0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Эволюция жёстких дисков в ближайшие годы: беседа с Марком Ри из Seagate

Пресс-конференция Toshiba: настоящее и ближайшее будущее накопителей на жестких магнитных дисках

Сказав, что рынок накопителей на жестких магнитных дисках (или, проще говоря, винчестеров), которые верой и правдой служили нам несколько десятилетий, переживает в настоящее время не самые простые времена, мы вряд ли откроем постоянным читателям что-то новое. Об этом мы говорили уже не раз — в нечастых, но регулярных обзорах новых продуктов. А ведь новые продукты продолжают появляться — несмотря на не менее регулярные заявления аналитиков, отмечающих снижение поставок с самого 2011 года. То есть можно утверждать, что все это десятилетие пройдет под данным знаком — вряд ли что-то изменится в оставшуюся пару лет. Да и дальше тоже.

Но, тем не менее, объем рынка до сих пор таков, что есть у него запас прочности и на следующее десятилетие — лишь недавно ежеквартальные поставки винчестеров опустились ниже 100 миллионов штук, так что до нуля еще очень далеко. Причем как таковое снижение на рынке идет неравномерно: просто некоторые сегменты рынка действительно падают быстро под натиском твердотельных накопителей или (что еще сложнее как-то предотвратить) общего снижения продаж компьютеров отдельных классов — а какие-то и растут, поскольку и спрос на них только растет. И новинки, соответственно, в первую очередь появляются на таких направлениях, причем практически синхронно у всех троих оставшихся производителей винчестеров (если, конечно, считать таковыми тех производителей, которые в числе прочих накопителей занимаются и «магнитной механикой»). В чем тоже ничего удивительного: во-первых, одинаковое целевое назначение продуктов диктует схожие подходы к их разработке, а во-вторых. Производителей потому трое и осталось, что сейчас это не тот рынок, где можно просто взять и всех победить: нужно иметь серьезный опыт работы и эволюционными методами улучшать ее результаты.

И это действительно нужно делать — поскольку пока в некоторых случаях альтернатив просто нет. Во всяком случае, в этом уверена Toshiba — хоть она же по совместительству является и производителем флэш-памяти, активно снабжающим ей массу производителей SSD. Так что отступать вроде бы есть куда — но смысла в этом компания не видит 🙂 А почему так, было рассказано в рамках презентации нового (опять же) продукта — жестких дисков MG08, первыми достигших емкости в 16 ТБ (формальное объявление семейства было еще в январе этого года, о чем мы тогда и писали, а сейчас накопители доступны практически всем желающим). Но речь на пресс-конференции шла не только о них.

Поскольку, если так вкратце посмотреть на ассортимент Toshiba, то принципиальных отличий от «времен роста» мы на первый взгляд особо не увидим.

Есть, например, внешние винчестеры — которые 20 лет назад были чем-то волнующим и экзотическим (но не слишком удобным — с учетом скоростей тогдашних внешних интерфейсов), а теперь лежат в каждом магазине бытовой электроники и особого пиетета не вызывают.

А есть еще более банальные внутренние модели винчестеров — с которыми вообще все знакомы с давних пор. И единственное, что этому направлению дал технический прогресс — более четкое позиционирование по сферам применения. Впрочем, когда NAS уже были, а «специальных» дисков для них еще не было, все спокойно использовали «обычные компьютерные». А «специальные» появились уже явочным порядком — когда NAS стало много и появился стимул заставить покупателя обратить внимание на какие-то линейки. И так во всех сегментах. Не везде, правда, это работало: ноутбучные винчестеры, как видим, так и остались просто ноутбучными — и вообще не эволюционируют (но об этом чуть позже).

А вот диски «для предприятий», вообще говоря, сильно изменились. И с точки зрения любителей ТТХ — не в лучшую сторону (в определенной степени). Поскольку когда-то казалось, что основными трендами тут будут не только увеличение плотности (и емкости, соответственно) пластин, но и постоянное увеличение скорости их вращения, что благотворно сказывается на производительности. А также — прилагающееся к этому освоение новых интерфейсов, более быстрых и «заточенных» под потребности сегмента высокой производительности. На практике же этот тренд сошел на нет давно. Поставки дисков на 10К/15К все еще продолжаются, но и Toshiba, и другие производители дальнейшей разработкой подобных моделей уже не занимаются — основным драйвером корпоративного сегмента стали nearline-винчестеры. А вот они уже некоторыми техническими параметрами напоминают «обычные бытовые» модели. Действительно: 3,5″, 7200 об/мин, SATA-интерфейс. Никаких отличий. Но это объясняется очень просто.

Так уж получается, что объем хранимых и обрабатываемых данных в современном мире постоянно растет — и по мнению многих аналитиков, продолжит расти по экспоненте. А в таких условиях расти «в емкостях» придется всем технологиям хранения данных. Кроме, разве что, оптики — но с ней все понятно: после перехода к цифровой дистрибуции продажи «штамповки» начали «осыпаться» куда более быстрыми темпами, чем у винчестеров, а библиотеки на записываемых оптических дисках слишком уж специфичны, чтоб стать массовым решением. Самый бурный рост, естественно, продемонстрируют твердотельные накопители (где через пять лет одних лишь устройств на отличных от NAND-флэш типов памяти будет продаваться больше, чем пять лет назад любых SSD), но одни они с увеличением потребностей рынка просто не справятся. Поэтому SSD продолжат в первую очередь использоваться в областях, где нужны высокие скорости. А «холодные» данные можно складывать и на более дешевые устройства — которыми по-прежнему будут оставаться винчестеры. Так что этому сегменту тоже, конечно, придется расти. Причем обратим внимание — именно не в «штуках» и не в «долларах», а в «гигабайтах».

