Kas notika ar 1.8, 1 (Microdrive) un 0.85 collu cietajiem diskiem?

Aparatūras rokasgrāmata » Komponenti » Krātuve » Kas notika ar 1.8, 1 (Microdrive) un 0.85 collu cietajiem diskiem

Bija laiks, kad miniatūrie cietie diski bija vissvarīgākie : tie darbināja iPod, īpaši portatīvos datorus un kameras, kas mūsdienās tiktu uzskatītas par muzeja eksponātiem. Kas notika ar 1.8 collu cietajiem diskiem, sīkajiem 1 collas diskdziņiem (Microdrive) un vēl mazākajiem 0.85 collu diskdziņiem? Šis ir stāsts par to uzplaukumu, galveno lomu un norietu zibatmiņas laikmetā.

Lai saprastu, kāpēc tie parādījās — un kāpēc tie pazuda —, jums jāiziet cauri septiņām desmitgadēm progresa: no skapjiem divu ledusskapju lielumā līdz ierīcēm, kas ietilpst kabatā , piedzīvojot ietilpības lēcienus un cenu kritumus par gigabaitu, kas pārrakstīja uzglabāšanas noteikumus.

No skapjiem līdz kabatām: no RAMAC līdz mūsdienu diskotēkai

IBM ielika pirmo akmeni ar 305 RAMAC un savu IBM 350 ierīci 1956. gadā. Nodēvēta par "brīnumatmiņu", tā piekļuva datiem nejauši , kas tolaik bija neiedomājami, un samazināja informācijas izguves laiku no stundām līdz sekundēm.

Projekts, ko vadīja Reinolds B. Džonsons , sākās 1952. gadā un IBM valde to pat atcēla, taču Džonsons neatlaidīgi turpināja darbu . Pēc gadiem ilgiem tehniskiem šķēršļiem beidzot tika atklāts RAMAC 305: mēbele, kas svēra vairāk nekā tonnu un, neskatoties uz savu izmēru, iezīmēja pagrieziena punktu skaitļošanas pasaulē.

IBM 350 ierīce sakrāva 50 24 collu šķīvjus, kas rotēja ar ātrumu 1.200 apgr./min . Atkarībā no konfigurācijas un kodēšanas tā piedāvāja aptuveni 3,75 MB līdz 5 MB izmantojamās ietilpības , kas atbilst desmitiem tūkstošu perfokaršu (aptuveni 64 000), un bija pirmais nozīmīgais solis ceļā uz mūsdienīgu krātuvi.

Sešdesmitie gadi nesa būtiskus sasniegumus : galviņas, kas “lidoja” uz gaisa spilvena (1961. gadā), Bryant 4240 ar 90 MB , kā arī IBM 1301 (1962. gadā, 28 MB ) un IBM 1311 (1963. gadā, 2,69 MB ar noņemamām atmiņas vienībām ) sērijas, kas ieviesa nomaināmu datu nesēju ideju.

1965. gadā IBM 2310 “Ramkit” ieviesa balss spoles dizainu un 1 MB viena diska ietilpību; un 1973. gadā IBM ieviesa 3340 “Winchester” , mūsdienu cieto disku “tēvu”: iekšējais blīvējums, ļoti zems lidojuma augstums un divas 30 MB asis (slavenais “30-30”), koncepcija, kas joprojām ir spēkā disku arhitektūrā.

Lēciens personālo datoru virzienā notika 1980. gadā ar Seagate ST-506 (5,25 collas, 5 MB) un neilgi pēc tam ST-412 (10 MB), kas ar RLL kodējumu panāca 50 % ietilpības un bitu pārraides ātruma pieaugumu . Vienlaikus IBM ieviesa 3380 — pirmo 1 GB risinājumu tirgū, kura pamatā bija divi 1,26 GB, 3 MB/s diskdziņi , par cenām no 81 000 līdz 142 200 ASV dolāriem.

