भंडारण मीडिया विकास भाग 3: हार्ड ड्राइव

सभी को नमस्कार! हम सूचना वाहकों के विकास पर लेखों की श्रृंखला जारी रखते हैं। हमने पहले ही पंच कार्ड, चुंबकीय फिल्मों और फ्लॉपी डिस्क के बारे में बात की थी । इसके अलावा, हमने ऑप्टिकल ड्राइव के विकास का पालन किया । खैर, इस बार हमारी सामग्री हमारे लिए सबसे परिचित उपकरणों के लिए समर्पित होगी - हार्ड ड्राइव।

इतिहास में पहली हार्ड ड्राइव 15 साल पहले फ्लॉपी डिस्क की तुलना में - 1956 में शुरू की गई थी। एचडीडी के युग ने मॉडल आईबीएम 305 रैमएसी (लेखा और नियंत्रण की रैंडम एक्सेस विधि) खोला। इसका डिजाइन 24 इंच (या 61 सेमी) के व्यास के साथ पचास एल्यूमीनियम प्लेटों पर आधारित था। बाहरी रूप से, IBM 305 RAMAC एक विशाल कैबिनेट जैसा था। वह तदनुसार वजन करता था: इसका द्रव्यमान लगभग एक टन था।

डिवाइस के संचालन का सिद्धांत चुंबकत्व पर आधारित था। और सामान्य तौर पर, हार्ड ड्राइव एक चुंबकीय टेप की तरह काम करता था। एल्यूमीनियम प्लेट के प्रत्येक तरफ धातु का छिड़काव किया गया था - एक फेरोमैग्नेट। प्लेट पर कुछ क्षेत्रों (डोमेन) को चुम्बकित करके जानकारी दर्ज की गई थी, और अवशिष्ट चुंबकीय क्षेत्र को ठीक करके रीडिंग बनाई गई थी। उसी समय, रीड हेड सतह के साथ स्वतंत्र रूप से चला गया, जिसने उस समय के लिए एक अभूतपूर्व डेटा रीडिंग गति सुनिश्चित की। केवल 600 मिलीसेकंड में आवश्यक जानकारी निकालना संभव था।

IBM 305 RAMAC का मुख्य दोष यह था कि यह उपकरण विश्वसनीय नहीं था। समस्या चलती सिर की नाजुकता में होती है, जो अक्सर गर्म हो जाती है और विफल हो जाती है। इसके अलावा, एल्यूमीनियम प्लेटों ने जल्दी से पहना।

आईबीएम 305 RAMAC में एक मेगाबाइट की लागत 10 हजार डॉलर तक पहुंच गई। उच्च लागत के बावजूद, आईबीएम ऐसे उपकरणों के लगभग एक हजार को बेचने में कामयाब रहा। इस हार्ड ड्राइव का उत्पादन 5 वर्षों के लिए किया गया था, और केवल 1961 में, आईबीएम ने उत्पादन बंद करने का फैसला किया।

305 RAMAC को IBM 1301 द्वारा बदल दिया गया था। संक्षेप में, यह 305 RAMAC का संशोधित संस्करण था। आईबीएम 1301 में एक ही एल्यूमीनियम प्लेटों का उपयोग किया गया था, और एयर असर प्रौद्योगिकी का उपयोग करके रीड हेड के ओवरहीटिंग की समस्या को हल किया गया था। इस तकनीक का अर्थ यह था कि रीडिंग हेड अब प्लेटों की सतह के संपर्क में नहीं था: उनके बीच हवाई अंतरिक्ष के 0.5 माइक्रोन थे।

आईबीएम 1301 305 वें मॉडल से तेज था। आवश्यक डेटा तक पहुंच का समय 5 गुना कम हो गया और 180 मिलीसेकंड हो गया। उसी समय, डिस्क क्षमता भी बढ़ गई और 28 एमबी हो गई, जो आईबीएम 305 रैमएसी की तुलना में लगभग 6 गुना अधिक है।

आईबीएम 1301 के बाद, सूचकांक 1311 के साथ मॉडल का विमोचन हुआ। यह हटाने योग्य ड्राइव वाला पहला HDD था। इसमें 14 प्लेटें शामिल थीं, और इसकी क्षमता 2.6 एमबी थी। यह उपकरण अब अपने पूर्ववर्तियों की तरह बड़े पैमाने पर नहीं था। मॉडल इतना सफल था कि आईबीएम ने इसे 1975 तक असेंबली लाइन से नहीं हटाया।

हालांकि, आईबीएम 3340 डिवाइस, जिसे 1973 में जारी किया गया था, आधुनिक हार्ड ड्राइव का जन्मदाता माना जाता है। यह पहला उपकरण था जिसमें डिस्क के घुमाव और रीड हेड की गति को नियंत्रित करने के लिए एक विशेष माइक्रोचिप का उपयोग किया गया था।

