohjaama projekti, aloitettiin vuonna 1952 ja IBM:n hallitus jopa peruutti sen, mutta Johnson jatkoiVuosien teknisten vastoinkäymisten jälkeen syntyi RAMAC 305: huonekalu, joka painoi yli tonnin ja koostaan huolimatta merkitty ennen ja jälkeen tietojenkäsittelytieteessä.
IBM 350 -asemaan oli pinottu 50 kpl 24-tuumaisia levyjä, jotka pyörivät nopeudella 1.200 XNUMX rpm.Kokoonpanosta ja koodauksesta riippuen se tarjosi noin 3,75 Mt–5 Mt käytettävissä olevaa kapasiteettia, joka vastaa kymmeniätuhansia reikäkortteja (noin 64.000 XNUMX), ja se oli ensimmäinen merkittävä askel kohti nykyaikaista tallennustilaa.
Ratkaisevia edistysaskeleita tuli 60-luvulla: ilmatyynyllä "lentävät" päät (1961), Bryant 4240 ja 90 MBja IBM 1301 -sarja (1962, 28 MB) ja IBM 1311 (1963, 2,69 Mt irrotettavilla pakkauksilla), joka esitteli ajatuksen vaihdettavasta mediasta.
Vuonna 1965 IBM 2310 "Ramkit" Siinä oli puhekelarakenne ja 1 Mt yhden levyn kapasiteettia; ja vuonna 1973 IBM esitteli 3340 Winchesterin, nykyaikaisen kiintolevyn "isä": sisäinen tiivistys, erittäin matala lentokorkeus ja kaksi 30 Mt:n karaa (kuuluisa "30-30"), käsite, joka pätee edelleen tänäkin päivänä levyarkkitehtuurissa.
Hyppy PC:lle tapahtui vuonna 1980 Seagate ST-506:n (5,25 tuumaa, 5 Mt) ja pian sen jälkeen ST-412:n (10 Mt) kanssa, joka RLL-koodaus saavutti +50 % kapasiteetissa ja bittinopeudessaSamanaikaisesti IBM esitteli 3380, markkinoiden ensimmäisellä 1 Gt:n ratkaisulla, joka perustuu kaksi 1,26 Gt:n ja 3 Mt/s:n asemaa, hinnoilla 81.000 142.200 dollarista XNUMX XNUMX dollariin.
Vuonna 1983 Rodime esitteli 3,5 tuuman formaatin. 10 Mt kahdella levyllä; vuonna 1988 ensimmäinen 2,5 tuumaa (PrairieTek) kannettaville tietokoneille. 90-luku toi mukanaan avainteknologioita: magnetoresistiiviset päät (IBM 0663 Corsair, 1991, 1 Gt 3,5 tuuman levyllä), Seagate Barracuda nopeudella 7.200 1992 rpm (2,1, XNUMX Gt) ja vuosikymmenen loppupuolella Gepardi joka saavutti 10.000 XNUMX kierrosta minuutissa.
Kapasiteetti ja hinta gigatavua kohden: miten mahdoton pakattiin
Vuosikymmenten ajan kiintolevyjen kapasiteetti kaksinkertaistui 2–3 vuoden välein., Mooren lain kaiku, vaikkakin viimeaikaisilla hidastumisilla fyysisten rajoitusten vuoksi (esim. superparamagneettiset esteet). Alle 5 megatavusta vuonna 1957 olemme siirtyneet kymmeniin teratavuihin yhdessä yksikössä.
Vuonna 2025 näemme jo 32 TB:n levyjä ja on ilmoitettu, että vuoteen 2030 mennessä 60 TB:n yksiköitä saapuu (Dave Mosley, Seagate). Monet näistä ominaisuuksista voivat tietenkin jäädä yritysmarkkinat kysynnän ja kustannusten mukaan, kun taas kulutuksen osalta Western Digital tarjoaa jopa 26 Tt (Gold-linja).
Hinta gigatavua kohden on romahtanutnoin 109.000.000 1956 2025 dollarista/GB (XNUMX, oikaistu vuoteen XNUMX) vuoteen 0,031 dollaria / GB tänään. Vuonna 1980, IBM 3380:n myötä, hinta oli lähellä 122.650 dollaria / GB (mukautettu). Nykyään 4 Tt:n ulkoinen kiintolevy on noin 130 € (noin 0,0325 €/GB), mikä on valtava ero selittää varastoinnin massakasvun.
Tämä kapasiteetin räjähdysmäinen kasvu tekee tutkimus- ja kehitystyöstä kalliimpaa., minkä vuoksi monet valmistajat katosivat tai yhdistyivät: nyt on vain kolme loistavaa näyttelijää (Seagate, Western Digital ja Toshiba) edistävät teknologioita, kuten heliumtäyttö o HAMR puristaa tiheyttä levyä kohden ja hillitä kustannuksia.
