как изменились винчестеры за 60 лет существования? / Хабр

Современные жесткие диски являются сложнейшими высокотехнологичными приборами. Только представьте: размер пишущей части магнитной головки составляет всего 120 нанометров, а считывающей — лишь 70 нанометров. Чтобы вообразить подобный масштаб, достаточно посмотреть на то, как выглядит блок головок под 39-кратным увеличением на фоне монеты достоинством в 10 центов.

Сравнение размеров блока головок и монеты в 10 центов

При этом магнитные головки парят над пластинами на высоте около 12–15 нанометров, что достигается за счет экранного эффекта: под каждой из них, словно под крылом боинга на взлете, образуется воздушная (или гелиевая, если речь идет о решениях на платформе HelioSeal) подушка, обеспечивающая необходимую подъемную силу. С учетом столь мизерного расстояния, поверхность самих блинов должна быть идеально гладкой, ведь малейшая неровность приведет к необратимому повреждению компонентов устройства. Точность изготовления пластин легко оценить на следующем примере.

Если бы мы могли увеличить 2,5-дюймовый накопитель приблизительно в 13 миллионов раз так, чтобы зазор между пластиной и магнитной головкой достиг 1 метра, то последняя преодолевала бы путь, сопоставимый с расстоянием между Нью-Йорком и Сан-Франциско (> 4000 километров), причем перепад высот на всем его протяжении не превышал бы 4 сантиметров.

Точность исполнения современных HDD в масштабах реального мира

Тем удивительнее становится тот простой факт, что базовые принципы конструкции HDD не меняются на протяжении вот уже 60 лет! О том, какой тернистый путь преодолели винчестеры со времен монструозного RAMAC до настоящего времени, мы и расскажем в сегодняшней публикации.

От RAMAC до «винчестера»

Первый в мире жесткий диск появился еще за 15 лет до изобретения дискеты — в 1956 году. Прародителем современных HDD стало детище корпорации IBM — модель 305 RAMAC, название которой представляет собой аббревиатуру от «Random Access Method of Accounting and Control» («Метод случайного доступа к учету и контролю»). Агрегат имел колоссальные размеры, сопоставимые с габаритами промышленного рефрижератора, весил почти тонну (а если быть точным — 970 килограмм) и представлял собой систему из 50 алюминиевых пластин, покрытых ферромагнетиком, диаметр каждой из которых составлял 24 дюйма (61 сантиметр).

Прародитель современных жестких дисков — IBM RAMAC 305

Скорость вращения блинов достигала впечатляющих по тем временам 1200 оборотов в минуту, что обеспечивало время доступа около 600 миллисекунд и скорость передачи информации 8,8 байта в секунду. Эти цифры усредненные. Все дело в том, что прибор имел лишь один считыватель, перемещающийся между пластинами с помощью шагового двигателя. Такой подход вызывал неизменные задержки в том случае, если компьютеру было необходимо получить данные, записанные, к примеру, на первом и пятидесятом диске. Другим слабым местом RAMAC 305 оказалась надежность системы: поскольку пишущая головка непосредственно касалась поверхности пластин, это приводило к сильному нагреву и быстрому механическому износу обеих деталей.

Несмотря на перечисленные недостатки и высокую стоимость (цена вопроса — 10 000 долларов США, однако клиенты могли оформить лизинг — «всего» за 3200 долларов в месяц), в IBM смогли реализовать около 1000 изделий, ведь шкаф, способный сохранить 5 мегабайт, успешно заменял собой 64 000 перфокарт и работал куда шустрее накопителей на магнитных лентах, также активно используемых в IT-индустрии для архивации данных начиная с 1951 года. Кстати, после приобретения HGST (бывшее подразделение Hitachi) в распоряжении Western Digital оказался производственный комплекс IBM, расположенный в Лайв Оакс, — именно здесь разрабатывались первые устройства серии RAMAC 305, несколько из которых сохранили работоспособность вплоть до настоящего времени.

В 1961 году RAMAC 305 был снят с производства — на смену ему пришел IBM 1301, воплотивший в себе ряд важных инноваций. Главным новшеством стала реализация технологии Air Bearing — между блинами и пишущей головкой появился зазор 5 микрометров, что позволило повысить надежность и долговечность прибора. Сами пластины отныне были двусторонними, причем каждая из них получила собственное считывающее устройство.

На острие прогресса: накопитель IBM 1301

Благодаря перечисленным особенностям, IBM 1301 получился практически в 3 раза производительнее предшественника, а также более емким: время доступа сократилось до 180 миллисекунд, скорость вращения шпинделя увеличилась до 1800 оборотов в минуту, а объем хранимой информации достиг 28 мегабайт (то есть плотность записи составила 520 бит на квадратный дюйм). Кроме того, IBM несколько скорректировала ценовую политику для новой модели: теперь арендовать оборудование можно было за 2100 долларов, и это при цене в 115,5 тыс. долларов.

Следующий весьма важный шаг был совершен уже в 1962 году. Модификация 1311 принципиально отличалась тем, что получила сменные кассеты. Каждая из них при весе 4,5 кг имела в своем составе 6 «компактных» (всего-то 14 дюймов) магнитных дисков. Для записи было доступно лишь 10 плоскостей (внешние поверхности были лишены ферромагнитного слоя) суммарной емкостью 2,6 мегабайта, что сравнимо с 25 тысячами перфокарт или 1⁄5 стандартной катушки.

Из-за портативности IBM 1311 оказался менее производительным: хотя плотность записи увеличилась в 2 раза (1025 бит на квадратный дюйм), скорость вращения пришлось уменьшить до 1500 оборотов в минуту, в итоге среднее время доступа к сектору, который мог вместить 100 байт, возросло до 250 миллисекунд. Несмотря на это, модель снискала огромную популярность в корпоративной среде, так как заменяемые картриджи позволили значительно снизить стоимость хранения единицы информации.

Вот так выглядела процедура замены кассеты на IBM 1311

Благодаря коммерческому успеху, IBM 1311 выпускался свыше 10 лет — вплоть до 1975 года, и хотя за этот период модельный ряд жестких дисков пополнился усовершенствованными моделями 2302, 2305 и 1311, ни одна из них не получила столь же широкого распространения.