Объективный процесс, который со «штуками» и «долларами» тоже связан — через распределение их по областям. К примеру, три года назад безусловным лидером в «долларах» были ноутбучные винчестеры — их нужно было много, а стоили они не дешево (особенно в относительном исчислении). Сейчас доля винчестеров в ноутбуках схлопывается — и через пару лет от них останется лишь 40% былой роскоши. Естественно, это сокращает и весь рынок в денежном исчислении. Но зато на первое место начинают выходить nearline-модели, которые вместо своих скромных 23% выручки начнут генерировать более половины.

При этом вклад ноутбучных моделей в емкостное измерение рынка всегда был скромным. Соответственно, их «уход» (в первую очередь из маржинального сегмента — модели на 1-2 ТБ в бюджетном еще поживут) не сильно-то и мешает. «Настольные» модели в целом тоже сокращаются за счет устройств низкой емкости, так что по рынку в «гигабайтах» их уменьшение не бьет. А с nearline-винчестерами все понятно: там о низких емкостях и ранее заикаться не приходилось. В итоге общее падение рынка в «штуках» или «долларах» вовсе не означает его уменьшения в «гигабайтах». Какие-то сегменты, впрочем, будут скукоживаться и в них, а какие-то — расти даже быстрее рынка. Точнее, какой-то — понятно, какой.

Поэтому и все новинки появляются в нем, а позднее — «переползают» в совместимые. Так было с предыдущими моделями семейства MG — так будет и с MG08. Но пока на этой платформе есть одна модель и именно для корпоративного сегмента. На данный момент максимальной емкости из всех. В принципе, за прошедшее с момента анонса время подобное появилось и у других производителей, но первой 16 ТБ освоила Toshiba, благо первой начала использовать дизайн с девятью пластинами. В итоге и 14 ГБ без SMR тоже освоила в свое время первой (в MG07), причем в отличие от Seagate и Western Digital на том этапе компании не пришлось использовать даже технологию двухмерной магнитной записи (TDMR) — но в MG08 для взятия новой вершины она потребовалась. И емкость каждой пластины теперь доведена до 1,78 ТБ — против 1,5 ТБ в дисках на 14 ТБ.

В остальном же типичные для данного сегмента характеристики. Скорость вращения — 7200 об/мин, 512 МБ кэш-памяти, заполнение «банки» гелием (и датчик его количества). Скорости чтения и записи на внешних дорожках «подросли» уже до 262 МБ/с (против 248 МБ/с предыдущей модели), время поиска осталось на уровне 8-9 мс — равно как и энергопотребление осталось на уровне 4-8 Вт (в зависимости от нагрузки). Последнее тоже немаловажно — поскольку требуется хранение все большего количества данных, осуществлять это можно простой заменой «старых» винчестеров на более емкие, не затрагивая остальную инфраструктуру.

В принципе, новые пластины и головки оказались настолько удачными, что компания запланировала их внедрение даже в модели низкой емкости, где продолжали использоваться старые платформы MG04 и MG05. Это приходится подчеркивать особо — как мы уже неоднократно упоминали, в настоящее время все новые технологии внедряются преимущественно в топовые продукты, поскольку младшие модели дешевле выпускать на «древних». А двадцать лет назад само собой разумелось, что освоение более «плотных» пластин делает выпуск менее «плотных» невыгодным — поэтому интенсивно развивались все сегменты рынка жестких дисков. Как видим, сейчас это, в основном, не так — но иногда имеет смысл возвращаться к привычным практикам.

Но в первую очередь, естественно, интересно не это, а штурм новых вершин — что требует и освоения новых технологий. Как видим, запас прочности «традиционного» PMR уже исчерпан — независимо от «присадок». Девять пластин и гелий позволили Toshiba «взять» 14 ТБ, для получения в одном устройстве 16 ТБ потребовались TDMR-головки, а дальше. Всё. У конкурентов, кстати, также — Seagate, например TDMR внедрил уже на отметке 14 ТБ, но при восьми пластинах, так что в 16 ТБ пришлось тоже использовать девять: в итоге Toshiba MG08 и Seagate Exos X16 технологически очень схожи. Чтобы выйти на 18 ТБ придется либо использовать технологию «черепичной записи» (что устраивает далеко не всех клиентов), либо. в корне менять подход.

В общем-то, «наследники» перпендикулярной записи определены уже давно и тестируются в лабораториях. Наиболее вероятных варианта два — либо микроволновая запись (MAMR), либо нагрев поверхности при помощи лазера для снижения сопротивления намагниченности (HAMR).

На данный момент Toshiba делает ставку на MAMR, причем обосновывает свое решение очень просто — внедрение данной технологии не слишком затрагивает сложившуюся инфраструктуру производства. HAMR теоретически более перспективна — но слишком много вопросов придется решать заново. В частности, потребуется менять и сами пластины, причем постоянное чередование циклов их нагрева и охлаждения заставляет задуматься об их надежности в течение длительного промежутка времени.

Читать еще:  GreedFall — который раз в ту же реку

Впрочем, специалисты компании подчеркивают, что тема HAMR для компании не закрыта: просто первой в рабочие продукты будет внедрена MAMR, а дальше — по обстоятельствам. В любом случае, как видим, Toshiba смотрит в ближайшее будущее магнитных технологий с оптимизмом. Несмотря на то, что винчестеры перестали быть основным и единственным типом «компьютерных» накопителей, спрос на емкие и относительно недорогие носители данных не просто сохраняется, но и растет. А значит, увидим мы еще и новые технологии — и реализующие их продукты.

