- Az 1.8", 1"-os és 0.85"-os merevlemezek a hordozható eszközök (iPodok, fényképezőgépek, ultrahordozható eszközök) korszakára születtek, és gigabájtnyi tárhelyet hoztak a zsebünkbe.
- A flash memória kiszorította őket a tartóssága, fogyasztása, teljesítménye és a kis formátumokban elérhető költsége miatt.
- Továbbra is léteznek réspiaci felhasználási területek: régebbi iPodok/kamerák és laptopok alkatrészei; a piac nagy része az SSD-kre vándorolt.
- A „nagy” HDD-k (hélium, HAMR) továbbra is skálázódnak, ma 32 TB-tal, vállalati környezetben pedig 60 TB-os csomagokkal.
Volt idő, amikor a miniatűr merevlemezek mindent jelentettek : iPodokat, ultrahordozható számítógépeket és olyan fényképezőgépeket működtettek, amelyek ma múzeumi daraboknak számítanának. Mi lett az 1.8 hüvelykes HDD-kkel, az apró 1 hüvelykes meghajtókkal (Microdrive) és a még kisebb 0.85 hüvelykes meghajtókkal? Ez a történet a felemelkedésükről, kulcsfontosságú szerepükről és hanyatlásukról a flash memóriák világában.
Ahhoz, hogy megértsük, miért jelentek meg – és miért tűntek el –, hét évtizednyi fejlődésen kell keresztülmennünk: a két hűtőszekrény méretű szekrényektől a zsebben elférő egységekig , a kapacitásugrásokon és a gigabájtonkénti árcsökkenéseken át, amelyek átírták a tárolás szabályait.
A szekrényektől a zsebekig: a RAMAC-tól a modern diszkóig
Az IBM 1956-ban tette le az első követ a 305 RAMAC és az IBM 350 egységgel . A „csodamemóriának” nevezett eszköz véletlenszerűen fér hozzá az adatokhoz – ami akkoriban elképzelhetetlen volt –, és órákról másodpercekre csökkentette az információk visszakeresését.
A Reynold B. Johnson vezette projekt 1952-ben indult, majd az IBM igazgatótanácsa le is mondta, de Johnson kitartott . Évekig tartó technikai akadályok után végre bemutatták a RAMAC 305-öt: egy több mint egy tonnát nyomott bútordarabot, amely mérete ellenére fordulópontot jelentett a számítástechnikában.
Az IBM 350-es egység 50 darab 24 hüvelykes, 1.200 fordulat/perc sebességgel forgó tárat helyezett el egymás mellett . A konfigurációtól és a kódolástól függően körülbelül 3,75 MB és 5 MB közötti használható kapacitást kínált , ami több tízezer lyukkártyának felel meg (körülbelül 64 000), és ez volt az első jelentős lépés a modern tárolás felé.
Az 60-as évek döntő előrelépéseket hoztak : a légpárnán „repülő” fejek (1961), a 90 MB- os Bryant 4240 , valamint az IBM 1301 (1962, 28 MB ) és IBM 1311 (1963, 2,69 MB cserélhető csomagokkal ) sorozat, amely bevezette a cserélhető adathordozók ötletét.
1965-ben az IBM 2310 „Ramkit” hangtekercses kialakítást és 1 MB egylemezes kapacitást hozott; 1973-ban pedig az IBM bemutatta a 3340 „Winchester”-t , a modern HDD „atyját”: belső tömítés, nagyon alacsony repülési magasság és két 30 MB-os tengely (a híres „30-30”), egy olyan koncepció, amely ma is érvényes a lemezarchitektúrában.
A PC-k felé az ugrás 1980-ban történt a Seagate ST-506-tal (5,25 hüvelykes, 5 MB), majd röviddel ezután az ST-412-vel (10 MB), amely az RLL kódolással 50%-os kapacitás- és bitráta-növekedést ért el . Ezzel párhuzamosan az IBM bemutatta a 3380-ast , az első 1 GB-os megoldást a piacon, amely két 1,26 GB-os, 3 MB/s sebességű meghajtón alapult , 81 000 és 142 200 dollár közötti áron.