Зато в историю вошел аппарат под индексом 3340, увидевший свет в 1973 году. В первую очередь в нем были доведены до ума уже имеющиеся технологии. Усилиями инженеров корпорации время доступа к сектору сократилось в 10 раз по сравнению с предшественником, составив 25 миллисекунд, скорость же передачи данных достигла 885 килобайт в секунду.

Для улучшения аэродинамики, корпуса кассет были сделаны полностью герметичными, что позволило нивелировать влияние факторов окружающей среды на магнитные пластины, повысив их надежность.

Первый в мире «винчестер» — накопитель IBM 3340 30-30

Сам прибор обзавелся микрочипом, который более точно просчитывал траекторию движения магнитных головок и корректировал скорость вращения шпинделя, что позволило повысить точность позиционирования, сократить расстояние между треками и, как следствие, повысить емкость каждого картриджа до 30 МБ. Кроме того, устройство научилось обслуживать два дисковых модуля — стационарный и съемный, на что указывал суффикс «30-30». Именно благодаря этой маркировке с легкой руки Кеннета Э. Хотона, руководителя проекта, к аппарату прицепилось жаргонное название «винчестер» — в честь всемирно известной винтовки Winchester, использующей патроны 30-30. В оригинале данные цифры означали калибр пули (0,3 дюйма) и вес порохового заряда (30 гран). Сегодня же винчестер стал обиходным названием жестких дисков любых моделей.

Внедрение технологии тонкопленочного покрытия

Важной вехой в эволюции жестких дисков является создание тонкопленочного магнитного покрытия. Хотя изыскания в данной области начались еще в конце 1960-х годов на базе исследовательского центра в Йорктаун-Хайтс (Нью-Йорк), вплоть до конца 80-х в ходе производства блинов использовался оксид железа. Покрытие получали следующим образом: быстро вращающаяся алюминиевая заготовка заливалась суспензией, представляющей собой порошок Fe2O3 в полимерном растворе. Под действием центробежных сил состав равномерно распределялся по поверхности. Затем следовал этап шлифовки и нанесения внешнего, защитного слоя, характеризующегося низким коэффициентом трения, который также полировался.

Главный недостаток подобного покрытия — механическая хрупкость: в случае столкновения с головкой оно с легкостью крошилось, а сам диск приходил в негодность. Тем не менее, благодаря простоте технологии и ее дешевизне, оксидное покрытие благополучно применялось в носителях информации практически четверть века.

Последствия «залипания» пишущей головки: диск получил необратимые повреждения

Переход же на тонкопленочный рабочий слой сделал возможным появление инновационной модели накопителей IBM 3370, представленной на рынке в 1979 году. Система, состоящая из 7 дисков диаметром 14 дюймов, могла похвастаться плотностью записи до 7,53 мегабита на квадратный дюйм и имела объем уже 571,3 мегабайта. Скорость передачи информации при этом возросла до 1,86 мегабайта в секунду, а среднее время доступа сократилось до рекордных 20 миллисекунд. Цена аппарата также оказалась весьма демократичной — приобрести устройство можно было всего за 35 100 долларов, а ставка аренды снизилась до 900 долларов в месяц. Данное решение было разработано специально для серверной платформы IBM System/38 — к каждой машине можно было подключить максимум четыре жестких диска, что обеспечивало суммарную емкость хранилища 2,28 гигабайта, о чем на тот момент можно было только мечтать.

Серверная платформа IBM System/38

Все перечисленное стало возможным именно благодаря применению тонкопленочного покрытия. Изначально для его создания использовалась гальванизация, на смену которой пришел более совершенный метод вакуумного напыления. Сам технологический процесс выглядит следующим образом: используемые вещества и сплавы переводятся в газообразное состояние в вакуумных камерах, затем производится их осаждение на подложку, в роли которой выступает алюминиевый диск.

Независимо от способа, на первом этапе на металлическую поверхность наносился фосфорит никеля, вслед за ним — сплав кобальта, обладающий магнитными свойствами, последним же шел защитный углеродный слой, по прочности сопоставимый с алмазом. Благодаря его наличию удалось практически полностью исключить вероятность повреждения рабочей поверхности в случае ее контакта с пишущей головкой (например, вследствие резкого сотрясения). Но главное — использование тонкопленочного покрытия позволило значительно уменьшить расстояние между магнитной головкой и блином, что помогло повысить плотность записи в десятки раз. Именно благодаря технологии тонкопленочного покрытия уже в 1980 году IBM представила первый жесткий диск, преодолевший гигабайтный рубеж.

Модель 3380 имела емкость 2,52 гигабайта, при этом скорость передачи данных достигла вполне приемлемых 3 мегабайт в секунду.

Начало эры винчестеров для персональных компьютеров

Все перечисленные выше HDD были ориентированы сугубо на корпоративный сектор. И даже если закрыть глаза на цену, вряд ли хоть кто-нибудь, кроме совсем уж идейных энтузиастов, согласился бы поставить в собственном доме внушительных размеров шкаф, пускай и вмещающий огромное количество информации. Вплоть до конца 70-х жесткие диски оставались прерогативой крупных коммерческих и государственных предприятий. На тот момент ПК комплектовались одним или двумя дисководами под 5,25-дюймовые дискеты, каждая из которых была способна сохранять до 1200 килобайт данных, чего рядовому пользователю вполне хватало.

Но компьютерная революция была неумолима — все больше покупателей приобщалось к информационным технологиям, а значит, появлялось и все большее число придирчивых клиентов, которых уже не удовлетворяли рамки в 1,2 мегабайта.

Спрос рождает предложение, однако на этот раз IBM осталась не у дел: сосредоточившись на бизнес-сегменте, компания упустила розничный рынок, и пустовавшую нишу заняла небольшая фирма Seagate, основанная Элом Шугартом и несколькими другими сотрудниками, ранее покинувшими уютные офисы всемирно известной корпорации. Именно они создали в 1980 году первый в мире HDD потребительского класса, получивший неброское название ST-506.