Эволюция носителей информации. Часть 2: жесткие диски, твердотельные накопители и Blu-ray

Оглавление

Жесткий диск

Вторая часть нашего материала начинается с рассказа о жестких дисках. Удивительно, но первый такой девайс был представлен аж в 1956 году — на 15 лет раньше дискеты! Первооткрывателем стала модель IBM 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Она состояла из пятидесяти алюминиевых пластин диаметром 61 см (24 дюйма) каждый. Весила такая система почти тонну, а по своим размерам она походила на огромный холодильник. Емкость устройства составляла целых 5 Мбайт — на тот момент это было большое достижение. Принцип работы первого жесткого диска основывался на магнетизме и почти ничем не отличался от функционирования магнитной ленты. Обе стороны каждой пластины были покрыты металлическим напылением (ферромагнетиком). Записывалась и считывалась информация с пластин с помощью головки, которая двигалась по поверхности диска. Запись данных производилась путем намагничивания многочисленных областей (доменов) на пластине, а считывание — посредством фиксирования остаточного магнитного поля. Словом, ничего особенного.

Эта огромная штука и есть IBM 305 RAMAC

Главным преимуществом жесткого диска IBM была его скорость работы. Высокой производительности удалось достичь благодаря тому, что головка свободно перемещалась по поверхности диска. Извлечь данные можно было всего лишь за 600 миллисекунд. Средняя скорость передачи информации составляла 9 байт/с.

В движущейся головке крылся и основной недостаток системы — ее ненадежность. Из-за того, что она соприкасалась с поверхностью диска, обе детали сильно нагревались. А пластины вдобавок еще и изнашивались. Стоимость IBM 305 RAMAC тоже не была сильной стороной устройства: цена одного мегабайта на жестком диске составляла 10 тысяч долларов! Но даже несмотря на это, IBM удалось продать около 1000 таких жестких дисков. Производство IBM 305 RAMAC было прекращено в 1961 году.

Проблема соприкасания движущейся головки и дисков была решена в 1961 году, когда IBM представила технологию air bearing. Благодаря ей между головкой и поверхностью диска появилась воздушная прослойка толщиной примерно 0,5 мкм. Эти элементы жесткого диска больше не соприкасались между собой. Надежность и долговечность устройства значительно повысилась. Впервые air bearing была применена в жестком диске IBM 1301, который был представлен в том же 1961 году. Помимо этой технологии, IBM 1301 мог похвастаться наличием отдельной головки для каждой поверхности. Это позволило более чем в 3 раза повысить производительность хранилища: время доступа у IBM 1301 составляло 180 миллисекунд. Жесткий диск мог хранить до 28 Мбайт информации — это почти в шесть раз больше, чем IBM 305 RAMAC.

Жесткий диск IBM 1301 — быстрее и объемнее своего предшественника

IBM продолжала в одиночку развивать технологии жестких дисков. После IBM 1301 последовал выпуск устройства IBM 1311 — первого девайса со съемными дисками. Сама система состояла из шести 14-дюймовых пластин, общая емкость которых составляла 2,6 Мбайт. Модель оказалась настолько успешной, что IBM не снимала ее с конвейера вплоть до 1975 года.

Модель IBM 1311 отличалась съемными дисками

Однако самым настоящим прародителем современных жестких дисков стал девайс IBM 3340, появившийся в 1973 году. До этого в течение нескольких лет инженеры IBM доводили до ума уже существующие технологии. К примеру, был создан микрочип, который управлял вращением дисков и перемещением головки. Кроме этого, улучшилась система, отвечающая за позиционирование головки. Все эти наработки применялись в IBM 3340. Вдобавок ко всему, головки стали более легкими и аэродинамичными, а сами диски помещались в герметичный корпус. Жесткий диск обладал двумя пластинами, одна из которых была закреплена внутри, а вторая была съемной. Емкость каждой из них составляла 30 Мбайт. Из-за этого IBM 3340 часто приписывали суффикс «30-30», который напоминал всем о винтовке Winchester 30/30. Собственно, именно по этой причине в простонародье IBM 3340 называли винчестером. А затем такое название прочно закрепилось и за другими жесткими дисками. Стоимость IBM составляла внушительные 88 тысяч долларов.

Винчестер IBM 3340 — прародитель современных жестких дисков

Гигабайтный рубеж жестким дискам удалось преодолеть к 1980 году, когда IBM выпустила модель с индексом 3380. Ее емкость равнялась 2,52 Гбайт, а скорость передачи данных достигала 3 Мбайт/с. Однако всё это были промышленные девайсы. Как же обстояли дела с жесткими дисками для домашних компьютеров?

Стоит сразу отметить, что довольно долгое время компьютеры комплектовались только дисководом, иногда — двумя. О жестких дисках в домашних системах не могло быть и речи. Первым винчестером для PC стал Seagate ST-506, выполненный в 5,25-дюймовом форм-факторе и выпущенный в 1980 году. Объем устройства составлял 5 Мбайт. Приобрести его можно было за полторы тысячи долларов. Тем не менее первым винчестером, которым стали комплектоваться IBM PC/XT, стала следующая модель Seagate — ST-412.

Seagate ST-506 — взгляд изнутри

Переход на 3,5-дюймовые устройства состоялся спустя три года. Тогда небольшая шотландская компания Rodime выпустила устройство с названием RO351.

Ну а в 1988 году компания Toshiba представила один из первых 2,5-дюймовых жестких дисков. Разработка японского производителя позволила значительно уменьшить размер выпускаемых ноутбуков. Винчестер носил название Tanba-1 и комплектовался 63 Мбайт памяти. Нужно заметить, что Toshiba не стали первооткрывателями сегмента компактных жестких дисков: дебютный 2,5-дюймовый девайс был выпущен еще в 1988 году американской компанией PrairieTek.

Toshiba Tanba-1 — один из первых 2,5-дюймовых жестких дисков

Жесткие диски стремительно развивались. В середине 90-х годов IBM предложила еще две технологии, которые позволили поднять плотность записи. Во-первых, это магнитные головки на гигантском магниторезистивном эффекте. Эта технология обеспечила повышение плотности записи до 2,7 Гбит на квадратный дюйм. Во-вторых, новый способ форматирования магнитных пластин No-ID sector format, который поднял величину плотности еще на 10%.