1983. gadā Rodime ieviesa 3,5 collu formātu ar 10 MB uz diviem šķīvjiem; 1988. gadā parādījās pirmais 2,5 collu disks (PrairieTek) klēpjdatoriem. 20. gs. 90. gadi atnesa galvenās tehnoloģijas: magnetorezistīvās galviņas (IBM 0663 Corsair, 1991. gadā, 1 GB uz 3,5 collu diska), Seagate Barracuda ar 7.200 apgr./min (1992. gadā, 2,1 GB) un desmitgades beigās Cheetah diskdziņi , kas sasniedza 10 000 apgr./min.

Ietilpība un izmaksas par GB: kā neiespējamais tika saspiests

Gadu desmitiem cieto disku ietilpība dubultojās ik pēc 2–3 gadiem , kas ir līdzīgs Mūra likumam, lai gan pēdējā laikā šis pieaugums ir palēninājies fizisku ierobežojumu (piemēram, superparamagnētisko barjeru ) dēļ. No mazāk nekā 5 MB 1957. gadā mēs esam sasnieguši desmitiem terabaitu vienā diskā.

Līdz 2025. gadam mēs jau redzēsim 32 TB cietos diskus , un ir paziņots, ka 60 TB diski nonāks tirgū pirms 2030. gada (Deivs Moslijs, Seagate). Tomēr daudzas no šīm ietilpībām pieprasījuma un izmaksu dēļ var palikt ekskluzīvas uzņēmumu tirgum , savukārt Western Digital piedāvā līdz pat 26 TB (zelta līnija) patērētāju lietošanai.

Cena par GB ir strauji kritusies : no aptuveni 109 000 000 USD/GB (1956. gadā, koriģēta līdz 2025. gadam) līdz 0,031 USD/GB mūsdienās. 1980. gadā, izmantojot IBM 3380, cena bija tuvu 122 650 USD/GB (koriģēta). Mūsdienās 4 TB ārējais disks maksā aptuveni 130 eiro (aptuveni 0,0325 eiro/GB), kas ir satriecoša atšķirība, kas izskaidro krātuvju plašo ieviešanu.

Šī jaudu eksplozija sadārdzina pētniecību un attīstību , tāpēc daudzi ražotāji pazuda vai apvienojās: tagad ir trīs lieli spēlētāji (Seagate, Western Digital un Toshiba), kas virza tādas tehnoloģijas kā hēlija pildīšana vai HAMR , lai samazinātu blīvumu uz vienu plāksni un ierobežotu izmaksas.

Arī fiziskais izmērs ievērojami samazinājās : 50. gs. piecdesmitajos gados dažu MB cietais disks aizņēma tikpat daudz vietas, cik divi ledusskapji, un to varēja pārvadāt lidmašīnā ; gadu desmitiem vēlāk šie paši gigabaiti nonāca kabatas izmēra korpusos un visbeidzot cietvielu atmiņās pasta markas lielumā.

Mūs interesējošie izmēri: 1.8 collas, 1 colla (Microdrive) un 0.85 collas

Miniaturizācija kļuva būtiska pārnēsājamās elektronikas jomā . Pēc eksperimentiem 90. gados (HP ar 1,3 collu un Integral Peripherals ar 1,8 collu), 2001. gada iPod popularizēja 1,8 collu cieto disku ar 5 GB ietilpību. Pēkšņi “īsts” cietais disks ietilpa jūsu kabatā un varēja saglabāt tūkstošiem dziesmu.

1,8 collu formas faktors kļuva populārs īpaši pārnēsājamos klēpjdatoros un MP3 atskaņotājos, pateicoties tā ietilpības, enerģijas patēriņa un izmēra līdzsvaram. Laika gaitā ietilpība sasniedza 40 GB un vairāk , un to izmantoja tādu zīmolu ierīcēs kā Toshiba, IBM, Dell (Latitude) un Sony , kā arī atsevišķos netbukos un MP3 atskaņotājos.