Seagate ST-506 — первый в мире HDD для персональных компьютеров

Устройство предназначалось для установки в стандартный 5,25-дюймовый отсек (монтировалось на место флоппи-дисковода) и имело объем всего 5 мегабайт, что не идет ни в какое сравнение с промышленными моделями. Зато винчестер мог похвастаться неплохим быстродействием, а все благодаря внушительной скорости шпинделя, достигшей 3600 оборотов в минуту. Цена накопителя составила 1700 долларов — таким образом, каждый мегабайт информации обходился владельцу новинки в 340 долларов США.

Что же касается IBM, то корпорация решила не ввязываться в борьбу за массового пользователя, напротив — заключила стратегическое соглашение с новоявленным конкурентом. В результате 8 марта 1983 года на рынке появилась модификация легендарного IBM PC — IBM 5160 или IBM PC/XT (постфикс XT являлся сокращением от eXtended Technology), которые оснащались усовершенствованной модификацией жесткого диска ST-412, вмещавшей уже 10 мегабайт данных. Насколько удачным оказалось такое решение, легко понять из цифр: к 1988 году было реализовано свыше 25 миллионов персональных компьютеров данной серии.

IBM 5160, оснащенный жестким диском Seagate ST-412

Тренд на миниатюризацию подхватили и другие предприятия. Так, уже в 1983 году шотландская фирма Rodime представила устройство под названием RO351. Мало того, что этот накопитель получил две пластины по 10 мегабайт каждая, он к тому же оказался куда миниатюрнее конкурентов: HDD был выполнен в привычном нам с вами форм-факторе 3,5”. А прародитель современных решений, используемых в составе ноутбуков и портативных носителей информации, появился уже в 1988 году — именно тогда компания PrairieTek начала массовое производство 2,5-дюймовых дисков на 5 и 10 мегабайт, рассчитанных на эксплуатацию в составе лэптопов. Забавно, что о предприятии из Лонгмонта (штат Колорадо) уже мало кто помнит, считая первым миниатюрным винчестером модель Tamba-1, выпущенную Toshiba лишь три года спустя. Возможно, причина кроется в продуманном маркетинге — компактный накопитель, способный похвастаться емкостью 63 мегабайта и весивший всего 200 грамм, подавался не иначе как главный козырь обладателя, что крайне удачно обыграли на рекламных плакатах.

Toshiba Tamba-1 — ваш главный козырь!

Ключевые вехи, определившие вектор развития жестких дисков

По большому счету, дальнейшая эволюция жестких дисков сводится к трем простым словам — быстрее, вместительнее, надежнее. На этом пути случалось всякое: нередко стремление создать как можно более производительные устройства заводило в тупик как небольшие компании, так и крупные корпорации. Ярким примером бесперспективного направления развития можно назвать повышение скорости вращения шпинделя. Если в конце 80-х таковая достигла рубежа в 3600 оборотов в минуту, то уже в 1992 году на рынке появился Seagate Barracuda 2LP — первый винчестер, способный похвастаться показателем 7200 оборотов в минуту.

Первый диск со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту — Seagate Barracuda 2LP

На этом следовало бы остановиться, но «гонка вооружений» диктовала собственные правила. Вслед за «Барракудой» последовал «Гепард», разгонявшийся уже до 10 000 оборотов. Компания Western Digital также не отставала, вскоре представив миру десятитысячник под кодовым названием Raptor. И хотя вышеуказанные накопители обладали куда более внушительной производительностью, столь высокие скорости значительно увеличивали конечную стоимость изделий из-за необходимости в более дорогих подшипниках, а также способствовали заметному сокращению времени наработки на отказ, что для серверных решений (а именно так позиционировались перечисленные модели) являлось неприемлемым. С наступлением эры SSD потребность в «оборотистых» HDD практически полностью отпала, и в настоящее время верхней планкой по-прежнему остается скорость 7200 оборотов в минуту, а «гоночные» винчестеры оказались более не нужны ни представителям IT-индустрии, ни энтузиастам.

Впрочем, случаи, подобные описанному выше, единичны — чаще всего стремление усовершенствовать жесткие диски приводило к удивительным научным открытиям либо появлению новых стандартов. Рассмотрим наиболее значимые события в хронологическом порядке.

Разработка интерфейса IDE

Изначально для подключения жестких дисков к персональным компьютерам использовались платы расширения с интерфейсом ST-506 или более совершенным ST-412, получившим поддержку функции буферизованного поиска (это помогло сократить время доступа до 15–30 миллисекунд), а также методом записи RLL (запись с групповым кодированием), которая и позволила увеличить емкость одноименных винчестеров, выпускаемых Seagate, вдвое.

В 1986 году Western Digital совместно с компанией Compaq завершили разработку принципиально нового стандарта, названного IDE (Integrated Drive Electronics — «встроенные электронные компоненты»). С этого момента AT-совместимый контроллер, использующий 16-разрядную шину ISA, стал неотъемлемой частью накопителя, что благоприятно отразилось на стоимости дисковой подсистемы в целом: хотя цена устройства несколько возрастала, пользователь более не нуждался в приобретении дополнительных модулей. В свою очередь, контроллер канала становился универсальным, а контроллер привода уже был рассчитан на конкретную модель HDD, что упрощало производственный процесс, также открывая перед вендорами практически неограниченные возможности для экспериментов с прошивкой.

Создание GMR-головок

Гигантский магниторезистивный эффект (Giant magnetoresistance, или GMR) был открыт в 1988 году французским физиком Альбертом Фертом и немецким ученым Петером Грюнбергом. Они обнаружили, что при помещении образцов хрома и железа, имеющих четкую кристаллическую структуру, в сильное электромагнитное поле фиксируется резкое возрастание электрического сопротивления материала, что объясняется несовпадением вектора магнитного поля и спина электронов вещества. Напротив, если направление вращения электронов соответствует ориентации магнитного поля, сопротивление оказывается значительно меньше.