Кроме этого, постепенно увеличивалась скорость вращения шпинделя. На первых порах стандартной была частота 5400 оборотов в минуту, затем состоялся переход на 7200 об/мин. Периодически производители выпускали устройства с более высоким показателем этой характеристики. Например, в 1999 году Seagate представила винчестеры серии Cheetah, отличительной особенностью которых стала скорость вращения шпинделя, равная 15 000 оборотов в минуту. Объем такого жесткого диска составлял 36 Гбайт. А в 2003 году Western Digital показала миру серию устройств Raptor со скоростью вращения шпинделя 10 000 оборотов в минуту. Изначально винчестер разрабатывался для серверного сегмента, но впоследствии прочно занял место в игровых компьютерах.

Винчестер Western Digital Raptor

В конце 2005 года был освоен метод перпендикулярной записи — до этого момента все жесткие диски работали по методу параллельной записи. Разница между этими технологиями заключается в следующем. При параллельной записи магнитные частицы располагаются так, что вектор магнитной направленности проходит параллельно плоскости диска. Преимуществом такой записи является ее простота. Однако у нее есть и один недостаток: из-за того, что сила взаимодействия между доменами (минимальными ячейками информации) очень высока, между ними требуется наличие большой буферной зоны — как раз для снижения этих сил взаимодействия. Как вы догадываетесь, в случае с методом перпендикулярной записи вектор магнитной направленности частиц располагается перпендикулярно поверхности диска, что позволяет значительно уменьшить буферную зону, а значит и увеличить плотность записи.

Иллюстрация отличий методов параллельной и перпендикулярной записи

Во многом благодаря новой технологии в 2007 году индустрии жестких дисков удалось преодолеть терабайтный рубеж: увидел свет винчестер Hitachi The Deskstar 7K1000 объемом 1 Тбайт.

Несмотря на «угрозу» со стороны твердотельных накопителей, винчестеры отнюдь не собираются сдаваться. Технологии продолжают совершенствоваться. Например, в прошлом году подразделением компании Western Digital — HGST — был выпущен первый образец жесткого диска, внутри которого использовался гелий вместо воздуха. Как вы знаете, гелий легче воздуха. Благодаря этой особенности внутри HDD снижаются трение и вибрации между дисками и головкой. Словом, создается почти идеальная среда движущихся с высокой скоростью компонентов. Это позволяет повысить надежность и быстродействие устройства. В конце 2013 года Western Digital представила первые серийные жесткие диски под названием Ultrastar He6, наполненные гелием. Их объем составляет 6 Тбайт.

При использовании гелия диски можно располагать ближе друг к другу

А в сентябре 2014 года в продаже появились винчестеры Ultrastar He10 — первые у мире 10-терабайтные устройства. Кстати, эти жесткие диски используют разработанную Seagate технологию с перекрытием дорожек SMR (shingled magnetic recording), которая пришла на смену методу перпендикулярной записи. В отличие от перпендикулярного принципа, где дорожки информации проходят бок о бок, в SMR дорожки перекрывают друг друга, образуя что-то наподобие черепичной крыши. Такой подход позволил увеличить плотность записи на 25%.

В ближайшем будущем крупные компании планируют наладить производство жестких дисков по технологии термоассистируемой магнитной записи HAMR (Heat-assisted magnetic recording), которая сочетает в себе магнитное чтение и магнитооптическую запись. Суть технологии заключается в том, что запись информации в домен осуществляется путем нагревания определенной части диска с помощью лазера. Это позволит намного увеличить плотность записи. По прогнозам компаний Hitachi и Seagate емкость традиционных 3,5-дюймовых жестких дисков может увеличиться до 50 Тбайт. Однако первостепенной задачей для Seagate является создание 20-терабайтного HAMR-устройства к 2020 году.

HD DVD и Blu-ray

Выпуск двухсторонних двухслойных DVD и спекуляции на тему дальнейшего наращивания количества слоев у DVD-дисков ясно дали понять, что даже 18-гигабайтная емкость в самом ближайшем будущем перестанет удовлетворять запросам пользователей. Потенциал формата DVD был полностью реализован, поэтому началась разработка абсолютно новых стандартов. Производители в очередной раз не смогли договориться о спецификациях, поэтому в 2002 году были представлены сразу два формата-сменщика DVD: Blu-ray и HD DVD. Стандарт Blu-ray был разработан консорциумом Blu-ray Disc Association, в который входили Sony, Panasonic, LG, Hitachi, Samsung и многие другие компании. Что касается HD DVD, то в число его разработчиков вошли японские компании NEC, Toshiba и Sanyo. Обе технологии используют сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Это позволило вновь уменьшить минимальный размер ячейки памяти, а, следовательно, и увеличить плотность записи. Тем не менее объемы у Blu-ray и HD DVD дисков были разные. Однослойная болванка Blu-ray могла вместить до 25 Гбайт информации, а двухслойная в два раза больше. Показатели у HD DVD были несколько скромнее: однослойная модификация имела объем 15 Гбайт, двухслойная — 30 Гбайт.

Читать еще:  8600GTS-SLI против 8800GTS – кто "в поле воин"?

История жестких дисков — от первого HDD до SSD

Опубликовано nemo в 10.01.2020 10.01.2020


Первый жесткий диск это продукт, который разработала компания IBM в 1956 году, и вошел он в историю как начало компьютерной индустрии.