Myös fyysinen koko pieneni dramaattisesti50-luvulla muutaman megatavun kiintolevy vei yhtä paljon tilaa kuin kaksi jääkaappia ja matkustin lentokoneellavuosikymmeniä myöhemmin samat gigatavut päätyivät taskukotelot ja lopuksi, postimerkin kokoisessa kiinteässä muistissa.
Meitä kiinnostavat koot: 1.8 tuumaa, 1 tuumaa (Microdrive) ja 0.85 tuumaa
Miniatyrisoinnista tuli välttämätöntä kannettavan elektroniikan myötä90-luvulla tehtyjen kokeiden jälkeen (HP 1,3 tuumalla ja Integral Peripherals 1,8 tuumalla) iPod teki 2001 tuuman kiintolevyn suosituksi vuonna 1,8. 5 Gt:lla. Yhtäkkiä "oikea" levy mahtuisi taskuun ja säilytti tuhansia kappaleita.
1,8 tuuman formaatti juurtui ultrakannettaviin ja mediasoittimiin kapasiteetin, kulutuksen ja koon välisen tasapainon ansiosta. Ajan myötä siitä tuli 40 Gt ja enemmänja ajoivat joukkueissa esimerkiksi seuraavilta tuotemerkeiltä Toshiba, IBM, Dell (Latitude) tai Sonysekä tietyt netbookit ja MP3-soittimet.
Vuosina 2003–2005 1 tuuman Microdrive koki kukoistuskautensa., loistava idea IBM:ltä/Hitachilta: a CompactFlash Type II -kortin kokoinen kiintolevySe mahdollisti sellaisten kameroiden ja laitteiden tarjoamisen, joilla ei vielä ollut varaa maksaa "halvoista" gigatavuista. Suurikapasiteettinen NAND.
Äärimmäisin vaihtoehto oli Toshiban 0,85 tuuman kiintolevy., joka jopa ilmoitti kyvyistään 2 GB noin vuonna 2004 ja osoitti, että insinööritiede voisi mennä vielä pidemmälleSama Toshiba mainosti myös 1,8 tuumaa suurempi kapasiteetti tällä hetkellä.
Miksi ne katosivat: flash-muistin valtava saapuminen
Tärkein syy oli NAND-flash-muistiSolid state -korttien ja muistien kapasiteetti kasvoi, hinta laski ja tarjonta laski. Iskunkestävyys, hiljaisuus ja pienempi kulutusKannettavien laitteiden osalta nämä edut olivat vaikea sivuuttaa.
1 tuuman Microdrive alkoi menettää tehoaan vuonna 2006., kun tarjolla oli NAND-muistilla varustettuja SD- ja CF-kortteja vastaavat suorituskyvyt ja kapasiteetit Ei liikkuvia osia. Valokuvauksessa luotettavuus tärinää ja satunnaista käyttöä vastaan. päätyi kallistamaan vaakaa.
Toshiban kunnianhimoinen 0,85 tuuman näyttö oli lyhytikäinenTiheys levyä kohden ei kehittynyt yhtä nopeasti kuin NAND kyseisessä kokoluokassa, ja flash-sirujen mittakaavaedut teki loput. Teknisesti mahtava, kaupallisesti saapui myöhässä.
1,8 tuumaa kesti vähän kauemmin, jota ajavat "klassiset" iPodit ja ultrakannettavat (niitä oli jopa Varhainen MacBook Air 1,8 tuuman kiintolevyllä), mutta siirtyminen SSD:hen oli vääjäämätön2010-luvulla useimmat valmistajat olivat 1,8 tuuman viivojen poistaminen mSATA SSD -levyjen, SATA 2,5″:n ja myöhemmin NVMe:n hyväksi.
Lopputulos oli looginenFlash-levyt voittivat näiden pienten formaattien gigatavukohtaisen hinnan, kestävyyden ja tehokkuuden. He täyttivät tehtävänsä siirtymävaiheessa mekaanisen ja kiinteän välillä, mikä antaa tilaa nopeammille ja kestävämmille laitteille.
Suorituskyky ja teknologia: kyse ei ollut vain koosta
Kapasiteetin ja koon lisäksi välimuistilla, hakuajalla ja aluetiheydellä on merkitystä.Parannetut lukupäät, luku-/kirjoitusalgoritmit ja materiaalit nostivat IOPS:ia ja läpimenoaikaa sukupolvelta toiselle.