Изменение электрического сопротивления под действием магнитного поля

Инженеры компании IBM быстро поняли, что этот феномен можно использовать на практике. Результатом их работы стало появление в 1994 году сенсорного элемента (кстати, при его создании использовалось описанное выше тонкопленочное напыление), в основе которого лежал GMR-эффект, а первыми коммерческими винчестерами, в которых применялась данная технология, стали IBM Deskstar 16GP объемом 16 гигабайт.

Новое поколение магнитных головок было способно улавливать значительно более слабые сигналы, создаваемые поверхностью магнитной пластины, что позволило увеличить плотность записи в несколько раз за счет уменьшения площади сенсора и, как следствие, более компактного расположения треков. Уже в 1998 году IBM объявила о преодолении рубежа в 11,6 гигабита на квадратный дюйм, тогда как верхним порогом для классической MR-записи оказалось лишь значение 3,09 гигабита на квадратный дюйм (такой плотностью записи мог похвастаться 2,5-дюймовый накопитель для ноутбуков IBM Travelstar 8GS объемом 8,1 гигабайта). Именно благодаря этому открытию в последующие четыре года емкость жестких дисков увеличилась практически на 5000%, преодолев психологический барьер в 100 гигабайт.

Переход на метод перпендикулярной записи

Поставки первых накопителей, использующих PMR (Perpendicular Magnetic Recording), начались лишь в 2006 году. Вплоть до 2005 года биты информации сохранялись в магнитных доменах, вектор которых лежал параллельно плоскости диска. При всей простоте, такой подход обладал существенным недостатком: для того чтобы побороть коэрцитивность (переход магнитных частиц в однодоменное состояние), между треками приходилось оставлять внушительную буферную зону, и в какой-то момент дальнейшее повышение плотности записи стало невозможным физически.

Метод параллельной магнитной записи

Метод же перпендикулярной записи, известный еще с 70-х годов XX века, но не применявшийся в коммерческих продуктах из-за более сложной реализации, решил эту проблему за счет того, что вектор магнитной направленности стал располагаться под углом 90° относительно поверхности блина. Это позволило сократить промежуток между отдельными дорожками и при этом дополнительно повысить стабильность магнитных доменов. Переход на PMR обеспечил значительный прирост плотности записи: уже в первых образцах таковая возросла более чем на 30% — до 400 гигабит на квадратный дюйм, а современные модели достигли планки 1 терабит на квадратный дюйм.

Метод перпендикулярной магнитной записи

Внешние накопители сегодня: облик имеет значение

Эволюция жестких дисков продолжается: новые технологии магнитной записи вскоре позволят вывести на рынок устройства объемом в десятки терабайт, о чем несколько лет назад нельзя было даже мечтать. Но если потребности корпоративных клиентов не меняются со времен RAMAC 305, то интересы рядового потребителя более не ограничиваются сухими цифрами технических характеристик. В современных реалиях практически каждый девайс, независимо от истинного назначения, становится неотъемлемой частью персонального имиджа. Невзрачные, угловатые коробочки более неинтересны людям — покупатель желает получить в свое распоряжение не просто удобный и функциональный инструмент, а стильный аксессуар, который органично впишется в общую концепцию созданного образа.

Предвидя такое развитие событий, Western Digital обновила линейку переносных накопителей My Passport, наглядно доказав: даже такой сугубо утилитарный предмет, как внешний HDD, способен стать средством самовыражения.

Обновленная линейка накопителей WD My Passport

Визуальная концепция создавалась в тесном сотрудничестве с компанией Fuseproject — мировым лидером в сфере разработки промышленного дизайна, в числе клиентов которой были такие известные бренды, как Microsoft, Disney, BMW, Johnson & Johnson и многие другие. Размышляя над образом My Passport, мы стремились сделать все возможное, чтобы для конечного пользователя обладание данным девайсом переросло в уникальный, личный опыт восприятия.

Мы храним на внешних дисках фото и видеозаписи важнейших событий жизни, любимую музыку, книги и фильмы — все то, что нам дорого по тем или иным причинам. И если для компьютера фотография является лишь набором нулей и единиц, то для человека она — воплощение эмоций, неотъемлемая составляющая его прошлого, навсегда запечатленная в статическом изображении. Именно эту мысль как нельзя более точно передает облик My Passport. Корпус каждого HDD разделен на две равные половины прямой линией, символизирующей границу соприкосновения двух реальностей — физической (рельефная поверхность с отчетливой текстурой) и цифровой (ее символизирует лаконичная глянцевая часть устройства). На пересечении столь разных и непохожих миров как раз и находится портативный накопитель, способный помочь своему обладателю сохранить воспоминания и впечатления в виде последовательности битов.

Изысканный, лаконичный дизайн корпуса

Разрабатывая WD My Passport, мы не забыли и о потребительских свойствах — компактные и стильные накопители способны удовлетворить насущные потребности самого привередливого покупателя. Модельный ряд представлен устройствами емкостью от 1 до 4 терабайт. Подключение к персональному компьютеру осуществляется посредством интерфейса USB 3.0 (кабель под цвет корпуса поставляется в комплекте), при этом скорость передачи данных достигает 110 мегабайт в секунду, что является одним из самых высоких показателей среди внешних HDD. Чтобы использовать жесткий диск, можно задействовать штатные средства операционной системы (поддерживаются актуальные версии Microsoft Windows 7, 8 и 10) либо воспользоваться фирменной утилитой WD Backup. С ее помощью можно настроить резервное копирование по расписанию, выбрать папки, которые необходимо сохранять, включить автоматическую синхронизацию файлов в случае их редактирования. Также предусмотрена возможность подключения облачного сервиса Dropbox.

Настройка резервного копирования через утилиту WD Backup

Для защиты конфиденциальных данных владелец WD My Passport может воспользоваться приложением WD Security — вся информация будет зашифрована, а доступ к диску станет возможен только при наличии пароля. Чтобы не вводить кодовую фразу каждый раз, можно присвоить компьютеру статус доверенного устройства — в этом случае разблокировка будет осуществляться автоматически при подключении.

