История накопителей

Если верить археологам, желание записать информацию у человека появилось примерно сорок тысяч лет назад. Самым первым носителем была скала. У этого стационарного хранилища данных была масса достоинств (надежность, устойчивость к повреждениям, большая емкость, высокая скорость считывания) и один недостаток (трудоемкость и неспешность записи). Поэтому с течением времени стали появляться все более и более продвинутые носители информации. Перфорированная бумажная лента

В большинстве ранних компьютеров использовалась бумажная лента, намотанная на бобины. Информация хранилась на ней в виде дырочек. Некоторые машины, такие как Colossus Mark 1 (1944), работали с данными, которые вводились при помощи ленты в реальном времени. Более поздние компьютеры, например, Manchester Mark 1 (1949), считывали программы с ленты и для последующего выполнения загружали их в примитивное подобие электронной памяти. Перфорированная лента использовалась для записи и чтения данных на протяжении тридцати лет. Перфокарты

История перфокарт уходит корнями в самое начало XIX века, когда они использовались для управления ткацкими станками. В 1890 году Герман Холлерит применил перфокарту для обработки данных переписи населения в США. Именно он нашел компанию (будущую IBM), которая использовала такие карты в своих счетных машинах.

В 1950-х годах IBM уже вовсю использовала в своих компьютерах перфокарты для хранения и ввода данных, а вскоре этот носитель стали применять и другие производители. Тогда были распространены 80-столбцовые карты, в которых для одного символа отводился отдельный столбец. Кто-то может удивиться, но в 2002 году IBM все еще продолжала разработки в области технологии перфокарт. Правда, в XXI веке компанию интересовали карточки размером с почтовую марку, способные хранить до 25 миллионов страниц информации.

Магнитная лента

Вместе с выходом первого американского коммерческого компьютера UNIVAC I (1951) в IT-индустрии началась эра магнитной пленки. Первопроходцем, как водится, снова стала IBM, потом «подтянулись» другие. Магнитная лента наматывалась открытым способом на катушки и представляла собой очень тонкую полосу пластика, покрытого магниточувствительным веществом.

Машины записывали и считывали данные при помощи специальных магнитных головок, встроенных в привод бобин. Магнитная лента широко использовалась во многих моделях компьютеров (особенно мейнфреймах и мини-компьютерах) вплоть до 1980-х, пока не изобрели ленточные картриджи.

Первые съемные диски

В 1963 году IBM представила первый винчестер со съемным диском – IBM 1311. Он представлял собой набор взаимозаменяемых дисков. Каждый набор состоял из шести дисков диаметром 14 дюймов, вмещавших до 2 Мб информации. В 1970-х многие винчестеры, к примеру, DEC RK05, поддерживали такие дисковые наборы, особенно часто их использовали производители миникомпьютеров для продажи программного обеспечения

Ленточные картриджи

В 1960-х производители компьютерного железа научились помещать рулоны магнитной ленты в миниатюрные пластиковые картриджи. От своих предшественниц, бобин, они отличались большим сроком жизни, портативностью и удобством. Наибольшее распространение они получили в 1970-е и 1980-е. Как и бобины, картриджи оказались очень гибкими носителями: если нужно было записать очень много информации, в картридж просто помещалось больше ленты. Сегодня ленточные картриджи типа 800-гигабайтного LTO Ultrium используются для масштабной поддержки серверов, хотя в последние годы их популярность упала ввиду большего удобства переноса данных с винчестера на винчестер.

Печать на бумаге

В 1970-х благодаря относительно низкой стоимости популярность набирают персональные компьютеры. Однако существовавшие способы хранения данных многим оказались не по карману. Один из первых ПК, MITS Altair поставлялся и вовсе без носителей для записи информации. Пользователям предлагалось вводить программы при помощи специальных тумблеров на передней панели. Тогда, на заре развития «персоналок», пользователям нередко приходилось в буквальном смысле вставлять в компьютер листки с
написанными от руки программами. Позднее программы стали распространяться в печатном виде через бумажные журналы.