1 collas Microdrive , izcila IBM/Hitachi ideja, savu uzplaukumu piedzīvoja laikā no 2003. līdz 2005. gadam: cietais disks CompactFlash II tipa kartes lielumā . Tas ļāva kamerām un ierīcēm, kas vēl nevarēja atļauties lielas ietilpības NAND zibatmiņu , nodrošināt "lētu" gigabaitu krātuvi.

Visekstrēmākais piemērs bija Toshiba 0,85 collu cietais disks (HDD) , kas ap 2004. gadu reklamēja 2 GB ietilpību un pierādīja, ka inženierija var sasniegt vēl lielāku ietilpību . Toshiba bija arī tā laika lielākās ietilpības 1,8 collu HDD pionieris.

Kāpēc tie pazuda: milzīga zibatmiņas ienākšana

Galvenais iemesls bija NAND zibatmiņa . Cietvielu disku un atmiņas karšu ietilpība palielinājās, cena samazinājās, un tās piedāvāja triecienizturību, klusu darbību un zemāku enerģijas patēriņu . Pārnēsājamām ierīcēm šīs priekšrocības bija grūti ignorēt.

1 collas Microdrive sāka zaudēt pozīcijas ap 2006. gadu , kad SD un CF kartes ar NAND zibatmiņu piedāvāja līdzvērtīgu veiktspēju un ietilpību bez kustīgām detaļām. Fotografēšanā uzticamība pret vibrācijām un nejaušu piekļuvi galu galā noteica svaru kausus.

Toshiba ambiciozajai 0,85 collu mikroshēmai bija īss kalpošanas laiks : disku blīvums nepalielinājās tik strauji kā NAND zibatmiņai šajā izmēru diapazonā, un pārējo paveica zibatmiņas mikroshēmu apjomradītie ietaupījumi . Tehniski satriecoši, bet komerciāli tā parādījās vēlu.

1,8 collu disks darbojās nedaudz ilgāk , to darbināja “klasiskie” iPod un īpaši portatīvie klēpjdatori ( sākotnēji pat MacBook Air bija ar 1,8 collu cieto disku ), taču pāreja uz SSD diskiem bija neapturama . 2010. gados lielākā daļa ražotāju pakāpeniski pārtrauca 1,8 collu disku līniju ražošanu par labu mSATA, 2,5 collu SATA un vēlāk NVMe SSD diskiem.

Rezultāts bija loģisks : zibatmiņa uzvarēja gan mazo formātu izmaksu par GB, gan izturības, gan efektivitātes ziņā. Miniatūrie cietie diski (HDD) pildīja savu mērķi pārejā no mehāniskajiem uz cietvielu diskdziņiem, paverot ceļu ātrākām un izturīgākām ierīcēm.

Veiktspēja un tehnoloģijas: tas nebija tikai izmēra jautājums

Papildus ietilpībai un izmēram svarīga ir arī kešatmiņa, meklēšanas laiks un laukuma blīvums . Lasīšanas/rakstīšanas galviņu, lasīšanas/rakstīšanas algoritmu un materiālu uzlabojumi ir palielinājuši IOPS un caurlaidspēju ar katru paaudzi.

Lai to vizualizētu, aplūkojiet šos vēsturiskos salīdzinājumus par laiku, cik ilgi bija nepieciešams nolasīt pilnu disku (saskaņā ar Tom's Hardware datiem, iekavās norādīta ietilpība uz disku): 1991. g.: 37 s (26 MB) ; 1998. g.: 3 min. 31 s (1,6 GB) ; 1999. g.: 5 min. 37 s (3,2 GB) ; 2004. g.: 18 min. 34 s (40 GB) ; 2006. g.: 52 min. (200 GB) ; 2012. g.: ~1 h30 min (2 TB).