Visualisoidaksesi sitä, katso näitä historiallisia vertailuja kokonaisen levylautasen lukuajat (Tom's Hardwaren tietojen mukaan, suluissa levylautasen kapasiteetit): 1991: 37 sekuntia (26 Mt); 1998: 3 min 31 s (1,6 Gt); 1999: 5 min 37 s (3,2 Gt); 2004: 18 min 34 s (40 Gt); 2006: 52 miljoonaa (200 Gt); 2012: ~1 t 30 min (2 Tt).
Tiheyden kasvu levyä kohden toi mukanaan sivuvaikutuksen: enemmän luettavaa/kirjoitettavaa dataa kerrallaan, mikä pidentää täyden levyn peräkkäistä lukuaikaa jopa Kierrosluvun kasvattaminen (5.400 7.200, 10.000 15.000, XNUMX XNUMX, XNUMX XNUMX rpm tietyillä nopeusalueilla).
Samaan aikaan myös käyttöliittymät muuttivat peliä.: ATA/IDE (PATA) al SATA vuonna 2003 tai SCSI nykyaikaisiin muunnelmiin ammattiympäristöissä. Protokollan ja elektroniikan kehitys annettiin puristaa mekanismeja paremmin kiintolevyltä.
Lähitulevaisuudessa avaimet piilevät teknologioissa, kuten HAMR:ssä ja MAMR sekä hermeettiset kotelot Helio, jotka vähentävät sisäistä turbulenssia ja mahdollistavat useampien levyjen muodostumisen. Tämän työntövoiman ansiosta Ei ole kohtuutonta nähdä 60 TB lyhyessä ajassa. (ensimmäisenä yrityssegmentissä, tietenkin).
Lyhenteiden ja käsitteiden nopea sanasto
- HH (puolikorkeus): klassinen ”keskimääräinen” fyysinen pituus telineissä.
- RLL (rajoitettu juoksupituus): koodaus, joka lisää tiheyttä/bittinopeutta.
- SCSI: tehokas käyttöliittymä ammattimaisille järjestelmille.
- ATA/IDE/PATA: historiallinen yhteysstandardi tietokoneilla.
- SATA: ATA-sarjan seuraaja, joka on ollut kulutuksessa hallitseva vuodesta 2003.
Missä ne ovat tänään: varaosat, markkinaraot ja keräilyesineet
Vaikka ne eivät enää ole päähenkilöitä, 1,8 tuuman, 1 tuuman ja 0,85 tuuman mallit eivät ole kadonneet kokonaan.Niille on edelleen kysyntää "klassisten" iPodien korjaus, MP3-soittimia ja joitakin kameroita sekä varaosina veteraanikannettavat joka käytti ZIF/CE-ATAa.
1,8 tuuman sisäisiä kiintolevyjä on edelleen saatavilla kannettaviin tietokoneisiin yhteensopiva perheiden kanssa, kuten Toshiba Portégé, IBM/Lenovo, Dell Latitude tai Sony, ja niitä näkee usein erikoisliikkeiden luetteloissa vieressä iPodin varaosat.
Valokuvausmaailmassa CF Type II -mikrokiihdykkeet pysyivät kuriositeettina.Niitä käytettiin kapasiteetin pienentämiseen, kun NAND oli kallista, mutta nykyään SD- ja CFexpress-kortit Ne ovat ylivoimaisen tehokkaita, luotettavia ja kooltaan, minkä vuoksi Microdrives... keräilyesineenä tai ottaa talteen materiaalia vanhoista laitteista.
Tiedostojen palautuspalvelut kohtaavat edelleen näitä formaatteja.Miniatyyrimekaniikka asettaa ainutlaatuisia haasteita, mutta yhteensopivien luovuttajien avulla on mahdollista pelastaa tietoa, Yksi syy lisää jälkimarkkinoiden säilymiselle kaupallisesta alamäestään huolimatta.
Samaan aikaan "iso" kiintolevy on edelleen elossa ja toimii. NAS-levyillä ja datakeskuksissa, markkinoilla on 32 TB vuoteen 2025 mennessä ja lupaus saavuttaa 60 TB vuosikymmenen jälkipuoliskolla. Massakulutus kuitenkin mieluummin SSD-levy järjestelmälle ja NVMe suorituskyvylle.
1,8 tuuman, 1 tuuman (Microdrive) ja 0,85 tuuman havainnollistavat, miten innovaatiot etenevät harppauksin: ne avasivat oven taskukokoiselle musiikille ja datalle, mutta He luovuttivat viestikapulan flash-muistille kun se oli parempaa kaikessa, millä oli merkitystä "mini"-laitteille. Nykyään ne ovat avainasemassa tallennustilan kehityksessä ja muistutuksena ratkaisevasta siirtymästä mekaanisen ja kiinteän aineen välillä.