Защита WD My Passport паролем

Помимо этого, мы добавили еще одну весьма интересную и полезную функцию Return-if-Found («Верните, если нашли»). За говорящим названием скрывается виртуальная визитка, которая будет высвечиваться на экране компьютера при каждом подключении. Здесь пользователь может указать свой телефон или электронную почту, благодаря чему в случае утери винчестера отыскавший его человек сможет связаться с хозяином, используя предоставленные контактные данные. И разумеется, все накопители серии поддерживают приложение WD Drive Utilities, с помощью которого можно узнать показатели S.M.A.R.T., оценив оставшийся рабочий ресурс устройства.

Обновленная линейка портативных жестких дисков My Passport понравится не только тем, кто ставит во главу угла удобство и функциональность, но и ценителям элегантных форм и оригинальных дизайнерских решений. Сочетая практичность и стильный облик, сбалансированные, всецело отвечающие современным реалиям девайсы придутся по вкусу самой взыскательной аудитории и способны стать отличным подарком на Новый год или Рождество.

Автор: Наталья Хлудова

История жестких дисков — EServer

В статье — о развитии жестких дисков. Читайте о том, как HDD стали уменьшаться в размерах, какие форматы пытались внедрять и почему из этого ничего не вышло.

Жесткие диски используются в компьютерах и ноутбуках, серверах. И хотя с появлением SSD их уже реже отводят под операционную систему, но когда речь идет о необходимости в больших объемах памяти, HDD приходят на помощь.

HDD: начало

Еще в 1953 году IBM озаботилась разработкой накопителя. И через четыре года выпустила первый коммерчески успешный IBM 350 Disk Storage Unit — огромный, весом почти в тонну HDD на 3,75 Мб. Позже, когда ПК стали компактнее, размеры накопителей уменьшились до привычных нам 3,5 и 2,5 дюйма.

Почему жесткий диск называют винчестером?

Все из-за ружья. Когда был выпущен IBM-3340, его внутреннее устройство представляло собой 2 пакета дисков по 30 Мб. Из-за этого рабочим названием модели стало «30-30». Как-то руководитель проекта К. Хотон назвал жесткий диск винчестером, что было созвучно с названием популярного охотничьего оружия Winchester Model 1894. В нем использовался патрон «30-30».

Жесткий диск WD Red 4 TB (WD40EFPX)

Нет в наличии

3969 грн

HDD для видеонаблюдения WD Purple Pro 10TB (WD101PURP)

В наличии

12105 грн

Жесткий диск WD Black 1TB (WD10SPSX)

В наличии

2409 грн

Жесткий диск WD Red 6TB (WD60EFAX)

В наличии

5751 грн

Жесткий диск WD Gold 4TB (WD4003FRYZ)

Под заказ

6488 грн

HDD в 1980 годах

Мобильные компьютеры, которые позже трансформировались в ноутбуки, обрели популярность как раз в конце 80х. Изначально в такие ПК устанавливали 3,5 дюймовые винчестеры, правда емкость у них была маленькой. Однако габариты самих компьютеров были по-прежнему большими.

Так, флагманская система 1986 года, Compaq Portable II, оснащалась 3,5″ HDD на 20 Мб. А сам компьютер весил почти 12 килограмм. А вот более легкие и компактные мобильные ПК, оснащенные аккумуляторами, жесткими дисками не оснащались: у них были только дисководы.

Первым «небольшим» мобильным ПК с HDD стал Compaq SLT/286, который весил уже 6,4 килограмма. Емкость жесткого диска в нем составляла 20 Мб, но предусматривалась возможность апгрейда до 40 Мб.

Всего три года спустя вышел портативный компьютер, который уже напоминал современные лэптопы. Он назывался Compaq LTE/286 и весил 3 кг, а толщина составляла 5 см. В нем был как дисковод классического формата 3,5 дюйма, так и 20-мегабайтный винчестер, только уже формата 2,5″.

2,5-дюймовые HDD стали ключевым фактором, который позволил уменьшить и вес, и размеры мобильных ПК, ведь такие накопители занимали на 30% меньше места.

Первый HDD 2,5″ выпустила фирма PrairieTek. Случилось это в 1988 году. Объем его составлял 20 Мб, а толщина — 25 мм. И спустя год диски в таком формате стали выпускать повсеместно.

Дисковый накопитель Dell 480GB SSD SATA RI 6Gbps AG Drive 2.5in Hot Plug

Нет в наличии

13905 грн

НЖМД HP EnterpriseE 2.5″ SAS 1.2TB 10k SC DS SFF hot-plug

В наличии

22113 грн

НЖМД Lenovo ThinkSystem 2.5″ 300GB 10K SAS 12Gb Hot Swap 512n HDD

Нет в наличии

4199 грн

НЖМД Lenovo ThinkSystem 2. 5″ 600GB 10K SAS 12Gb Hot Swap 512n HDD

Под заказ

8727 грн

Жесткий диск HP 2 TB (8VE04AA)

Под заказ

3812 грн

Жесткий диск Seagate SkyHawk 3 TB (ST3000VX015)

В наличии

3006 грн

SSD накопитель HP Z Turbo Drive 2 TB (2Y7W5AA)

В наличии

10229 грн

Жесткие диски в 1990 годах

В 1990 г. вышла еще пара моделей. Они были меньших размеров и большей емкости. Так, тогдашняя новинка Prairie 120 весила всего лишь 180 граммов, а ее толщина составляла 15,4 мм. Емкость же увеличилась на 1,4 Мб. Потреблял такой диск 1 Вт. Модель была оснащена инновационными головками, для которых было характерно переменное усилие прижима. Они не контактировали напрямую с поверхностью диска. Это исключало риск их поломки в случае некорректной парковки.

Вторая модель — Prairie 240 — отличалась большей толщиной и весом (25, 4 мм и 258 грамм соответственно), зато емкость его была в 2 раза больше — 42, 8 Мб. Энергопотребление же составляло 1,5 Вт. В 1991 году компания обанкротилась, а ее патенты купили другие фирмы.

В то время почти все компании предлагали HDD емкостью больше 20 Мб. Началась настоящая гонка: почти все производители стремились выпустить накопитель большего объема.

Интересно: в 90-е годы ХХ века отличилась фирма Toshiba. Компания разработала HDD с нуля, при этом ее накопитель использовал стеклянные пластины, а не алюминиевые, как PrairieTek.