साथ ही, इस HDD के डिज़ाइन में लाइटर और एरोडायनामिक प्लेट्स का इस्तेमाल किया गया था, जिन्हें एक सीलबंद बाड़े में रखा गया था। आईबीएम 3340 में दो ऐसी प्लेटें थीं, और उनमें से एक हटाने योग्य थी। प्रत्येक प्लेट की मात्रा 30 एमबी थी।

इस कारण से, हार्ड ड्राइव की लेबलिंग आमतौर पर "30-30" का संकेत देती है, जिससे दिग्गज विनचेस्टर 30/30 राइफल के साथ जुड़ गए। जल्द ही, नाम "विनचेस्टर" को आईबीएम 3340 में मजबूती से जोड़ा गया, और उसके बाद - अन्य हार्ड ड्राइव के लिए।

1980 में, IBM ने दुनिया को IBM 3380 हार्ड ड्राइव की शुरुआत की। यह अपनी तरह का पहला उपकरण था, जिसे गीगाबाइट सीमा प्रस्तुत की गई थी। ऐसी डिस्क की क्षमता 2.52 जीबी थी। और डेटा ट्रांसफर रेट 3 एमबी / एस तक पहुंच गया।

यह ध्यान देने योग्य है कि इस समय से पहले जारी किए गए सभी आईबीएम हार्ड डिस्क औद्योगिक पैमाने पर उपयोग के लिए थे। और केवल 1980 में, सीगेट ने होम कंप्यूटर के लिए पहला HDD जारी किया। मॉडल को ST-506 कहा जाता था। इसे 5.25 "फॉर्म फैक्टर में निष्पादित किया गया था, और इसकी मात्रा 5 एमबी थी। इसकी कीमत $ 1,500 थी। खैर, एक साल बाद सीगेट एसटी -412 इंटरफ़ेस के साथ एक तेज और अधिक कैपेसिटिव ड्राइव दिखाई दिया, जो आईबीएम पीसी / एक्सटी कंप्यूटरों में स्थापित किया गया था। ।

3.5 "फॉर्म फैक्टर में संक्रमण 1983 में हुआ जब छोटी स्कॉटिश कंपनी रॉडाइम ने 6.38 एमबी आरओ 351 डिवाइस पेश किया। और 2.5" फॉर्म फैक्टर वाला पहला डिवाइस 1988 में अमेरिकी कंपनी प्रेयरीटेक द्वारा जारी किया गया था। उसी वर्ष, 63-मेगाबाइट 2.5 "तोशिबा तानबा -1 हार्ड ड्राइव दिखाई दिया, जिसे लैपटॉप में इंस्टॉलेशन के लिए डिज़ाइन किया गया था।

90 के दशक में, आईबीएम द्वारा विकसित दो नई तकनीकों ने हार्ड ड्राइव के विकास को प्रभावित किया। इनमें से पहला मैग्नेटिक हेड है जिसमें एक विशाल मैग्नेटोरेसिस्टिव प्रभाव होता है। इस तकनीक ने 2.7 Gbps प्रति वर्ग इंच तक की उच्च रिकॉर्डिंग घनत्व प्राप्त करना संभव बना दिया। दूसरी नवीन तकनीक नो-आईडी नामक प्लेटों को प्रारूपित करने का एक नया तरीका था। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि सेक्टर की पहचान जानकारी डिस्क की सतह पर संग्रहीत नहीं है, लेकिन हार्ड डिस्क की स्थायी मेमोरी में। इससे रिकॉर्डिंग घनत्व में और 10% की वृद्धि संभव हो गई।

निर्माता हार्ड ड्राइव की गति बढ़ाने के बारे में नहीं भूलते थे। लंबे समय तक, मानक स्पिंडल गति 5400 आरपीएम थी, फिर यह थोड़ा बढ़ गया और पहले से ही 7200 आरपीएम था। समय-समय पर, जिन उपकरणों में अधिक प्रभावशाली संकेतक थे, वे बाजार पर दिखाई दिए। इसलिए, 1999 में, सीगेट ने तेज हार्ड ड्राइव की चीता लाइन की शुरुआत की। उनका उच्च प्रदर्शन 15,000 आरपीएम की एक धुरी गति द्वारा सुनिश्चित किया गया था, जो मानक दर से 2 गुना से अधिक था। ऐसे उपकरण की मात्रा 36 जीबी थी।

वेस्टर्न डिजिटल द्वारा रैप्टर नामक विनचेस्टर श्रृंखला बहुत अधिक लोकप्रिय हो गई है। प्रारंभ में, इन हार्ड ड्राइव को सर्वर सिस्टम में उपयोग के लिए विकसित किया गया था, लेकिन फिर गेमिंग कंप्यूटर के सेगमेंट में मजबूती से प्रवेश किया। पश्चिमी डिजिटल रैप्टर मॉडल के वेफर्स सीगेट चीता की तुलना में थोड़ा अधिक धीरे-धीरे घुमाए गए। धुरी की गति "केवल" 10,000 आरपीएम थी, लेकिन यह प्रदर्शन के मामले में पारंपरिक हार्ड ड्राइव को पीछे छोड़ने के लिए पर्याप्त से अधिक था। दुर्भाग्य से, WD रैप्टर लाइन विश्वसनीय नहीं थी।

