История Жестких Дисков, Часть I

Жесткие диски знакомы всем пользователям; без них сложно представить современный компьютер.

Конечно, твердотельные накопители заменили жесткие диски в сценариях, где требуется максимальная производительность, например, в загрузочном разделе ОС.

Но если вам нужна максимальная емкость, то без HDD не обойтись.

Сегодня жесткие диски достигли емкости 18 ТБ , а скоро выйдут более ёмкие модели, в том числе благодаря технологии термомагнитной записи( ХАМР ).

Форм-фактор жестких дисков 3,5 дюйма сегодня утвердился, но такими они были не всегда.

В нашей статье мы совершим небольшой экскурс в историю жестких дисков, и начнем с 50-х годов прошлого века.

В 1953 году компания IBM решила найти решение для хранения данных для так называемых файл с произвольным доступом (файл произвольного доступа), который обеспечит быстрый произвольный доступ при относительно низких затратах.

Изучив такие технологии, как запись данных на провода или барабаны, инженеры IBM из лаборатории Сан-Хосе в Калифорнии изобрели жесткий диск.

Это стало еще одним звеном в иерархии хранения данных.

Тогда жесткие диски назывались хранилище с произвольным доступом (Random Access Storage), они были медленнее и дешевле оперативной памяти (на магнитных барабанах, позже на ядрах), но быстрее и дороже ленточных накопителей.

ИБМ 350

IBM 305 РАМАК с дисками IBM 350 Disk Storage Unit. Сами диски были анонсированы годом ранее, в 1956 году.

IBM 350 Disk Storage Unit состоял из магнитного диска с механизмом доступа, электрического и пневматического приводов и небольшого воздушного компрессора.

Габариты составляли ширину 152 см, высоту 173 см и глубину 74 см, вес – 971 кг.

Внутри было 50 магнитных дисков с общим количеством секторов 50 000. Емкость сектора составляла 100 буквенно-цифровых символов (6 бит), что давало общую емкость 5 миллионов символов или 3,75 МБ .

Диаметр диска 24 дюйма (61 см) вращался со скоростью 1200 об/мин, дорожки (20 на дюйм) записывались со скоростью до 100 бит на дюйм.

Время доступа составляло около 600 мс.

Два накопителя IBM 350 Disk Storage Unit (источник: IBM) Интересно, что инженеры IBM предложили увеличить емкость накопителя за пределы пяти миллионов символов, но отдел маркетинга отклонил это предложение, поскольку не видел потенциальных покупателей на более высокую емкость.

Но все же в январе 1959 года были анонсированы версии IBM 350 с двойной производительностью.

Механизм RAMAC в основе IBM 350 (источник: Музей истории компьютеров) В конце 1961 года производство систем IBM 350 Disk Storage Unit было прекращено; за несколько лет IBM выпустила более тысячи первых жестких дисков.

Картридж IBM 3850 и наборы дисков IBM 3336 (источник: IBM) Затем, в течение примерно 20 лет, за рынок с жесткими дисками конкурировали другие технологии, в том числе ленточные накопители, кассетные массивы на магнитной ленте (IBM 3850), NCR CRAM и т. д., но позже все они были заменены жесткими дисками.

И сегодня SSD борются за рынок с жёсткими дисками.

Дисковое запоминающее устройство IBM 1301

Дисковое запоминающее устройство IBM 1301 , который первым применил головки, плавающие над поверхностью диска.

То есть на каждую сторону диска уже была выделена одна головка, что избавляло от необходимости вертикально перемещать привод с головками между разными пластинами.

Была поддержана гибкая длина записи, что увеличило эффективную емкость, появилась выборочная адресация.

Скорость вращения шпинделя была увеличена до 1800 об/мин.

Следов на дюйм было уже 50; теперь можно было записывать до 520 бит на дюйм дорожки, поскольку расстояние между головкой и поверхностью сократилось с 800 до 250 микродюймов.

Плотность записи на квадратный дюйм увеличился в 13 раз по сравнению с IBM 350 Disk Storage Unit. Дисковые накопители IBM 1301 Disk Storage Unit можно использовать с мэйнфреймами серии 7000 и системой обработки данных IBM 1410. Емкость дискового накопителя IBM 1301 составляла 25 миллионов символов (1410) или 28 миллионов (7000).

К системе подключалось до пяти накопителей 1301 (каждый из двух модулей), обеспечивающих емкость до 280 или 250 миллионов символов.

Интересно, что цена модуля составила $2100 за месячную аренду; покупка обошлась бы в 115 500 долларов.

Привод с двумя модулями стоит 3500 долларов за месячную аренду; Стоимость покупки составила 185 000 долларов.

В текущих долларах с учетом инфляции это более $1 млн и $1,6 млн соответственно.

