Історія жорстких дисків — від першого HDD до SSD

Жорсткий диск - пристрій для зберігання інформації, в якому використовується принцип магнітного запису.
Всередині жорсткого диску запис даних здійснюється на жорсткі пластини, виготовлені з легкометалевого сплаву або скла, вкриті шаром спеціального магнітного матеріалу (найчастіше двоокисом хрому). Залежно від конструкції, в HDD можуть використовуватися одна або кілька таких пластин, що швидко обертаються на одній осі. За рахунок обертання створюється своєрідний підпір повітря, завдяки якому зчитувальні головки не торкаються поверхні пластин, хоч і знаходяться дуже близько від них (всього кілька нанометрів). Це гарантує надійність запису та зчитування даних. При зупинці пластин головки переміщуються за межі їх поверхні, тому механічний контакт між головками та пластинами практично виключений. Така конструкція забезпечує довговічність запам'ятовуючих пристроїв цього типу.

Крім пластин, до складу HDD входить накопичувач, привод і блок електроніки.
Завдяки високій надійності роботи і відносно невисокій вартості, жорсткі диски найпоширенішим пристроєм зберігання інформації.
На початку 1970-х IBM почала розробку нового типу твердого диска.У розмовній мові HDD часто називають "вінчестером" або скорочено "вінтом". Цей термін колись давно був запозичений у мисливського гвинтівкового патрона "30-30 Winchester", популярного в США на момент створення першого жорсткого диска, який у той час носив співзвучну з ним назву "30-30". Його основною відмінною рисою було те, що голівки запису-зчитування диска не виводились повністю зі стосу пластин диска при його вимиканні. Замість цього, голівки «приземлялись» на спеціальній поверхні диска при вимкненні живлення й приводились знову у робоче положення при ввімкненні. Це рішення значно знизило вартість механізму приводу голівок, але ускладнило умови видалення всієї касети з дисками з приводу.

Тверді диски були введені у використання фірмою IBM у 1956 році як сховище даних для обчислювальних машин реального часу обробки транзакцій і у подальшому адаптовані до багатоцільового використання з мейнфреймами та міні-ЕОМ. Перший диск IBM, 350 RAMAC, був приблизно розміром у два холодильники і міг зберігати 5 мільйонів 6-бітових символів на стосі з 50 дисків.У 1961 році IBM представила модель диску 1311, яка була розміром із пральну машину і могла зберігати до двох мільйонів символів на знімній касеті з твердими магнітними дисками. Користувачі могли придбати додаткові касети і змінювати їх по мірі потреби, так само, як бобіни з магнітною стрічкою. Пізніші моделі накопичувачів зі змінними касетами твердих дисків, від IBM та інших виробників, стали нормою у більшості конфігурацій обчислювальних машин і місткість їх сягнула до 300 мегабайт на початку 1980-х років.
На початку 1980-х років, тверді диски були рідкісними й дуже дорогими і розглядались як додаткові опції на ПК, проте в кінці 1980-х років, їх вартість була зменшена до рівня, де вони стали стандартом для всіх, окрім найдешевших ПК. З часом ємність твердого диска зросла в тисячі разів, хоча його конструкція принципово не дуже змінилась.
SSD (solid state-drive) або твердотільний накопичувач - запам'ятовуючий пристрій відносно нового типу, який працює на основі використання мікросхем пам'яті і на відміну від HDD не містить рухомих частин.

Цей тип пристроїв порівняно з HDD має ряд переваг: відсутність буль-якої вібрації і шуму, низьке енергоспоживання, більш висока швидкість роботи при невеликих розмірах, стійкість до температурних коливань і механічного впливу й ін.
Найбільшими недоліками SSD є їх висока вартість і швидкість зношування.
Основні характеристики HDD та SSD:

- ємкість - показник, що визначає кількість даних, які на ньому можна зберігати. Сьогодні існують жорсткі диски ємністю понад 4000 ГБ. Максимальні показники SSD більш низькі;

- інтерфейс - сукупність ліній зв'язку, якими запам'ятовуючий пристрій підключається до материнської плати комп'ютера. Кожен тип інтерфейсу має свої особливості і швидкість передачі даних. Найбільш поширеним на даний момент є інтерфейс SATA. Більш старий PATA поки також зустрічається часто;

- форм-фактор, а інакше кажучи фізичний розмір пристрою, вимірюється в дюймах. Класичний жорсткий диск має форм-фактор 3,5 дюйма. В ноутбуках, нетбуках і інших портативних пристроях найчастіше використовуються пристрої 2,5 або 1,8 дюйма, хоча зустрічаються й інші варіанти;

- час довільного доступу - цей показник має значення тільки при виборі жорстких дисків (для SSD не актуально) і означає середній проміжок часу, за який пристрій здійснює позиціонування головки на потрібну ділянку магнітної пластини;

- швидкість обертання шпинделя - кількість обертів магнітних пластин жорсткого диска за 1 хвилину (для SSD не актуально). Від цього показника безпосередньо залежить продуктивність пристрою , а також його енергоспоживання, ступінь вібрації і шуму (чим менше, тим краще). Тут важливий баланс: для стаціонарних комп'ютерів краще вибрати більш швидкий носій, для портативного - більш економічний і тихий. Швидкість обертання шпинделя сучасних жорстких дисків може варіювати від 4200 до 15000 оборотів в хвилину;

- об'єм буфера - спеціальної внутрішньої швидкої пам'яті диска, що використовується для тимчасового зберігання даних з метою згладжування перебоїв при зчитуванні та записі інформації на носій і її передачі по інтерфейсу. У сучасних запам'ятовуючих пристроях буфер може досягати розмірів до 64 МБ. Чим цей показник більший, тим краще.

За всю історію свого існування жорсткі диски виготовлялися багатьма фірмами. У зв'язку з поглинанням одних фірм іншими, станом на момент підготовки цього матеріалу на ринку залишалося тільки три виробника цього типу пристроїв: Toshiba, WD (Western Digital) і Seagate. Їх продукція втілює багаторічний досвід роботи і є досить якісною.
Із запам‘ятовуючими пристроями типу SSD ситуація дещо інша. Це абсолютно нова галузь, в якій свої сили випробовує багато виробників.