Любопытно и то, что хотя 2,5 дюймовые диски уже прочно вошли в обиход, единого формата не было: соотношение ширины, толщины и высоты у разных моделей отличалось. Это не позволяло производителям мобильных компьютеров создавать универсальные слоты для HDD: компьютеры приходилось «затачивать» под конкретную модель накопителя.

Однако в 1990 году на форуме Sun Microsystems приняли решение создать комитет SFF Committee, который положил конец проблеме совместимости. И в 1993 году была одобрена спецификация SFF-8004. Благодаря ей накопители для ноутбуков стали выпускать в едином стандарте, что сделало их универсальными.

Емкость дисков стала увеличиваться. Так, в 1992 году вышел ноутбук от IBM, оснащенный HDD аж на 120 Мб, а через год компания анонсировала новую модель лэптопа с диском на 170 Мб. Правда, позже ее отозвали.

Помимо увеличения емкости, 1990-е годы отличились и попытками компаний внедрить новые форм-факторы. Так, в 1991 году компанией Integral Peripherals был представлен жесткий диск размером 1,8 дюйма. Стали появляться и другие накопители в этом форм-факторе. Они были предназначены для установки в компактные устройства вроде плееров и видеокамер.

А в 1992 году HP выпустила еще более компактный HDD, оснащенный IDE интерфейсом. Формат новинки составлял 1,3 дюйма. Интересно и то, что такие модели оснащались акселерометром, который служил для защиты от падения. Однако они не прижились, поскольку оказались слишком дорогими как для производителей ПК, так и консолей для игр.

1999 год ознаменовался появлением суперкомпактных винчестеров, чей формат составлял всего дюйм. Это была разработка IBM. Накопители устанавливали в слоты CompactFlash второго поколения. Емкость достигала 340 Мб.

Винчестеры в 2000 годы

Первый год XXI века ознаменовался выходом сверхемких HDD. Это были устройства 2-го поколения Microdrive на 512 Мб и 1000 Мб, скорость чтения и записи также увеличились.

Позже IBM продала свое подразделение Hitachi, поскольку выпустила ряд неудачных решений. И уже в 2003 году вышли HDD на два и четыре гигабайта, а через пару лет — и на 6 Гб. Тогда же, в 2005 году, компания Seagate анонсировала 9-гигабайтное устройство. На базе маленького HDD в однодюймовом форм-факторе выпустили внешние накопители с USB 2.0. Немногим позже компания представила и 12-гигабайтную модель. Она стала последней в линейке таких накопителей.

Интересно: на сверхкомпактные Microdrive, когда их только анонсировали, возлагалось немало надежд. Они выигрывали у Compact Flash и по емкости, и по сроку службы. Но в 2006 году объем памяти CF догнал Microdrive. И еще через 9 лет CF окончательно вытеснили дюймовые диски, поскольку стали выпускаться карты объемом 512 Мб.

В 2004 году был анонсирован самый компактный HDD форм-фактора 0,85″, емкость которого при этом составляла 2-4 Гб в зависимости от модели. Разработка принадлежала компании Toshiba. Новинка была предназначена для мобильных телефонов, тонких лэптопов, плееров. Однако надежды компании, которые она возлагала на выход новых iPod, не оправдались. Дело в том, что iPod Mini использовал 1-дюймовый HDD Hitachi на 4 Гб, а следующая модель получила ту же емкость, но уже использовала флеш-память.

Интересно: в 2009 году Seagate анонсировала супертонкие 7-миллиметровые HDD, а в 2013-м Western Digital выпустила еще более тонкие диски. Их толщина составляла 5 мм.

В 2011 году подразделение Hitachi купила Western Digital, а подразделение HDD Samsung приобрела Seagate. И осталось всего три производителя: WD, Seagete и Toshiba. Позже, количество компаний, которые предлагают свежие решения, выросло. Это связано с распространением внешних HDD, появлением твердотельных дисков и их развитием. И, конечно же, выросла емкость накопителей. Сейчас производители предлагают решения объемом до 18 Тб и постоянно улучшают модели, самые свежие из которых всегда можно приобрести у нас.

• Серверная и обычная ОЗУ: в чем же различия? – EServer
• NAS-хранилище — специфика и 4 критерия выбора – EServer
• Разница между серверными и обычными процессорами – EServer
• Как не допустить 5 самых распространенных ошибок при выборе сервера? – EServer
• Достоинства и недостатки серверов: Dell, HP, Supermicro и Fujitsu – EServer
• Чем блок питания для дата-центров отличается от обычного? Как выбрать хороший БП для сервера? – EServer
• Идеальный источник питания стандарта ATX PS2 для серверов, рабочих станций и других систем автоматизации – EServer

История жестких дисков и систем резервного копирования

Жесткие диски, также известные как жесткие диски (HDD), были технологией, придуманной IBM, и они доминировали на рынке почти 30 лет.

В 1953 году они обнаружили потребность в этом типе технологии, и первый жесткий диск был изобретен, а затем запатентован в 1956 году. Первая модель была произведена в лаборатории IBM в Сан-Хосе, Калифорния.

С тех пор технология жестких дисков изменилась, чтобы соответствовать коммерческим потребностям, и они также стали намного проще в использовании.

Внешние жесткие диски, которые когда-то были размером с холодильник, теперь имеют длину всего несколько дюймов и могут хранить несколько гигабайт, а теперь и терабайт данных.

Внешние жесткие диски — отличный способ резервного копирования, защиты и переноса важных бизнес-файлов. Они могут быть одним из лучших аппаратных решений для хранения больших объемов данных и обеспечения надежного плана аварийного восстановления.

Хотя внешний жесткий диск со временем может быть заменен облачным хранилищем и резервным копированием, переносные жесткие диски (и технология жестких дисков в целом) определенно изменились с 1953.

Первый внешний жесткий диск

Первые жесткие диски IBM считались внешними устройствами, поскольку они не работали внутри компьютерных блоков. Инженер IBM Рейнольд Б. Джонсон — человек, который придумал внешний жесткий диск. Первый внешний жесткий диск Джонсона, IBM 350 Disk File, поддерживал компьютерную систему IBM 305 RAMAC.