Брайант Компьютерные продукты 4000

Массивные накопители (1,3 х 1,8 х 1,8 м) использовали до 26 пластин диаметром 39 дюймов (0,99 м) со скоростью вращения шпинделя 1200 об/мин.

Время доступа составляло от 50 до 205 мс.

Емкость в зависимости от количества тарелки, было до 205 МБ .

Дисковое запоминающее устройство IBM 1302

до 117 миллионов 6-битных символов за модуль (два модуля – 234 млн).

Скорость чтения/записи увеличилась более чем вдвое и составила 184 000 символов/с.

За счет дальнейшего уменьшения зазора между головкой и диском, а также более тонких дисков удалось увеличить плотность записи до 1050 бит на дюйм дорожки, количество дорожек удвоилось до 100 на дюйм, а средний доступ время составило 165 мс.

Каждый модуль 1302 содержал 20 отдельных вращающихся дисков.

На каждую рабочую поверхность записывалось 50 дорожек, до 5850 символов на дорожку.

Дисковый накопитель IBM 1311

Он использовал дисковые блоки IBM Disk Pack 1316 на два миллиона символов .

Каждый блок содержал шесть 14-дюймовых дисков, толщина 4 дюйма (около 10 см), вес 4,5 кг.

На фото выше мужчина держит такой блок в левой руке.

Среднее время доступа к любому сектору составляла 250 мс, скорость вращения шпинделя — 1500 об/мин, количество дорожек на дюйм — 50, плотность записи — 1025 бит на дюйм дорожки.

Расстояние между головкой и диском сократилось до 125 микродюймов.

2 миллиона символов .

Такие съемные накопители ознаменовали конец эпохи перфокарт.



Дисковод IBM 1311 и дисковод IBM 1316 (источник: Музей истории компьютеров) Каждый дисковый блок снаружи привода был заключен в прозрачный пластиковый корпус.

В центре находилась ручка, которая поворачивалась для крепления корпуса к основанию.

IBM 2314 СХД прямого доступа

Через год после анонса System/360, а именно в апреле 1965 года, был анонсирован IBM 2314 (1965) с дисковыми модулями IBM 2316 на 29 МБ .

Новые комплекты содержали 11 14-дюймовых накопителей, что удвоило количество рабочих поверхностей по сравнению с первым поколением.

Время доступа и задержка у 2314 были идентичны старому 2311, но пропускная способность увеличилась вдвое до 310 КБ/с.

На мегабайт хранимых данных, 2314 был в четыре раза дешевле.

Диски приобрели значительную популярность благодаря их эффективной работе под OS/360, операционной системой System/360. В 1969 году IBM анонсирует две новые версии 2314 (Модель 1 A1 и Модель 1 A2), каждая на 20 процентов быстрее, чем исходная Модель 1. В первой использовались пять дисковых массивов, что обеспечивало емкость 145 МБ , во втором - восемь ( 233 МБ ).

Среднее время доступа уменьшилось с 75 до 60 мс.

При этом минимальное время доступа составляло 25 мс.

Старая версия была продана за $256 тысяч, но ее можно было арендовать за $5675 в месяц.

Юниор — $175 тысяч, или $3,875 в месяц.

В текущих долларах с учетом инфляции это $1,3 млн и $1,9 млн соответственно.

Дисковод Memorex 630

Ampex, Century Data, Control Data Corporation, Information Storage Systems (ISS), Marshall, Potter Instruments и Telex вышли на рынок жестких дисков для систем IBM. Более того, за счет перехода на линейный электромагнитный привод вместо гидравлического в оригинальной 2311 и уменьшения количества механических частей приводы Memorex оказались более надежными.

В 1969 году последовал более крупный Memorex 660, совместимый с IBM 2314, который DEC приобрела в качестве OEM-производителя и продавала под собственной торговой маркой RP02. DEC продавала оригинальный Memorex 630 как RP01. Burroughs, которая в 1986 году после слияния с Univac стала Unisys, купила Memorex в 1981 году.

Сегодня бренд Memorex принадлежит компании Imation, которая была известна в потребительском сегменте аудио- и видеокассетами Memorex. И фраза «Оно живое или это МеморексЭ», которую впервые произнесла джазовая певица Алла Джейн Фицджеральд в телевизионной рекламе в 1972 году.

IBM 3330 Хранилище данных

Каждая система 3330 могла содержать от 2 до 16 дисковых накопителей, что обеспечивало емкость до 1,6 ГБ .

Среднее время доступа сократилось до 55 мс, скорость передачи данных выросла до 806 кБ/с.

В 1973 году был анонсирован 3330-11 с дисковыми блоками 3336-11. 200 МБ , то есть емкость увеличилась вдвое по сравнению с исходной версией.

Системы можно арендовать за 1550–1850 долларов в месяц или купить за 74 000–87 000 долларов.

В текущих долларах с учетом инфляции это $450 тыс.