Дискеты

В 1971 году на свете появилась первая дискета IBM. Она представляла собой покрытый магнитным веществом 8-дюймовый гибкий диск, помещенный в пластиковый корпус. Пользователи быстро поняли, что для загрузки данных в компьютер «флоппи-диски» быстрее, дешевле и компактнее, чем стопки перфокарт. В 1976 году один из создателей первой дискеты, Алан Шугарт, предложил ее новый формат – 5,25-дюймов. В таком размер просуществовала до конца 1980-х, пока не появились 3.5-дюймовые дискеты Sony. Как это начиналось …

В конце 60-х годов американская фирма IBM предложила новое запоминающее устройство, которое использовало гибкий диск (флоппидиск). Гибкий диск работает так же, как и жесткий, но выполнен в виде упругой круглой пластинки с пластиковой основой, покрытой магнитным составом. Диск помещен в специальный гибкий конверт-кассету, предохраняющий его от механических повреждений и пыли.

Диск с конвертом устанавливается пользователем в специальное устройство (дисковод). В этом устройстве он вращается внутри конверта со скоростью около 300 об/мин.

Для уменьшения трения внутренняя часть конверта покрывается особым материалом. Через специально сделанные прорези магнитная головка считывания-записи дисковода контактирует с поверхностью диска и производит считывание или запись соответствующей информации. Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД) – сложное механическое устройство, оно требует подключения к компьютеру специального электронного блока-контроллера, который преобразует команды, поступающие от машины к накопителю, и следит за их выполнением, а также управляет процессом обмена данными.

Фирма IBM предложила использовать гибкие диски диаметром 203 мм (8 англ. дюймов) и разработала соответствующий стандарт на эти дисковые накопители.

Новое устройство внешней памяти начало приобретать большую популярность. В 1976 г. было продано около 200 тыс. устройств, в 1981 г. уже 3-4 млн, на общую сумму 2,3 млрд. долл., а в 1984 г. было поставлено 8,2 млн. НГМД на сумму 4,2 млрд. долл. Только в США в 1984 г. для НГМД было изготовлено 285 млн. гибких дисков.

Вместе с бурным развитием вычислительной техники усовершенствовались и НГМД. В начале 70-х годов американский изобретатель Ален Шугарт предложил уменьшить диаметр дисков до 133 мм (5,25 дюйма). В 1976 г. образованная им фирма «Шугарт Ассошиэйтс» выпустила первые накопители с гибкими дисками такого размера, получившие название минидисков (минифлоппи). Несмотря на первоначально меньший объем внешней памяти, эти накопители были вдвое дешевле стандартных с 203-мм дисками. Последнее обстоятельство сразу привлекло к ним внимание широкой группы пользователей ПК.

Улучшение качества записи и качества магнитных головок позволило перейти к гибким дискам с двойной плотностью записи.

Первые 203-мм и 133-мм гибкие диски использовали в работе только одну сторону диска. С целью увеличения объема внешнего накопителя были разработаны и начали поставляться устройства, в которых информация записывалась и считывалась с обеих сторон диска. Это увеличило объем памяти в 2 раза, а с учетом двойной плотности записи – в 4 раза.

Разработкой и производством НГМД занималось несколько десятков фирм в США, Японии, ФРГ и других странах. Эти устройства быстро вытеснили накопители на магнитной ленте во многих случаях применения ПК. Использование НГМД на порядок увеличивало быстродействие системы.

В настоящее время внешняя память на гибких магнитных дисках стала неотъемлемой частью типовой конфигурации большинства учебных и всех профессиональных ПК.

В каких направлениях шло дальнейшее техническое развитие НГМД?

Во-первых, продолжалось уменьшение физических размеров накопителей, в частности, по высоте. Многие фирмы выпускали накопители половинной высоты, т. е. в прежнем корпусе можно было разместить уже два устройства.

Во-вторых, были реализованы успешные попытки уменьшить диаметр дисков, а следовательно, и габариты накопителя. Так, японская фирма «Сони» разработала НГМД с дисками диаметром 89 мм (3,5 дюйма). Диск помещен в жесткий конверт размером 90×94 мм (3,54×3,7 дюйма) и толщиной 1,3 мм., оборудованный специальной металлической «шторкой». Когда диск вставляется в дисковод, «шторка» автоматически сдвигается и открывает прорезь в конверте, через которую магнитная головка взаимодействует с гибким диском. При двойной плотности записи подобный диск с односторонней записью вмещает 360 Кбайт, а при двусторонней записи – 720 Кбайт.