Эта система жестких дисков была представлена ​​13 сентября 1956 года. Эти жесткие диски представляли собой огромные устройства, которые содержали несколько «пластин» внутри для хранения данных. Жесткие диски хранились в помещениях с контролируемой вентиляцией и располагались бок о бок. Они дополнили решения для хранения данных на магнитных лентах для своих серверов.

Жесткие диски в 80-х и 90-х годах

Apple впервые представила концепцию персонального компьютера в 1980-х годах, и Microsoft быстро последовала ее примеру. Эти компьютеры обычно содержали внутренние жесткие диски или сложное воплощение внешнего жесткого диска.

Эти системы имели ограниченный объем хранилища, который они позволяли, и считались неудобными для пользователя. В 1983 году Apple представила внешний жесткий диск ProFile. Это раннее представление известных сегодня внешних флэш-накопителей и жестких дисков, подключаемых к задней панели устройств Apple.

Творение Apple не взлетело, и компьютерные компании перешли на внутренний интерфейс жесткого диска. Эта технология была основной технологией жестких дисков, использовавшейся на протяжении оставшихся 1980-х и начала 1990-х годов.

Внутренние жесткие диски позже были переработаны для увеличения объема памяти. Если пользователю требовалось больше места, он или она просто заменяли внутренний диск своего компьютера на тот, на котором хранилось больше данных. Только в 1994 году внешний жесткий диск снова занял центральное место.

С 1994 г. по настоящее время

Первоначальная концепция внешнего жесткого диска Рейнольдса Б. Джонсона приобрела новую форму в компьютерной индустрии в 1994 г. Технология универсальной последовательной шины или USB была представлена ​​в 1994 г. семью технологическими гигантами. Технологическими компаниями, стоящими за технологией USB, были: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Nortel. Эти компании совместно изобрели технологию внешних жестких дисков, которую мы понимаем сегодня, и внешние жесткие диски бывают двух основных форм.

Внешние накопители Thumb/USB Flash

Внешние жесткие диски Thumb или USB Flash подключаются к USB-порту компьютера. Эти устройства хранения данных на жестких дисках имеют длину всего в несколько дюймов, и человек, который на самом деле придумал эту идею, вызывает споры.

Утверждается, что флэш-накопитель USB был детищем Амира Бана, Дова Морана и Орона Огдана из израильской компании M-Systems; однако их патент от апреля 1999 г. требует кабельного соединения. 19 сентября инженер IBM Шимон Шмуэли запатентовал USB-накопитель без кабеля.99.

Генеральный директор Phison Electronics Corporation Пуа Кхейн-Сенг также утверждает, что изобрел первый в мире USB-накопитель, поэтому вопрос о том, кто придумал этот внешний жесткий диск, остается предметом дискуссий.

Меньшие внешние жесткие диски уже здесь

Портативный внешний жесткий диск — это еще одна форма внешнего жесткого диска, ставшая популярной в 21 ^м  веке.

Этот жесткий диск намного меньше оригинального жесткого диска Reynold и соответствует размеру внутреннего жесткого диска настольного компьютера.

Эти диски имеют прямоугольную форму и размеры примерно 1 дюйм на 3–4 дюйма на 4–5 дюймов, хотя размеры различаются, и технологические компании работают над их уменьшением.

Эти накопители также подключаются к USB-порту компьютера и производятся несколькими технологическими компаниями, включая HP, Seagate и Toshiba.

Ищете портативное решение для резервного копирования? Запись Наций может помочь!

Несмотря на то, что они меньше и проще в использовании, чем когда-либо, не стоит полагаться на внешний жесткий диск в качестве единственного решения для резервного копирования. Независимо от того, ищете ли вы решение для резервного копирования в облаке или лучший способ хранения документов вне офиса, Record Nations может помочь вам найти подходящую услугу для ваших нужд.

Record Nations сотрудничает с командой профессионалов, которые предоставляют надежные онлайн-решения для резервного копирования данных для вашего бизнеса.

Помимо онлайн-сервисов резервного копирования, мы можем помочь вам преобразовать бумажные документы в цифровые копии путем сканирования документов для вас. Наши облачные сервисы хранения данных обеспечат безопасность и легкий доступ к вашим записям.

Узнайте, как наши решения для резервного копирования данных могут помочь вам — свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатное предложение сегодня! Чтобы начать работу, заполните форму справа или позвоните нашим специалистам по телефону (866) 385-3706 9.0070 . Наша команда поможет вам найти правильное решение для резервного копирования для вашего бизнеса.

Жесткий диск: все, что вам нужно знать

5 фактов о жестком диске 

• Жесткий диск содержит множество веществ.
• Жесткий диск обычно имеет ограниченное пространство.
• Самый маленький в мире жесткий диск был изобретен в 2016 году голландскими учеными.
• Жесткие диски негерметичны.
• Жесткие диски можно легко защитить паролем.

История жесткого диска

Жесткие диски, иначе называемые жесткими дисками или дисководами, представляют собой магнитные диски, используемые для хранения и извлечения компьютерных данных.

Жесткий диск был впервые произведен IBM в 1956 году и поставлен как компонент системы IBM 305 Random Access Memory Accounting (RAMAC) в 1957 году. Первоначально созданный как 35-дисковое запоминающее устройство, жесткие диски состояли из памяти на магнитных дисках. блок с механизмом доступа, электронное и пневматическое управление механизмом доступа и небольшой воздушный компрессор.

Краткая информация

Создан

1956

Создатель

Рейнольд Б. Джонсон, IBM

Исходное использование

Вторичное запоминающее устройство для многоцелевых компьютеров 901 00

Стоимость

$10,000

В сборе с чехлами было 150см длина, высота 170 см, глубина 72 см. Он был сконфигурирован с 50 24-дюймовыми магнитными дисками, содержащими 50000 секторов, каждый из которых содержал 100 буквенно-цифровых символов, общей емкостью 5 миллионов символов.