и $532 тыс.

соответственно.

IBM 2305 накопитель с фиксированной головкой

Идея не была новой, поскольку еще в 1964 г.

Берроуз анонсированные жесткие диски Б-475 для систем B5500, которые также были оснащены головкой на гусеницу.

Каждый жесткий диск в IBM 2305 состоял из шести дисков с 12 поверхностями.

Были представлены две модели (2305-1 и 2305-2).

Головки чтения и записи были зафиксированы на каждой дорожке, поэтому задержка поиска дорожки отсутствовала, что повышало общую производительность.

Мощность первой модели 2305-1 составляла 5,4 МБ на модуль, среднее время доступа — 2,5 мс, скорость записи достигала 3 миллионов байт в секунду.

У модели 2305-2 емкость увеличена до 11,2 МБ на модуль, два жестких диска обеспечивают 22,4 МБ .

Время доступа здесь увеличилось до 5 мс, а скорость записи снизилась до 1,5 МБ/с.

Вместе с 2305 использовался контроллер 2835 Storage Control, который отвечал за передачу данных между накопителем и компьютером.

При этом контроллер обеспечивал проверку ошибок при записи или чтении.

В контроллере был установлен гибкий магнитный диск, на который записывалась прошивка.

Для обновления прошивки этот магнитный диск можно заменить на новый с обновленной прошивкой.

Корпорация Control Data SMD

(источник: Control Data Corporation) В 1973 году компания Control Data Corporation представила первую серию жестких дисков.

Модуль хранения данных (SMD) , отойдя от стандартов IBM и знаменитых жестких дисков, о которых мы поговорим ниже.

Целью была разработка более простого и дешевого механизма, чем IBM 3340. Линейка SMD стала очень популярной, использовавшись вместе с мини-компьютерами в 80-х годах.

Более того, было решено отказаться от совместимости с IBM. CDC 9760 представлял собой монтируемый в стойку жесткий диск с 40 МБ съемный модуль из пяти 14-дюймовых пластин с высокой емкостью и производительностью (6000 BPI и 10 Мбит/с) благодаря уникальной системе подвески головки.

Расстояние между головкой и диском уменьшено до 30 микродюймов, скорость шпинделя составила 3600 об/мин.

Интересно, что верхняя и нижняя пластины из пяти использовались для механической защиты, а не для хранения данных.

Обычно в качестве защитных пластин брались бракованные диски, которые нельзя было использовать для записи.

Остальные 3 пластины обеспечивали пять поверхностей для записи данных.

одна сервисная поверхность для позиционирования головок (верхняя на среднем диске).

80 МБ CDC 9762 SMD (источник: ebay) За этим последовала в 1974 году версия о 80 МБ (9762), в последующие годы были выпущены модули для 150 МБ (9764) и 300 МБ (9766).

В случае с 300 МБ уже использовались 12 14-дюймовых пластин.

Верх и низ снова выполняли защитную функцию, остальные десять обеспечивали 19 рабочих поверхностей и одну поверхность обслуживания.

Эти жесткие диски уже много лет являются лидерами по емкости среди съемных HDD на рынке.

В 1976 году была представлена версия MMD с несъемными накопителями емкостью 12, 24 и 48 МБ.

Интерфейс подключения SMD оказался очень практичным для фиксированных и съемных жестких дисков, что позволило CDC продать 100 000 накопителей к 1981 году, став крупнейшим OEM-поставщиком.

В 1982 году стандарт был принят как часть АНСИ Х3.91М К производству SMD-совместимых накопителей подключились компании Ampex, Century Data Systems, Fujitsu, Hitachi, Micropolis, Pertec, Priam, NEC и Toshiba, а также другие компании.

Интерфейс SMD состоял из двух кабелей («А» для управления и «Б» для передачи данных), с помощью которых накопитель подключался к компьютеру.

Скорость интерфейса 9,6 Мбит/с.

Интерфейс SMD использовался для многих 8-дюймовых и 14-дюймовых жестких дисков, как фиксированных, так и съемных.

Затем он уступил дорогу SCSI .

Что касается самой CDC, то после падения спроса на мэйнфреймы она столкнулась с финансовыми проблемами, после чего в 1999 году была поглощена Syntegra.

СХД IBM 3340 с прямым доступом

При этом зазор между головкой и пластиной сократился до одной 18-миллионной дюйма.

С каждой поверхностью дисков работало по два привода, что позволило сократить ход поиска трека вдвое.

Раньше сменным были только блоки дисков, а головки располагались на дисках в том приводе, в который блок был вставлен.

Сейчас диски, шпиндель и приводы были установлены в герметичном корпусе под названием IBM 3348 Data Module, который стал техническим преемником ранее использовавшихся дисковых модулей IBM. Плотность дорожек была увеличена до 300 на дюйм, среднее время доступа составило 25 мс.