Дисковод IBM 350 состоял из 50 пластин диаметром 24 дюйма — все имело невероятную емкость 5 МБ

Вы знали, что первый жесткий диск был медленный, весил тонну и имел 5 МБ? Сегодня в его огромном корпусе, можно было бы уместить тысячи современных накопителей HDD или SSD. В данной статье подведены итоги почти шести десятилетий истории жестких дисков. Так что удобно устраивайтесь в креслах и пересмотрите какая была история развития жесткого диска.

В самом начале стоит упомянуть, что жесткий диск, история создания которого начинается с XIX века, когда были запатентованы первые перфокарты. Однако это решение не было совершенным, и до начала Второй мировой войны было заменено на барабан памяти.

IBM 350 оказался настоящим прорывом в области хранения данных из которого и началась история hdd. Благодаря использованию 50 магнитных пластин диаметром 24 дюйма, вращающихся со скоростью 1200 оборотов в минуту, он практически во всех отношениях шел впереди популярных тогда решений.

В 1956-61 годы компания IBM выпустила более 1000 компьютеров IBM 305 RAMAC, оборудованных дисковыми накопителями. Несмотря на то, что прошло уже 60 лет, современные жесткие диски все еще работают по тому же принципу что и IBM 350.

Вскоре, основываясь на опыте с модели 350, компания IBM начала создавать все более и более мощные конструкции. Жесткий диск IBM 1301 с 1961 года мог хранить 28 МБ данных на 25 дисках. Каждый из них имел специальную головку, что позволило сократить время доступа к данным от 600 до 180 мс. В 1965 году был создан модуль хранилища IBM 2310, использующий сменные картриджи объемом 1 МБ.

1970 год IBM 3300

В 1970 году дебютировала на рынке модель IBM 3300 с поворотным механизмом коррекции ошибок. Система состояла из двух модулей со сменными носителями, и стоила в сегодняшнем эквиваленте около 400 тыс. долларов. Один носитель данных (так называемый Disk Pack) содержит в себе 11 дисков диаметром 14-дюймов и имел емкость 100 МБ, а начиная с 1974 года – 200 МБ. Модули можно было комбинировать друг с другом, так что жесткие диски первый раз стали в состоянии предложить гигабайтовые емкости. По-прежнему серьезным препятствием были большие размеры привода.

Магнитные диски HDD в первый раз встретились с реальной конкуренцией в 1976 году. Компания Dataram представила тогда привод Bulk Core, который сегодня считается родоначальником дисков SSD (Solid State Drive). В них использовалась так называемая ферритовая память, характерной чертой которой было отсутствие механических элементов. Время доступа к данным, составляло всего 2 мс. Решение было интересным, но также очень дорогим и непрактичным. Если перевести цену памяти Bulk Core на нынешние условия, то 1 ТБ дискового пространства обойдется около 1,6 млрд долларов. Билл Гейтс на все свое состояние сможет купить около 49 ТБ пространства для хранения данных. Немного, как для самого богатого человека в мире.

1980 год диск ST-506

Настоящая революция в индустрии жестких дисков состоялась только в 1980 году, когда компания Shugart Technology представила диск ST-506. Он обеспечивал объем такой же, как IBM 350 в 1956 году, то есть 5 МБ. Однако имел „миниатюрный” формат в 5,25 дюйма и весил „всего” 3,2 кг. Его можно было уместить в первых корпусах ПК. ST-506 одержал рыночный успех, а компания Shugart сегодня известна как Seagate.

Еще одним важным новшеством на рынке была премьера диска Rodime RO352 в 1983 году. Эта, несуществующая уже шотландская компания умудрилась уместить накопитель HDD объемом 10 МБ в 3,5-дюймовом корпусе. Так родился стандарт, который до сегодняшних дней используют все модели жестких дисков.

80-е годы на рынке жестких дисков стали периодом миниатюризации и стандартизации. Появились интерфейсы SCSI и IDE, а японский концерн Toshiba во второй половине десятилетия разработал технологию памяти полупроводниковых NAND flash.

В 1988 году на рынке дебютировал первый жесткий диск в формате 2,5 дюйма — PrairieTek 220 емкостью 20 МБ. Так же, как Rodime RO352, он считался важным прорывом в эволюции HDD. Десять лет спустя диски 2,5 дюйма стали массово использоватся в ноутбуках. В 2006 году формат 2,5 дюйма стал стандартом на рынке жестких дисков с интерфейсом SATA.

1992 год — Seagate представила диск емкостью 2,1 ГБ

В начале 90-х развитие жестких дисков ускорилось в результате бума на ПК. IBM первую гигабайтную модель HDD вывел на рынок уже в 1991 году. Это была модель 0663 Corsair — 3,5-дюймовая конструкция с 8 дисками. Год спустя компания Seagate представила диск емкостью 2,1 ГБ с дисками, вращающимися со скоростью 7200 оборотов в минуту.

1995 год — первый диск FFD

В 1995 году израильская компания M-Systems разработала первый диск FFD (Fast Flash Disk), который своим форматом 3,5 дюйма был похож на классические жесткие диски, однако при этом имел основу NAND. Он не имел никаких движущихся элементов, предлагал очень короткое время доступа и, что особенно важно, считался исключительно прочным и надежным. Решения, рожденные под аббревиатурой FFD стоили кучу денег, но пришлись по вкусу военным. Также они стали использоваться для регистраторов полета, в народе называемые черными ящиками.

Конец XX века это времена пластин, вращающихся с огромными скоростями. В 1996 году компания Seagate создала жесткие диски семейства Cheetah. Первые модели разгонялись до 10000 оборотов в минуту, а в моделях Cheetah X15 с 2000 года диски вращались со скоростью 15000 об. Это были самые быстрые жесткие диски с интерфейсом IDE. Оценили их за эффективность, но не одобрили из-за производимого высокого шума.