1983-ban Rodime bemutatta a 3,5 hüvelykes formátumot , 10 MB tárhellyel két lemeztányéron; 1988-ban jelent meg az első 2,5 hüvelykes meghajtó (PrairieTek) laptopokhoz. Az 1990-es évek kulcsfontosságú technológiákat hoztak: magnetorezisztív fejeket (IBM 0663 Corsair, 1991, 1 GB 3,5 hüvelyken), a Seagate Barracuda 7.200 fordulat/perc sebességgel (1992, 2,1 GB), és az évtized vége felé a Cheetah meghajtókat , amelyek elérték a 10 000 fordulat/percet.
Kapacitás és GB-onkénti költség: hogyan tömörítették a lehetetlent
Évtizedekig a merevlemezek kapacitása 2-3 évente megduplázódott , ami Moore törvényének visszhangja, bár ez a folyamat az utóbbi időben fizikai korlátok (pl. szuperparamágneses gátak ) miatt lelassult. Az 1957-es kevesebb mint 5 MB-ról mára egyetlen meghajtóban több tíz terabájtnyi adatot tárolhatunk .
2025-re már 32 TB-os merevlemezeket fogunk látni , és bejelentették, hogy 2030 előtt 60 TB-os meghajtók érkeznek (Dave Mosley, Seagate). Ezen kapacitások közül sok azonban a kereslet és a költségek miatt kizárólag a vállalati piacon maradhat , míg a Western Digital akár 26 TB-ot (Gold line) is kínál fogyasztói használatra.
A gigabájtonkénti költség zuhanásszerűen csökkent : a körülbelül 109 000 000 dollár/GB-ról (1956, 2025-re kiigazítva) mára 0,031 dollár/GB -ra . 1980-ban, az IBM 3380-nal az ár közel 122 650 dollár/GB volt (kiigazítva). Ma egy 4 TB-os külső meghajtó ára körülbelül 130 euró (körülbelül 0,0325 euró/GB), ami megdöbbentő különbség, és megmagyarázza a tárolóeszközök széles körű elterjedését.
Ez a kapacitásrobbanás drágítja a kutatás-fejlesztést , ezért sok gyártó eltűnt vagy egyesült: jelenleg három fő szereplő (a Seagate, a Western Digital és a Toshiba) olyan technológiákat fejleszt, mint a héliumtöltés vagy a HAMR, hogy csökkentsék a lemezenkénti sűrűséget és ezáltal kordában tartsák a költségeket.
A fizikai méret is drámaian csökkent : az 50-es években egy néhány MB-os merevlemez annyi helyet foglalt el, mint két hűtőszekrény, és repülőn is elfért ; évtizedekkel később ugyanezek a gigabájtok zsebméretű tokokban , végül pedig postabélyeg méretű szilárdtest memóriákban kötöttek ki.
A minket érdeklő méretek: 1.8″, 1″ (Microdrive) és 0.85″
A miniatürizálás elengedhetetlenné vált a hordozható elektronikai eszközök számára . A 90-es években végzett kísérletek (HP 1,3 hüvelykes és Integral Peripherals 1,8 hüvelykes) után a 2001-es iPod népszerűsítette az 1,8 hüvelykes, 5 GB-os merevlemezt. Hirtelen egy „igazi” merevlemez elfért a zsebben, és több ezer dalt lehetett tárolni rajta.
Az 1,8 hüvelykes formatényező a kapacitás, az energiafogyasztás és a méret egyensúlya miatt vált népszerűvé az ultrahordozható laptopokban és MP3-lejátszókban. Idővel a kapacitás elérte a 40 GB-ot és többet , és olyan márkák eszközeiben használták, mint a Toshiba, az IBM, a Dell (Latitude) és a Sony , valamint bizonyos netbookokban és MP3-lejátszókban.
Az IBM/Hitachi zseniális ötlete, az 1 hüvelykes Microdrive 2003 és 2005 között élte virágkorát: egy CompactFlash Type II kártya méretű merevlemez . Lehetővé tette, hogy azok a kamerák és eszközök, amelyek akkoriban nem engedhették meg maguknak a nagy kapacitású NAND flash memóriát, „olcsó” gigabájt tárhelyet biztosítsanak.
A legszélsőségesebb példa a Toshiba 0,85 hüvelykes merevlemeze volt , amely 2004 körül 2 GB kapacitást hirdetett , és bebizonyította, hogy a mérnöki munka ennél is tovább mehet . A Toshiba úttörő szerepet játszott a kor legnagyobb kapacitású 1,8 hüvelykes merevlemezeinek gyártásában is.
Miért tűntek el: a flash memória elsöprő mértékű érkezése
A fő ok a NAND flash memória volt . A szilárdtestalapú meghajtók és memóriakártyák kapacitása nőtt, ára csökkent, valamint ütésállóságot, csendes működést és alacsonyabb energiafogyasztást kínáltak . A hordozható eszközök esetében ezeket az előnyöket nehéz volt figyelmen kívül hagyni.
Az 1 hüvelykes Microdrive memória 2006 körül kezdett visszaveszni a forgalomból , amikor az SD és CF kártyák NAND flash memóriával azonos teljesítményt és kapacitást kínáltak mozgó alkatrészek nélkül. A fotózásban a rezgésekkel és a véletlen hozzáféréssel szembeni megbízhatóság végül eldöntötte a helyzetet.
A Toshiba ambiciózus 0,85 hüvelykes meghajtójának rövid élettartama volt : a tányérsűrűség nem fejlődött olyan gyorsan, mint a NAND flash memóriák esetében ebben a mérettartományban, a flash chipek méretgazdaságossága pedig elvégezte a többit. Technikailag lenyűgöző, de kereskedelmi szempontból későn érkezett a piacra.
Az 1,8 hüvelykes meghajtó valamivel tovább bírta , a „klasszikus” iPodok és az ultrahordozható laptopok hajtották (volt egy kezdeti MacBook Air is 1,8 hüvelykes merevlemezzel ), de az SSD-kre való áttérés megállíthatatlan volt . A 2010-es években a legtöbb gyártó fokozatosan kivezette az 1,8 hüvelykes meghajtócsaládokat az mSATA, a 2,5 hüvelykes SATA és később az NVMe SSD-k javára.
Az eredmény logikus volt : a flash memória a kis formátumok gigabájtonkénti költségét, tartósságát és hatékonyságát tekintve győzött. A miniatűr merevlemezek betöltötték céljukat a mechanikus meghajtókról a szilárdtestalapú meghajtókra való áttérésben, utat nyitva a gyorsabb és robusztusabb eszközök előtt.
Teljesítmény és technológia: nem csak a méret kérdése volt
A kapacitás és a méret mellett a gyorsítótár, a keresési idő és a területsűrűség is fontos . Az olvasó-/írófejek, az olvasási/írási algoritmusok és az anyagok fejlesztései generációról generációra növelték az IOPS-t és az átviteli sebességet .
Ennek vizualizálásához tekintsük át az alábbi történelmi összehasonlításokat egy teljes tányér beolvasásának idejéről (a Tom's Hardware adatai szerint, zárójelben a tányéronkénti kapacitás): 1991: 37 másodperc (26 MB) ; 1998: 3 perc 31 másodperc (1,6 GB) ; 1999: 5 perc 37 másodperc (3,2 GB) ; 2004: 18 perc 34 másodperc (40 GB) ; 2006: 52 perc (200 GB) ; 2012: ~1 óra 30 perc (2 TB).
A megnövekedett sűrűség tányéronként egy mellékhatással is járt : több adatot kellett olvasni/írni menetenként, ami növelte a teljes lemez szekvenciális olvasási idejét, még növekvő fordulatszámok mellett is (5.400, 7.200, 10 000, 15 000 fordulat/perc bizonyos tartományokban).
Ezzel párhuzamosan az interfészek is megváltoztatták a játékszabályokat : az ATA/IDE-ről (PATA) 2003-ban SATA- ra , vagy az SCSI- ről a professzionális környezetekben használt modern változatokra. A protokoll és az elektronika fejlődése lehetővé tette a HDD mechanizmusainak jobb kihasználását.
A közeljövőben a kulcs az olyan technológiákban rejlik, mint a HAMR és a MAMR, valamint a héliummal töltött házakban , amelyek csökkentik a belső turbulenciát és több lemeztányér elhelyezését teszik lehetővé. Ennek a törekvésnek köszönhetően nem valószínű, hogy a közeljövőben 60 TB-os meghajtók is megjelennek (bár kezdetben a vállalati szegmensben).
Rövidítések és fogalmak gyors szószedete
- HH (félmagasság): klasszikus „átlagos” fizikai magasság az állványokon.
- RLL (Korlátozott futási hosszúságú): olyan kódolás, amely növeli a sűrűséget/bitrátát.
- SCSI: nagy teljesítményű interfész professzionális rendszerekhez.
- ATA/IDE/PATA: történelmi csatlakozási szabvány PC-ken.
- SATA: az ATA sorozat utódja, amely 2003 óta domináns a fogyasztásban.
Hol tartanak ma: alkatrészek, rések és gyűjthető tárgyak
Bár már nem ezek a fő fókuszban, az 1,8", 1" és 0,85"-os meghajtók nem tűntek el teljesen . Továbbra is keresettek "klasszikus" iPodok, MP3-lejátszók és egyes kamerák javításához , valamint régebbi , ZIF/CE-ATA-t használó laptopok alkatrészeiként .
A Toshiba Portégé, IBM/Lenovo, Dell Latitude vagy Sony termékcsaládokkal kompatibilis laptopokhoz való belső 1,8 hüvelykes meghajtók továbbra is kaphatók , és gyakran láthatók a szaküzletek katalógusaiban az iPod alkatrészek mellett.
A fotózásban a Microdrive CF Type II kártyák kuriózummá váltak . Amikor a NAND flash memória drága volt, a tárolókapacitás kizsúfolására használták őket, de ma már az SD és CFexpress kártyák dominálnak teljesítményben, megbízhatóságban és méretben, így a Microdrive-ok gyűjtői darabokká vagy régi berendezésekből történő adatmentésre szolgálnak.
Az adatmentési szolgáltatások továbbra is problémákba ütköznek ezekkel a formátumokkal . A miniatűr mechanika egyedi kihívásokat jelent, de kompatibilis donorokkal az adatmentés lehetséges – ami egy újabb ok arra, hogy az alkatrészpiac a kereskedelmi hanyatlás ellenére is fennmaradjon.
Eközben a „nagy” HDD-k továbbra is élnek és virulnak a NAS-okban és az adatközpontokban, 2025-re 32 TB-tal a piacon, és az ígéretek szerint az évtized második felében elérik a 60 TB-ot . A tömegpiac azonban az operációs rendszerek számára az SSD-ket, a teljesítmény érdekében pedig az NVMe meghajtókat részesíti előnyben .
Az 1,8 hüvelykes, 1 hüvelykes (Microdrive) és 0,85 hüvelykes meghajtók jól példázzák az innováció ugrásszerű fejlődését: megnyitották az utat a zsebméretű zene és adatok előtt, de átadták a stafétabotot a flash memóriának, amikor az mindenben felülmúlta őket, ami a „mini” szinten számított. Ma ezek kulcsfontosságú darabok a tárolás evolúciójában, és emlékeztetőül szolgálnak a mechanikus és a félvezető alapú rendszerek közötti döntő átmenetre.