Диски вращались со скоростью 1200 об/мин, дорожки (20 на дюйм) записывались со скоростью до 100 бит на дюйм. Выполнение инструкции «поиск» позиционирует головку чтения-записи на дорожку, содержащую нужный сектор, и выбирает сектор для последующей операции чтения или записи. Время поиска в среднем составляло около 600 миллисекунд. Первоначально IBM продавала свои первые произведенные жесткие диски по цене 10 000 долларов за мегабайт.

В течение следующих нескольких лет, по мере развития внешней и внутренней памяти, HDD станут следующим новым, более адаптируемым решением и заменят многие из более ранних революционных технологий хранения.

В течение первых нескольких десятилетий разработки жестких дисков IBM была ведущим новатором: в 1961 году она изобрела головки для дисководов, которые «летают» на воздушной подушке или на «воздушных подшипниках». В 1963 году компания выпустила первый съемный жесткий диск 1311 с шестью 14-дюймовыми пластинами и емкостью 2,6 МБ. В 1966 году компания представила первый привод, использующий ферритовую записывающую головку с намотанной катушкой. В 1973 году IBM представила 3340 или Winchester Direct Access Storage Facility. Меньший и легкий 3340 стал следующим естественным эволюционным шагом в области хранения данных на жестких дисках.

IBM 3340 Winchester Direct Access Storage Facility (© IBM)

Фактически, IBM также продолжала уменьшать размер дисков и пластин. В 1979 году IBM 3370 использовала семь 14-дюймовых пластин для хранения 571 МБ, это был первый диск с тонкопленочными головками. В том же 1979 году был представлен IBM Piccolo, который использует шесть 8-дюймовых пластин для хранения 64 МБ.

Жесткий диск: принцип работы

Как упоминалось ранее, жесткие диски хранят и извлекают компьютерные данные с помощью магнитных накопителей. В настоящее время почти все компьютеры и серверы содержат один или несколько жестких дисков благодаря способности этих дисков хранить цифровые данные относительно постоянно, что позволяет вашим компьютерам запоминать информацию даже после отключения питания.

Чтобы понять, как работают жесткие диски, давайте внимательно рассмотрим конструкцию типичного жесткого диска ниже. узоры. Пластины укладываются друг на друга и устанавливаются на шпиндель. Приводимые в движение уникальным двигателем, соединенным со шпинделем, пластины вращаются с очень высокой скоростью (до 15000 оборотов в минуту).

Электромагнитные головки чтения/записи используются для записи или чтения информации с дискового диска. Головка чтения/записи установлена ​​на рычаге, положение которого контролируется исполнительным механизмом. Плата логики управляет работой дисков и обменивается данными с подключенной компьютерной системой.

Жесткие диски хранят данные в двоичном коде, используя 0 и 1. Для хранения какой-либо информации диск (диски) распределяют эту информацию по своему магнитному слою и записывают или считывают считывающие головки, плавающие над поверхностью с помощью воздушного слоя, создаваемого сверхбыстрым вращением диска.

Контроллер диска интерпретирует данные для чтения или отправки на жесткий диск, сообщая жесткому диску, что и как делать.

Жесткий диск: историческое значение

Как упоминалось ранее, IBM представила первые коммерческие жесткие диски в 1956, и с момента своего появления он служил основным внешним запоминающим устройством для многоцелевых компьютеров, особенно в начале 60-х.

Первоначальный размер жесткого диска был эквивалентен размеру двух (2) холодильников. Однако, несмотря на свой размер, он мог хранить только 5 МБ данных. Со временем IBM продолжала уменьшать размер дисков и пластин. Например, в 1979 году IBM 3370 использовал семь 14-дюймовых пластин для хранения 571 МБ, это был первый накопитель с тонкопленочными головками. В том же 1979, IBM представила Piccolo, который использует шесть 8-дюймовых пластин для хранения 64 МБ.

В 1980 году новая и неизвестная компания совершила небольшую революцию в производстве жестких дисков. Раньше купить жесткий диск могли позволить себе только крупные и хорошо финансируемые компании, но теперь это стало возможным и для более широкой публики.

Алан Шугарт и Финис Коннер основали Seagate Technology в 1979 году под названием «Shugart Technology». Их первым продуктом, выпущенным в 1980 году, был ST-506. Это был первый жесткий диск, соответствующий 5,25-дюймовому форм-фактору «мини-дисковода» Shugart. ST506 содержал всего 5 МБ данных и стоил 1500 долларов; тем не менее, он стал хитом и позже был выпущен в 10-мегабайтной версии ST-412.

ST-506, первый продукт Seagate Technology

В 1983 году компания Rodime выпустила первый в мире 3,5-дюймовый жесткий диск. Инженеры компании использовали форм-фактор 3,5-дюймовых дисководов для гибких дисков; жесткий диск состоит из двух пластин и хранит 10 МБ.

В 1998 году IBM анонсировала свой Microdrive, самый маленький на сегодняшний день жесткий диск, предназначенный для установки в слот CompactFlash (CF) Type II. Он был запущен в двух модификациях — 170 МБ и 340 МБ.

В 2007 году более 90% всей новой информации, произведенной в мире, хранилось на магнитных носителях, большая часть на жестких дисках. По сравнению с исходной емкостью 5 МБ типичная емкость жесткого диска теперь достигает нескольких терабайт.

Кроме того, вместо 24-дюймовых пластин первого жесткого диска теперь можно купить жесткий диск с 0,8-дюймовыми пластинами. Точно так же резко возросло соотношение цены и качества: с 2000 долларов США за мегабайт во время первоначального выпуска до примерно 0,0004 долларов США за мегабайт в 2007 году. – Полная биография, история и изобретения

Александр Рехницер – Полная биография, история и изобретения

Объяснение жесткого диска — все, что вам нужно знать Часто задаваемые вопросы (часто задаваемые вопросы) 

Что такое жесткий диск?

Жесткие диски представляют собой жесткие магнитные диски, используемые компьютерами для хранения цифровой информации. Жесткие диски — это несъемные энергонезависимые устройства, которые хранят и извлекают данные в цифровых устройствах, таких как настольные компьютеры.

Для чего используются жесткие диски?

Жесткие диски используются для хранения и извлечения данных.