Можно с уверенностью сказать, что XXI век наступил для жестких дисков в конце 2002 года, наряду с выпуском универсального интерфейса SATA. Новое поколение накопителей HDD полюбили игроки. Особенно те, которые могли позволить себе покупку двух дисков и соединение их в массив RAID0. Разъем SATA быстро стал стандартом, и так же быстро начал развиваться. В 2004 году дебютировала вторая генерация (SATA II 3 Gb/s), а спустя пять лет — третья (SATA III 6 Gb/s). Когда в 2006 году начали дешеветь дорогие раньше флеш-памяти NAND, HDD заимели серьезного конкурента в виде первых SSD.

Современный SSD диск

Пионерами новой технологии стали два рынка ведущих производителей – Samsung и SanDisk. В 2010 году к ним присоединилась компания Plextor, известная своим производством надежных оптических приводов.

Емкость жестких дисков в 1 ТБ была достигнута в 2007 году компанией Hitachi. Для достижения той же емкости с помощью первого жесткого диска, нужно соединить друг с другом 200 тысяч модулей IBM 350. Если предположить, что каждый из них весил тонну, то их суммарная масса соответствует массе двух атомных авианосцев или одного супертанкера. Это было девять лет назад. Сегодняшние жесткие диски способны поместить на 3,5-дюймовом носителе более 10 ТБ данных.

Современные флеш-накопители все еще не предлагают таких емкостей, однако имеют другой, более важный козырь – недостижимую для жестких дисков скорость чтения и записи данных. Сочетание высокопроизводительных контроллеров и все более дешевых NAND flash, привело к очередной революции. Сегодня все чаще ssd рассматриваются в качестве хранилища данных, как бы возвращаясь к своим корням. В новых компьютерах жесткий диск, история создания которого началась более полувека назад, все чаще и чаще заменяется меньшими, но многократно более эффективными твердотельными накопителями.

Откуда эта перемена? Генерирует ее падения цен на SSD, а также растущие потребности пользователей, особенно геймеров. Почти десять лет назад первые доступные в магазинах диски SSD предлагали 32 ГБ пространства для хранения данных и стоили столько же, сколько новый ноутбук среднего класса (около 700 долларов).

Сегодня популярны модели объемом 500 ГБ — 1 ТБ, можно купить за гораздо более низкую цену. Емкость такого носителя вполне достаточна для тех, у кого данные хранятся вне компьютера – на внешнем диске или в интернет-облаке. В 2007 году о SSD можно было только мечтать. Сегодня же с его помощью, можно за относительно небольшую цену модернизировать свой персональный компьютер.

Да, это жёстко: история и перспективы HDD

В этом материале вы узнаете краткую историю жёстких дисков, их устройство, преимущества и недостатки, а также ближайшие перспективы развития подобных устройств. Материал подготовлен совместно со специалистом отдела корпоративных продуктов REG.RU Павлом Кишеней.

С чего всё начиналось

Необходимость хранить цифровые данные появилась сразу с изобретением первых компьютеров. Изначально объёмы информации были невелики и всё помещалось на бумажном носителе. Тексты программ операторы вводили в первые компьютеры в ручном режиме.

Следующим этапом в развитии носителей стала перфокарта — небольшой лист картона с отверстиями. При этом отсутствие отверстия обозначало цифру «1», а его присутствие — «0». Только двоичный код, только хардкор!

Источник: Computerhope.com

Дальнейшим развитием технологий стали накопители на магнитной ленте. От них, в отличие от перфокарт, не отказались даже и сегодня: в некоторых финансовых организациях их используют до сих пор. Во многом это связано с высокой стоимостью и сложностью их замены на другие типы накопителей.

Первый жёсткий диск появился в 1956 году. Он был величиной с крупный шкаф и весил почти тонну.

Источник: Thenextweb.com

Технологии постоянно совершенствовались, и уже в 1983 году появился всем привычный формат 3,5-дюймовых жёстких дисков, который широко распространён сегодня. При этом конструкция HDD также принципиально не менялась с того времени. Выросла только плотность упаковки информации.

Как работает HDD

Все накопители можно условно разделить на жёсткие диски (HDD) и твердотельные диски (SSD).

По строению HDD очень похожи на проигрыватели виниловых пластинок, в которых «пластинка» делает от 5 000 оборотов в минуту.

Источник: Ixbt.com

Чем больше дисков, тем больший объём информации можно записать на устройство. HDD производят из композитных материалов, особого пластика и стекла. Сами магнитные диски покрываются специальным ферромагнитным материалом. Именно этот тонкий слой и будет хранить информацию.

Вся площадь делится на окружности — дорожки.

Они, в свою очередь, делятся на отрезки, тем самым разделяя площадь всего диска на сектора. Если выделить все дорожки одного радиуса на всех пластинах, то получится цилиндр.

Так, чтобы получить доступ к отдельной ячейке памяти, нужно знать:

1. Номер цилиндра.

2. Номер головки чтения.

3. Номер сектора.

Основной недостаток жёстких дисков — большое количество движущихся частей. Со временем это приводит к отказу устройства, поэтому даже у самого надёжного HDD есть свой ограниченный ресурс. К физическим ограничениям производительности жёстких дисков относятся:

— ограничение скорости вращения самого диска;

Читать еще:  Да, детка, я инвестор!

— ограничение скорости перемещения считывающей головки;

— физическая инертность головки чтения-записи;

— плотность записи информации на единице площади пластины.

С твердотельными накопителями, которые появились значительно позже HDD (во второй половине 90-х), всё гораздо проще. Отсутствует понятие пластин, вместо них используются банки данных: на монтажной плате размещается некоторое количество MLC/SLC чипов, каждый из которых представляет собой условный банк данных. Данные на чипе хранятся постранично, что несколько напоминает структуру оперативной памяти.

Источник: Go-radio.ru

Чтобы получить доступ к единичному объёму данных, нам потребуется:

1. Номер банка памяти.