Стандартный накопитель фирмы «Сони» стоил примерно 10% дороже, чем накопитель на 133-мм дисках, а сами 89-мм диски были дороже аналогичных 133-мм дисков в 2-2,5 раза. Однако малый размер дисков и самого накопителя жесткая конструкция конверта с диском и защита поверхности диска с помощью «шторки» привлекли к этому типу НГМД значительное количество пользователей. Накопители с 89-мм дисками объемом 720 Кбайт нашли применение во многих портативных ПК, например в моделях японской фирмы «Тошиба» – T1100, Т1200, Т3100, американских фирм»Зенит Дейта Системс» – Z181, «Бондвелл Инк. » – Bondwell 8 и др. Фирма IBM в моделях ПК серии PS/2 использует НГМД c дисками диаметром 89 мм, объемом 720 Кбайт и 1,44 Мбайт.

В-третьих, за счет использования новых технических средств и технологий ряд фирм разрабатывали НГМД сповышенным объемом памяти.

Так, фирма IBM в PC AT применила накопители на 133-мм дисках объемом 1,2 Мбайт форматированной памяти. За счет перехода к большей плотности расположения дорожек на диске удалось более чем вдвое повысить объем внешнего накопителя ПК.

Японская фирма «Хитачи-Максвелл» объявила о разработке 133-мм гибких магнитных дисков с объемом памяти 19 Мбайт на диск. За короткий срок объем 89-мм дисков возрос с 360 Кбайт до 1,44 Мбайт.

К началу 1987 г. наиболее распространенными в мире были 133-мм диски для ПК фирмы IBM и практически пересталивыпускаться накопители на дисках диаметром 203 мм. Очень быстро растет рынок 89-мм НГМД.

По оценкам фирмы «Дейтаквест» (США) производство 133-мм накопителей росло с 8,2 млн. штук в 1985 г. до 11 млн. штук в 1987 г., а затем упало к 1991 г. до 7,3 млн. штук. Одновременно возросло производство 89-мм накопителей с 603 тыс. штук в 1985 г. до 14 млн. штук в 1991 г., т. е. к концу 80-х годов оно превысило производство 133-мм накопителей.

Стоимость стандартного накопителя для IBM PC с 133-мм дисками объемом 360 Кбайт составляла в США в середине 1987 г., 65 долл., а с 89-мм дисками объемом 720 Кбайт – 150 долл.

Компакт-кассеты

Компакт-кассета была изобретена компанией Philips, которая догадалась помесить две небольшие катушки магнитной пленки в пластиковый корпус. Именно в таком формате в 1960-х годах делались аудиозаписи. HP использовала такие кассеты в своем десктопе HP 9830 (1972), но по началу такие кассеты в качестве носителей цифровой информации особой популярностью не пользовались. Потом искатели недорогих носителей данных все же обернули свой взор в сторону кассет, которые с их легкой руки оставались востребованными до начала 1980-х. данные на них, кстати, можно было загружать с обычного аудиоплеера. После появления первого устройства магнитного хранения данных (IBM RAMAC) рост поверхностной плотности записи достигал 25 % в год, а с начала 1990-х – 60 процентов. Разработка и внедрение магниторезистивных (1991 года ) и гигантских магниторезистивных (1997 года) головок еще больше ускорили увеличение поверхностной плотности записи. За 45 лет, прошедших с момента появления первых устройств магнитного хранения данных, поверхностная плотность записи выросла более чем в 5 миллионов раз.

В современных накопителях размером 3.5 дюйма величина этого параметра составляет 10-20 Гбит/дюйм2, а в экспериментальных моделях достигает 40 Гбит/дюйм2. Это позволяет выпускать накопители емкостью более 400 Гбайт.

ROM-картриджи

ROM-картридж – это плата, состоящая из постоянного запоминающего устройства (ROM) и коннектора, помещенных в твердую оболочку. Область применения картриджей – компьютерные игры и программы. Так, в 1976 году компания Fairchild выпустила ROM-картридж для записи ПО под видеоприставку Fairchild Channel F. Вскоре под использование ROM — картриджей были адаптированы и домашние компьютеры типа Atari 800 (1979) или TI-99/4 (1979).

ROM-картриджи были просты в использовании, но относительно дороги, из-за чего, собственно, и «умерли».

Великие эксперименты с дискетами

В 1980-х многие компании попробовали создать альтернативу дискете размером 3,5 дюйма. Одно такое изобретение (на фото вверху в центре) трудно назвать дискетой даже с натяжкой: картридж ZX Microdrive состоял из огромного мотка магнитной ленты, по принципу восьмидорожковой кассеты. Другой экспериментатор, Apple, создал дискету FileWare (справа), которая поставлялась вместе с первым компьютером Apple Lisa – худшим девайсом в истории компании по версии Network World, a также 3-дюймовый Compact Disk (внизу слева) и редкую сейчас 2-дюймовую дискету

LT-1 (вверху слева), использовавшуюся исключительно в ноутбуке Zenith Minisport 1989 года выпуска. Остальные эксперименты завершились созданием продуктов, которые стали нишевыми и не смогли повторить успех своих 5,25-дюймовой и 3,5-дюймовой предшественниц.