Однако IBM 3340 был последним съемным жестким диском в истории IBM. Руководитель проекта Кеннет Хоутон назвал новинку в честь винтовки Винчестер 30-30 , так как планировалось использовать два шпинделя емкостью по 30 Мб.

Считается, что он сказал «раз 30-30, то это точно Винчестер».

Но на самом деле мощность модулей была 35 или 75 МБ .

Термин «жесткий диск» в будущем будет присваиваться в России всем жестким дискам.

Интересно, что IBM 3340 можно было дополнительно приобрести с дисками с фиксированной головкой; среднее время доступа сократилось до 5 мс, но емкость составила всего 0,5 МБ.

В 1974 году IBM представила электромеханический привод. Качающаяся рука "и ехать 62ГВ (Гулливер) на его основе с простой конструкцией и начальной емкостью 5 МБ (позже 10 и 14 МБ).

Жесткий диск покоился всего на одной 14-дюймовой пластине.

Запатентованный электромеханический привод — одно из главных изобретений IBM, он в том или ином виде используется во всех жестких дисках.

Жесткий диск IBM 62GV был продан тиражом 177 тысяч штук, значительно преодолев волшебную планку продаж.

100 впервые тысяч.

Шугарт Ассошиэйтс SA1000

Тут можно вспомнить 8-дюймовые колеса ( SA1000 Shugart Associates), формат которых был унаследован от 8-дюймовых дискет, поэтому вместо флоппи-дисковода можно было установить HDD. К 1983 году было продано более 100 тысяч жестких дисков SA1000.



SA1000 от Шугарт Ассошиэйтс Размеры SA1000 имели размеры 117 х 241 х 362 мм, вес — 7,7 кг, потребляемая мощность достигала 150 Вт. Жесткие диски можно было приобрести в контейнерах.

5,33 МБ (SA1002, 1 вставка, 2 головки) или 10,67 МБ (SA1004, 2 пластины, 4 головки).

Скорость передачи данных составила 4,34 Мбит/с, среднее время доступа — 70 мс.

Скорость шпинделя составляла всего 3,125 об/мин, плотность колеи — 172 на дюйм.

В августе 1977 года компания Shugart Associates была приобретена Xerox. В 1979 году компания Shugart Associates представила протокол системного интерфейса Shugart Associates (SASI), который быстро превратился в SCSI (интерфейс малой компьютерной системы).

В 1986 году он был стандартизирован ANSI как X3.131-1986 (SCSI-1).

Вместо заключения

Каждое новое поколение жестких дисков заменяло старые устройства, делая их меньше и проще в использовании.

Первые накопители могли работать только в «тепличных» условиях дата-центра.

Последующие поколения распространились по промышленным предприятиям, офисам и домам пользователей, став в конечном итоге универсальными устройствами хранения данных.

Изначально пластины жестких дисков имели диаметр 24 дюйма, но со временем он уменьшился до современных 3,5" и 2,5".

Накопители с 24-дюймовыми и 14-дюймовыми дисками обычно монтировались в виде отдельных стоек (чем-то напоминающих стиральные машины).

При этом они потребляли весьма значительную мощность за счет двигателей, которые должны были раскручивать массивные диски.

Емкость жестких дисков с течением времени росла в геометрической прогрессии.

Первые жесткие диски для персональных компьютеров имели емкость 5 МБ .

В середине 90-х годов стандартная емкость жесткого диска ПК составляла 1 ГБ .

Сегодня наиболее распространены модели от от 1 до 8 ТБ , а самые емкие диски достигают 18 ТБ .

В сегменте ноутбуков емкость 2,5-дюймовых жестких дисков достигла 5 ТБ .

Теги: #Хранилище данных #Хранилище данных #HDD #данные #история #история #seagate

• Что Такое Жесткий Диск И Что На Нем Хранится?

  19 Oct, 24

• 5 Способов Защитить Вашу Сеть Wi-Fi

  19 Oct, 24

• 20 Самых Ценных Интернет-Компаний России 2014 Года По Версии Forbes

  19 Oct, 24

• Сервис Совершения Рекламных Звонков Клиентам «Вместо Смс»

  19 Oct, 24

• Использование Ceph: Флаги Для Управления Восстановлением И Перемещением Данных

  19 Oct, 24

• Создание Демонстрационного Приложения «Умная Библиотека» С Использованием Intel Distribution Набора Инструментов Openvino

  19 Oct, 24

• Hypercard — Недостающее Звено В Эволюции Интернета

  19 Oct, 24

• Вы Обеспечиваете Поддержку Ironruby И Ironpython В Visual Studio 2010!

  19 Oct, 24

• Как Переместить Гору Фудзи

  19 Oct, 24

• Таблица Дроидов. Выпуск 19

  19 Oct, 24