2. Номер страницы памяти.

К физическим ограничениям твердотельных накопителей можно отнести скорость передачи информации внутри платы, а также скорость работы флеш-накопителей.

SSD в целом значительно быстрее HDD, но цена 1 гигабайта в них выше.

Как измеряется производительность жёстких дисков

Для оценки скорости жёстких дисков используются три метрики:

1. Скорость последовательной записи или чтения. При таких бенчмарках информация записывается или считывается в ячейки памяти, идущие по порядку. Средний показатель для большинства HDD — 200–300 Мбит/с .

2. Скорость случайной записи или чтения. В подобных тестах данные записываются или считываются в ячейках памяти из разных областей, не следующих по порядку. Средний показатель для большинства HDD — 50–100 Мбит/с.

3. Количество операций ввода/вывода в секунду (IOPS). Здесь оценивается количество блоков, которое успевает считаться или записаться на носитель за секунду. В среднем HDD показывают от 130 до 230 IOPS. В то же время SSD могут демонстрировать результаты в десятки тысяч IOPS.

Также дополнительно существует параметр времени доступа. Он показывает время задержки от момента получения запроса доступа к данным до момента начала передачи информации.

Перспективы развития HDD

Спрос на хранение больших массивов данных постоянно увеличивается, и потребность в HDD в ближайшие 10–15 лет будет сохраняться на достаточно высоком уровне.

Кроме того, есть методы, которые отчасти нивелируют некоторые недостатки HDD. Например, RAID-массивы для ускорения работы и повышения надёжности. Также существует специальное ПО, позволяющее сочетать накопители разных типов, в том числе HDD и SSD.

Технология HDD применяется как в обычных домашних компьютерах, так и в дата-центрах. Например, в серверном оборудовании REG.RU мы используем только производительные HDD и SSD. Кроме того, мы постоянно обновляем парк наших устройств (сейчас в нём более 7 500 жёстких дисков и 4 500 твердотельных накопителей), чтобы у пользователей всегда было самое свежее железо. Также мы:

— Используем подходящий тип дисков для каждой задачи. Для хранения — HDD, для файлов, к которым нужно обращаться часто, — SSD.

— Применяем технологии дисковых массивов для увеличения производительности, надежности и объёма. Например, RAID 1 для повышения надёжности накопителей или RAID 0 для увеличения скорости.

— Мониторим состояние накопителей на серверах REG.RU. Наш основной инструмент — встроенная утилита самодиагностики дисков S.M.A.R.T. Именно по её показаниям можно спрогнозировать оставшийся ресурс накопителя. Отслеживаемые параметры для жёстких дисков и твердотельных накопителей несколько отличаются. Общими показателями для них являются температура (Airflow_Temperature_Cel) и количество ошибок чтения (Raw Read Error Rate).

— Следим за новинками индустрии и предлагаем самые современные решения.

Закат эпохи HDD возможен, если совпадут два ключевых фактора:

1. Цена гигабайта SSD сравняется или станет ниже цены гигабайта HDD.

2. Весь развлекательный контент (фильмы, сериалы, игры и другое) окончательно переедет в облака, и пользователям не понадобится хранить локально большие массивы данных. Однако все эти облачные массивы всё ещё будет необходимо где-то хранить глобально. Поэтому при таком сценарии возможно исчезновение жёстких дисков с рынка потребительской электроники, но сохранение сильных позиций в дата-центрах.

Так что, несмотря на то, что SSD за последние 10 лет существенно сбросили в цене, а облачные сервисы привлекают своей простотой и удобством всё больше пользователей, как технология жёсткие диски будут актуальны ещё долгое время!

Поделитесь в комментариях, какой накопитель используется в вашем компьютере или ноутбуке. А если у вас есть какой-нибудь раритет вроде 5,25-дюймовой дискеты, перфокарты или старого IDE-HDD, также обязательно напишите в комментариях и приложите фотографию! Иначе мы не поверим!

Эволюция жёстких дисков в ближайшие годы: беседа с Марком Ри из Seagate

История жестких дисков Seagate в картинках

Компания Seagate недавно отгрузила клиентам миллиардный жесткий диск. С момента основания нынешнего лидера рынка накопителей в 1979 году (тогда компания называлась Shugart) и по апрель 2008 Seagate продала больше 1 000 000 000 дисков суммарной ёмкостью 79 миллионов терабайт. Второй миллиард производитель планирует покорить всего за пять лет. По случаю красивой даты мы предлагаем вам оглянуться и проследить эволюцию накопителей на жестких магнитных дисках (они же — жесткие диски, они же — винчестеры…) за последние 29 лет на примере компании Seagate, лидера рынка накопителей.

Технологии в «винчестеростроении» за неполных три десятилетия менялись стремительно — судите сами!

1980. Первый винчестер Seagate: ST506.5,25″-формат, две пластины, ёмкость — 5 МБ, 3600 об.мин., цена — $1500

1981. Вторая модель от Seagate — ST412. Уже 10 МБ ёмкости

1984. ST225: накопитель половинной высоты, 20 МБ ёмкости

1987-88. Seagate представила 3,5″-накопители объемом от 20 до 60 МБ

1991. Первый 2,5″-диск Seagate. Емкость — 40 МБ

1991. Первый в мире жесткий диск со скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин. — знаменитая серия Barracuda. 3,5″. 2,1 ГБ

1994. Сверхъёмкий Elite 9: 5,25″, 5400 об./мин., 10,8 ГБ

1997. Гепарды наступают: первый в мире накопитель со скоростью вращения пластин 10000 об./мин. 3,5″, варианты объемом 4,5 и 9 ГБ

1997. Barracuda 4, первый жесткий диск с интерфейсом Fibre Channel

1997. Medalist PRO: первый 7200-оборотистый диск для настольных систем с интерфейсом Ultra ATA, двигатель с жидкостными подшипниками