Оптический диск

Компакт-диск, изначально использовавшийся как носитель цифровой аудиоинформации, обязан своим рождением совместному проекту Sony и Philips и впервые появился на рынке в 1982 году. Цифровые данные хранятся на этом пластиковом носителе в виде микроуглублений на его зеркальной поверхности, а считывается информация при помощи лазерной головки.
Как оказалось, что цифровые CD как нельзя лучше подходят для хранения компьютерных данных, и вскоре те же Sony и Philips доработали новинку.

Так в 1985 году мир узнал о CD-ROMах.

На протяжении последующих 25 лет оптический диск претерпел массу изменений, его эволюционная цепочка включает DVD, HD-DVD и Blu-ray. Значимой вехой было появление в 1988 году CD-Recordable (CD-R), позволившего пользователям самостоятельно записывать данные на диск. В конце 1990-х оптические диски, наконец, подешевели, и окончательно отодвинули дискеты на задний план.

Магнитооптические носители

Как и компакт-диски, магнитооптические диски «читает» лазер. Однако в отличие от обычных CD и CD-R большинство магнитооптических носителей позволяют многократно наносить и стирать данные. Это достигается посредством взаимодействия магнитного процесса и лазера при записи данных. Первый магнитооптический диск входил в комплект компьютера NeXT (1988 год, фото справа внизу), а емкость его составляла 256 Мб. Самый известный носитель этого типа – аудиодиск MiniDisc Sony (вверху в центре, 1992 год). Был у него и «собрат» для хранения цифровых данных, который назывался MD-DATA (слева вверху). Магнитооптические диски производятся до сих пор, однако из-за малой емкости и относительновысокой стоимости они перешли в разряд нишевых продуктов. Iomega и Zip Drive

Iomega заявила о себе на рынке носителей информации в 1980-х, выпустив картриджи с магнитными дисками Bernoulli Box, емкостью от 10 до 20 Мб.

Более поздняя интерпретация этой технологии воплотилась в так называемом носителе Zip (1994 год), который вмещал до 100 Мб информации на недорогом 3,5-дюймовом диске. Формат пришелся по душе демократичной ценой и хорошей емкостью, и диски Zip оставались на гребне популярности до конца 1990-х. Однако на уже появившиеся в то время CD-R можно было записать до 650 Мб, и когда их цена снизилась до нескольких центов за штуку, продажи Zip-дисков катастрофически упали. Iomega сделала попытку спасти технологию и разработала диски размером 250 и 750 Мб, однако CD-R к тому времени уже окончательно завоевали рынок. Так Zip стал историей.

Флоппиобразные-диски

Первую супердискету выпустила компания Insight Peripherals в 1992 году. На 3,5-дюймовом диске вмещалось 21 Мб информации. В отличие от других носителей, этот формат был совместим с более ранними традиционными приводами для 3,5-дюймовых дискет. Секрет высокой эффективности таких накопителей крылся в сочетании гибкого диска и оптики, то есть данные записывались в магнитной среде при помощи лазерной головки, при этом обеспечивалась более точная запись и больше дорожек, соответственно, больше места. В конце 1990-х появились два новых формата – Imation LS-120 SuperDisk (120 Мб, справа внизу) и Sony HiFD (150 Мб, справа вверху). Новинки стали серьезными конкурентами Iomega Zip drive, однако в конечном итоге всех победил формат CD-R. Бардак в мире портативных носителей

Громкий успех Zip Drive в середине 1990-х породил массу подобных устройств, производители которых надеялись отхватить кусок рынка у Zip. Среди основных конкурентов Iomega можно отметить SyQuest, который сначала раздробил собственный сегмент рынка, а потом погубил свою продуктовую линейку чрезмерным разнообразием – SyJet, SparQ, EZFlyer и EZ135. Еще один серьезный, но «мутный» соперник – Castlewood Orb, придумавший диск наподобие Zip емкостью 2,2 Гб.

Наконец, сама компания Iomega сделала попытку дополнить диск Zip другими типами съемных носителей – от больших съемных винчестеров (1- и 2-гигабайтные Jaz Drive) до миниатюрного Clik drive на 40 Мб. Но ни один не достиг высот Zip.

Flash наступает

В начале 1980-х Toshiba придумала флеш-память NAND, однако технология стала популярной только спустя десятилетие, вслед за появлением цифровых камер и PDA. В это время она начинает реализовываться в разных формах – от больших кредитных карт (предназначенных для использования в ранних наладонниках) до карточек CompactFlash, SmartMedia, Secure Digital, Memory Stick и xD Picture Card.

Карты флеш-памяти удобны, прежде всего, тем, что в них нет подвижных частей. Кроме этого, они экономичны, прочны и относительно недороги при постоянно увеличивающемся объеме памяти. Первые карточки CF вмещали 2 Мб, сейчас же их емкость достигает 128 Гб.

Куда уж меньше

На промослайде IBM/Hitachi изображен крошечный винчестер Microdrive. Появился он в 2003 году и на какое-то время завоевал сердца компьютерных пользователей.

Дебютировавший в 2001 году iPod и другие медиа-плееры оснащены похожими устройствами на базе вращающегося диска, однако производители быстро разочаровались в таком накопителе: слишком уж он хрупок, энергоемок и мал по объему. Так что этот формат уже почти «похоронен».

1956 год — жёсткий диск IBM 350 в составе первого серийного компьютера IBM 305 RAMAC. Накопитель занимал ящик размером с большой холодильник и имел вес 971 кг, а общий объём памяти 50 вращавшихся в нём покрытых чистым железом тонких дисков диаметром 610 мм составлял около 5 миллионов 6-битных байт (3,5 Мб в пересчёте на 8-битные байты).

А вот то, что касается жестких дисков.

* 1980 год — первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб.
* 1981 год — 5,25-дюймовый Shugart ST-412, 10 Мб.
* 1986 год — стандарты SCSI, ATA (IDE).
* 1991 год — максимальная ёмкость 100 Мб.
* 1995 год — максимальная ёмкость 2 Гб.
* 1997 год — максимальная ёмкость 10 Гб.
* 1998 год — стандарты UDMA/33 и ATAPI.
* 1999 год — IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 Мб.
* 2002 год — стандарт ATA/ATAPI-6 и накопители емкостью свыше 137 Гб.
* 2003 год — появление SATA.
* 2005 год — максимальная ёмкость 500 Гб.
* 2005 год — стандарт Serial ATA 3G (или SATA II).
* 2005 год — появление SAS (Serial Attached SCSI).
* 2006 год — применение перпендикулярного метода записи в коммерческих накопителях.
* 2006 год — появление первых «гибридных» жёстких дисков, содержащих блок флеш-памяти.
* 2007 год — Hitachi представляет первый коммерческий накопитель ёмкостью 1 Тб.
* 2009 год — на основе 500-гигабайтных пластин Western Digital, затем Seagate Technology LLC выпустили модели ёмкостью 2 Тб.[18]
* 2009 год — Western Digital объявила о создании 2,5-дюймовых HDD объемом 1 Тб (плотность записи — 333 Гб на одной пластине)[19]
* 2009 год — появление стандарта SATA 3.0 (SATA 6G).

Пришествие USB

В 1998 году началась эпоха USB. Неоспоримое удобство USB-девайсов сделало их практически неотъемлемой частью жизни всех ПК-пользователей. С годами они уменьшаются в физических размерах, но становятся все более емкими и дешевыми. Особенно популярны появившиеся в 2000 году «флешки», или USB thumb drives (от англ. thumb – «большой палец»), названные так за свой размер – с человечески палец. Благодаря большой емкости и маленькому размеру USB-накопители стали, пожалуй, самым лучшим носителем информации, придуманных человечеством.

Переход в виртуальность

На протяжении последних пятнадцати лет локальные сети и интернет постепенно вытесняют портативные носители информации из жизни ПК-пользователей. Поскольку сегодня практически любой компьютер имеет выход в глобальную сеть, пользователям нечасто требуется переносить данные на внешние девайсы или переписывать на другой компьютер. В наше время за перенос информации отвечают провода и электронные сигналы. Беспроводные стандарты Bluetooth и Wi-Fi и вовсе делают физические компьютерные соединения ненужными.

Что будет дальше?

Источник: 24gadget. ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

This blog is kept spam free by WP-SpamFree.