Palielinātais blīvums uz vienu plāksni radīja blakusparādību : vairāk datu lasīšanai/rakstīšanai vienā piegājienā, kas palielina pilna diska kopējo secīgās lasīšanas laiku pat pie pieaugošiem apgriezieniem minūtē (5.400, 7.200, 10 000, 15 000 apgr./min noteiktos diapazonos).

Paralēli spēles noteikumus mainīja arī saskarnes : no ATA/IDE (PATA) uz SATA 2003. gadā vai no SCSI uz moderniem variantiem profesionālā vidē. Protokola un elektronikas attīstība ļāva labāk izmantot cieto disku mehānismus.

Tuvākajā nākotnē galvenais ir tādas tehnoloģijas kā HAMR un MAMR, kā arī ar hēliju pildīti korpusi , kas samazina iekšējo turbulenci un ļauj izmantot vairāk disku. Pateicoties šim pieaugumam, nav neprātīgi tuvākajā nākotnē redzēt 60 TB diskus (lai gan sākotnēji tie būs uzņēmumu segmentā).

Īss akronīmu un jēdzienu glosārijs

• HH (pusaugstums): klasisks “vidējais” fiziskais augums uz plauktiem.
• RLL (ierobežots darbības garums): kodējums, kas palielina blīvumu/bitu pārraides ātrumu.
• SCSI: augstas veiktspējas saskarne profesionālām sistēmām.
• ATA/IDE/PATA: vēsturiskais savienojuma standarts datoros.
• SATA: ATA sērijas pēctecis, kas dominē patēriņā kopš 2003. gada.

Kur viņi atrodas šodien: rezerves daļas, nišas un kolekcionējami priekšmeti

Lai gan tie vairs nav galvenā uzmanības centrā, 1,8", 1" un 0,85" diski nav pilnībā izzuduši . Tie joprojām ir pieprasīti "klasisko" iPod , MP3 atskaņotāju un dažu kameru remontam, kā arī kā rezerves daļas vecākiem klēpjdatoriem , kas izmantoja ZIF/CE-ATA.

Iekšējie 1,8 collu diski klēpjdatoriem, kas ir saderīgi ar tādām saimēm kā Toshiba Portégé, IBM/Lenovo, Dell Latitude vai Sony, joprojām ir pieejami un bieži redzami specializēto veikalu katalogos līdzās iPod rezerves daļām.

Fotografēšanā Microdrive CF Type II kartes ir kļuvušas par kuriozu parādību . Tās tika izmantotas, lai palielinātu atmiņas ietilpību, kad NAND zibatmiņa bija dārga, taču mūsdienās SD un CFexpress kartes dominē veiktspējas, uzticamības un izmēra ziņā, atstājot Microdrive kartes kā kolekcionāra priekšmetus vai datu atgūšanai no vecām iekārtām.

Datu atgūšanas pakalpojumi joprojām saskaras ar problēmām ar šiem formātiem . Miniatūrmehānika rada unikālus izaicinājumus, taču ar saderīgiem donoriem datu atgūšana ir iespējama — vēl viens iemesls, kāpēc rezerves daļu tirgus pastāv, neskatoties uz tā komerciālo lejupslīdi.

Tikmēr "lielie" cietie diski (HDD) joprojām ir aktuāli NAS un datu centros, 2025. gadā tirgū sasniedzot 32 TB un solot sasniegt 60 TB desmitgades otrajā pusē. Tomēr masu tirgus operētājsistēmām dod priekšroku SSD diskiem , bet veiktspējas labad – NVMe diskiem.

1,8 collu, 1 colla (Microdrive) un 0,85 collu diski iemieso to, kā inovācijas attīstās milzu lēcienos: tie pavēra durvis kabatas izmēra mūzikai un datiem, bet nodeva laternu zibatmiņai, kad tā to pārspēja visā, kas bija svarīgs “mini” līmenī. Mūsdienās tie ir galvenie elementi atmiņas evolūcijā un kalpo kā atgādinājums par izšķirošu pāreju starp mehānisko un cietvielu atmiņu.