2000. Cheetah X15 — 15000 об./мин., первый в мире накопитель с такой скоростью вращения. 18 ГБ, 5 пластин

2001. Первый внешний накопитель Seagate — DiskStor. Всего $269 за 20 ГБ и $349 за 40 ГБ

2002. «Пятая Barracuda» — первый в мире накопитель с интерфейсом Serial ATA, ёмкость — до 120 ГБ

2003. Momentus для мобильных ПК: 2,5″, 5400 об./мин., ёмкость до 40 ГБ

2004. Карманный винчестер изящного дизайна

2004. Savvio 10K: первый в мире 2,5″-накопитель со скоростью вращения 10000 об./мин. и ёмкостью 146 ГБ

2005.2,5″-накопитель Momentus FDE — первый в мире жесткий диск с аппаратным шифрованием всего содержимого

2008. Флагман линейки: Seagate Cheetah 15K.6 емкостью 450 ГБ, 15000 об./мин.


Прогресс, так сказать, налицо…

20 лет эволюции жестких дисков в одном фото

То есть пятисотка 2.5 это вершина эволюции на сегодняшний день?

Гибридная пятисотка, хз есть ли сейчас больше

У самого такая есть, хотя, если честно толку от нее

причем тут эволюция, когда на фото хард ноута и хард компа?

Я открою тебе секрет, хард ноута от харда компа отличается только формой (для держателей).

Ценником отличается, объемом (10Тб на одном винте ноутбучных пока не видал), кешем, количеством пластин (отчасти от этого зависит объем), весом (100г против 500г как минимум), магниты слабее внутри.

Все эти параметры можно нивелировать при желании как личные предпочтения на производстве. Так-то и между собой харды отличаются один от другого даже на конкретных системах ноут/хард по этим же параметрам.

А еще размерами. Стандартный хард компа в ноут не запихнешь

ну судя по фото это деградация

это ты сказевых размером с пол-системника не видел, а их много в 90-е было.

слева SSDшка должна быть а не гибрид

Хехе, вот настоящий раритет(между прочим, до сих пор в рабочем состоянии):

правый выдержит 75 G, а левый сможет?

если судить по размерам, то над было положить диск от нокии н91, он вообще маленький)

обычно делают слева то, что было, а справа то, как стало. тут же получается, что все, наоборот, ухудшилось

Ша набежит куча школоты с воплями «Где дискеты 5,25?!» или «Где стримеры?!», «Разные форм-факторы, нещитово. АДЫН АДЫН!», неспособные увидеть на картинке то, что им хотят показать. Автор картинки не задавался целью никаких хитромудрых исследований истории жестких дисков, просто ему в руки попался диск производства февраль 1993-го года и февраль 2013 года, одной фирмы Seagate, и решил, что в этом есть что-то прикольное. Положил рядом и сфоткал, выложил.

Там жесткий диск, просто на схеме распаяна флеш память

«Не флеш, не гибрид. , не дискета, не еще какая поебота, а жесткий диск»

Ну можно докопаться и до того, что внутри многих жестких давно не 1 крутящийся жесткий диск, а несколько. И сравнивать в таком случае 3.5HDD новый с 3.5HDD с поста неправильно.

не, и в правом и в левом по одному же блину

Да, но разные формфакторы. А в 3.5 дюймовых несколько блинов. А остальные твердотельные. И как быть?

так же к интерфейсу приебаться можно, справа дохлый IDE

От того, что там по сути прилично увеличили буфер (бгггг, или просто сделали два буфера), он резко перестал быть жестким диском. Там нету такой крутящейся блестящей пластинки? Основная информация больше не хранится там на жестком диске?)

ТС, двойка тебе по информатике!

Эволюция Кристофа Вальца

Взято с телеграм канала «The Pictures»

Росомаха

Коллаж взят с официальной страницы в инстаграме Хью Джекмана

Удивительная эволюция домашней техники

Мы все с большим интересом наблюдаем за эволюцией высокотехнологичных гаджетов — что ни день, появляются новые, усовершенствованные модели мобильных телефонов, ноутбуков, планшетов и других гаджетов. На их фоне техника, выполняющая за нас обыденную домашнюю работу, отошла на второй план, как скромная Золушка-трудяжка.

Между тем многие «простые» домашние устройства пережили куда более разительные перемены. Настолько, что предназначение первых их версий без подсказки и не угадаешь.

Одна из первых сфотографированных газонокосилок появилась в 1918 году в Ботаническом саду Миссури. Она работала на бензине и была снабжена водной системой охлаждения. (Первая в мире газонокосилка появилась в 1830 году в Англии.

Первый патент за создание так называемой «машины для подстригания травы» получил англичанин Эдвин Беард Бадинг (1795-1846) 31 августа 1830.)

Детскую коляску изобрели в 1700-х годах, когда герцог Девонширский попросил архитектора Уильяма Кента создать устройство для перевозки его детей.

Первый пылесос был далеко не таким удобным, как его сегодняшние аналоги. Он приводился в действие вручную и им должны были управлять два человека.

Люди пользовались утюгами задолго до появления электричества. Первые утюги наполняли углём.

Первые тостеры умели поджаривать хлеб только с одной стороны.

Это первый телевизор, запущенный в массовое производство в 1946 году. Размер экрана сравним, скорее, с размером смартфона, чем с размером современного телевизора.

Один из первых миксеров, произведённых в 1930-х годах.

Первые дагерротипные фотоаппараты 1840-х годов явно не годились для селфи.

Кухонная плита 19 века весьма отдалённо напоминает свою современную версию.

Стиральные машины в старые добрые времена, до появления электричества, выглядели вот так.

Фото газонокосилки уже встречалось на Пикабу.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector