Історія жорстких дисків — від першого HDD до SSD

Еволюція жорстких дисків

Сучасні жорсткі диски є складними високотехнологічними приборами. Тільки представьте: розмір пишущей частини магнітної головки складає всього 120 нм, а зчитуюча - всього 70 нм. Щоб представити подібний масштаб, досить подивитися на те, як виглядає блок головок під 39-кратним збільшенням на фоні монет достоїнства в 10 центів.

Історія жорстких дисків бере початок з 1956 року, коли компанія IBM випустила накопичувач на жорстких магнітних дисках IBM 350 (RAMAC), який був чомусь подібним до холодильника і мав на той момент колосальний об'єм - цілих 5 МБ. Важила вся ця конструкция 971кг. Перший в світі жорсткий диск з'явився ще за 15 років до винаходу дискеты . Прародителем современных жестких дисков стала детище корпорации IBM - модель 305 RAMAC, название которой представляет собой аббревиатуру от «Метод случайного доступа к учету и контролю» («Метод случайного доступа к учету и контролю»). Агрегат мав колосальні розміри, співставні з габаритами промислового рефрижератора, вагою майже тонни (а якщо бути точним - 970 кілограмів) і представляв собою систему з 50 алюмінієвих пластин, покритих ферромагнітом, діаметр кожного з яких становив 24 дюйми (61 сантиметр).

Естественно зі зростанням технологій поступово збільшувався як об'єм, так і швидкість запису даних, відповідно зменшився і сам розмір накопичувачів. У 1973 році все ж таки компанія IBM випустила накопичувач декількох маленьких розмірів - 3340, який нагадував маленьку "шафу", і саме з цього року жорсткий диск отримав неофіційну назву "Вінчестер".

В 1980 році компанія Seagate випустила перший накопичувач розміром всього 5'25 ", і це досягнення дозволило використовувати їх в ПК. На цей момент накопичувач розміром в 5'25 дюймів придбав незвичну популярність і став використовуватися по всьому світу на всіх комп'ютерах.

Швидкість обертання млинців досягала вражаючих на ті часи 1200 оборотів в хвилину, що забезпечувало час доступу близько 600 мілісекунд і швидкість передачі інформації 8,8 байта в секунду. Ці цифри усереднені. Вся справа в тому, що прилад мав лише один зчитувач, що переміщається між пластинами за допомогою крокової двигуна. Такий підхід викликав незмінні затримки в тому випадку, якщо комп'ютеру було необхідно отримати дані, записані, наприклад, на першому і п'ятдесятому диску. Іншим слабким місцем RAMAC 305 виявилася надійність системи: оскільки друкарська головка безпосередньо стосувалася поверхні пластин, це призводило до сильного нагрівання і швидкого механічного зносу обох деталей. 

Незважаючи на перераховані недоліки і високу вартість (ціна питання - 10 000 доларів США, однак клієнти могли оформити лізинг - «всього» за 3200 доларів на місяць), в IBM змогли реалізувати близько 1000 виробів, адже шафа, здатний зберегти 5 мегабайт, успішно заміняв собою: 64 000 перфокарт і працював куди спритніше накопичувачів на магнітних стрічках, також активно використовуються в IT-індустрії для архівації даних починаючи з 1951 року. До речі, після придбання HGST (колишній підрозділ Hitachi) в розпорядженні Western Digital виявився виробничий комплекс IBM, розташований в Лайв Оакс, - саме тут розроблялися перші пристрої серії RAMAC 305, кілька з яких зберегли працездатність аж до теперішнього часу.

У 1961 році RAMAC 305 був знятий з виробництва - на зміну йому прийшов IBM 1301, що втілив в собі ряд важливих інновацій. Головним нововведенням стала реалізація технології Air Bearing - між млинцями і друкарській головкою з'явився зазор 5 мікрометрів, що дозволило підвищити надійність і довговічність приладу. Самі пластини відтепер були двосторонніми, причому кожна з них отримала власне пристрій, що зчитує.

У 1979 році Алан Шугарт, який працював раніше в IBM і брав участь в розробці IBM 350 Disk Storage Unit, оголосив про створення компанії Seagate Technology, і, мабуть, саме з цього моменту почалася історія жорсткого диска як масового продукту.

Взагалі, в 20-річному проміжку, з 1985 по 2005 рік, стався справжній бум дискового виробництва, і з'явилася величезна кількість компаній, більша частина яких до теперішнього часу або увійшла до складу основних гігантів Seagate і Western Digital, або просто припинила своє існування. Згадайте хоча б добре відомі колись дискові бренди - Conner, Fuji, IBM, Quantum, Maxtor, Fujitsu, Hitachi, Toshiba, зарекомендували себе як виробники хорошої техніки. Всі вони так чи інакше брали участь у "дискової гонці", що стартувала з того моменту, коли HDD став невід'ємною частиною персонального комп'ютера.

Заснована в тому ж 1989 року ізраїльська компанія M-Systems першою почала роботу над ідеєю флеш-диска, і в 1995 році випустила DiskOnChip - накопичувач на одному чіпі. У ньому була і флеш-пам'ять, і контролер.

Але для того щоб SSD-накопичувачі на основі флеш-пам'яті стали масовим продуктом, знадобилося ще приблизно 10 років. У 2006 році компанія Samsung, на той час найбільший виробник чіпів пам'яті, випустила перший в світі ноутбук з SSD-диском об'ємом 32 Гб. Уже через два роки Apple показала MacBook Air, в якому опціонально міг бути встановлений SSD, а в 2010 році цей лептоп став випускатися виключно з твердотільними накопичувачами. У сучасних SSD, безумовно, є недоліки. Хоча, якщо добре розібратися, їх виявляється не так багато: але великим рахунком всього один - висока вартість 1 Гб в порівнянні з класичними жорсткими дисками. Але напівпровідникова промисловість розвивається дуже швидко, розробляються нові типи пам'яті, удосконалюються алгоритми роботи контролерів, обсяги швидко збільшуються, і вартість поступово знижується. Але і це ще не все. Є ще один важливий аргумент, завдяки якому виникає потужна конкуренція і ціни швидко стають привабливими простота виготовлення твердотільних накопичувачів. По суті, зібрати SSD - це те ж саме, що зібрати тільки плату контролера для жорсткого диска, і потрібна для цього лише складальна лінія плат з поверхневим монтажем. Це, звичайно, дуже спрощено, але в цілому вірно. Збірка класичного жорсткого диска - процес набагато складніший, а значить, дорогий. Саме тому ні в кого не виникає сумнівів, що до моменту, коли SSD почнуть активно витісняти "вінчестери", залишилося зовсім небагато. Процес уже пішов.