2005 के अंत में, लंबवत रिकॉर्डिंग विधि में महारत हासिल थी। इस बिंदु तक, पूरी तरह से सभी हार्ड ड्राइव ने समानांतर रिकॉर्डिंग विधि के अनुसार काम किया। नई तकनीक का सार क्या था? समानांतर रिकॉर्डिंग का उपयोग करते समय, चुंबकीय कणों को व्यवस्थित किया जाता है ताकि चुंबकीय वेक्टर प्लेट के विमान के समानांतर से गुजरता है। यह दृष्टिकोण सबसे सरल है, लेकिन इसमें एक खामी है: डोमेन (न्यूनतम सूचना कोशिकाओं) के बीच, बल्कि बड़े बफर जोन की आवश्यकता होती है ताकि उनके बीच बातचीत की ताकतों को कम किया जा सके।

इसके विपरीत, लंबवत रिकॉर्डिंग विधि का उपयोग करते समय, चुंबकीय दिशात्मक वेक्टर डिस्क की सतह के लिए पहले से ही लंबवत है, जो इंटरैक्शन बलों को काफी कम करता है। नतीजतन, बफर ज़ोन का आवश्यक आकार भी घट जाता है। यह आपको रिकॉर्डिंग घनत्व को बढ़ाने की अनुमति देता है।

हार्ड ड्राइव उद्योग के लंबवत रिकॉर्डिंग विधि के लिए धन्यवाद, एक टेराबाइट मील का पत्थर तक पहुँच गया था: 2007 में, हिताची ने दुनिया का पहला 1 टीबी मॉडल, डेस्कस्टार 7K1000 पेश किया।

इस तथ्य के बावजूद कि ठोस-राज्य ड्राइव डेटा भंडारण बाजार के एक बड़े हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं, हार्ड डिस्क प्रौद्योगिकियां सड़क के किनारे नहीं जाती हैं और सुधार जारी रखती हैं। तो, HelioSeal नामक वेस्टर्न डिजिटल की तकनीक बहुत आशाजनक दिखती है, जो हार्ड ड्राइव के मामले में हवा के बजाय हीलियम के उपयोग के लिए प्रदान करती है। इस तथ्य के कारण कि हवा की तुलना में हीलियम हल्का है, उच्च गति से चलने वाली प्लेटों के लिए आदर्श वातावरण एचडीडी के अंदर बनाया गया है। इसके अलावा, प्लेटों और रीड हेड के बीच कंपन कम हो जाता है।

पहला "हीलियम" हार्ड ड्राइव अल्ट्रास्टार हे 6 नाम के तहत 2013 के अंत में पेश किया गया था। और दिसंबर की शुरुआत में, वेस्टर्न डिजिटल ने अल्ट्रास्टार He10 उपकरणों की एक अद्यतन लाइन जारी करने की घोषणा की। ये डिवाइस लंबवत रिकॉर्डिंग विधि का उपयोग करते हैं, और उनका घनत्व 816 Gbps प्रति वर्ग इंच है। अल्ट्रास्टार हे 10 मॉडल की क्षमता 10 टीबी है।

एक और दिलचस्प तकनीक है सीगेट एसएमआर (शिंगल्ड मैग्नेटिक रिकॉर्डिंग) - ओवरलैपिंग ट्रैक के साथ एक लंबवत रिकॉर्डिंग विधि। साधारण लम्बवत दृष्टिकोण के विपरीत, जहाँ सूचना पटरी किनारे-किनारे स्थित होती है, SMR तकनीक में पटरियाँ एक-दूसरे को ओवरलैप करती हैं, जिससे एक टाइल वाली छत जैसा दिखता है। SMR का उपयोग रिकॉर्डिंग घनत्व को लगभग 25% बढ़ा सकता है। वैसे, सीगेट और वेस्टर्न डिजिटल पहले ही इस तकनीक को अपना चुके हैं।

निकट भविष्य में यह HAMR तकनीक (हीट-असिस्टेड मैग्नेटिक रिकॉर्डिंग) का उपयोग करके हार्ड ड्राइव के उत्पादन को स्थापित करने की योजना है, जो चुंबकीय रीडिंग और मैग्नेटो-ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग को जोड़ती है। इसके संचालन का सिद्धांत यह है कि डोमेन को लेजर और मैग्नेटाइजेशन रिवर्सल के साथ गर्म करके जानकारी दर्ज की जाती है। यह दृष्टिकोण रिकॉर्डिंग घनत्व को और बढ़ाएगा। सीगेट के पूर्वानुमान के अनुसार, लंबी अवधि में क्लासिक 3.5 "एचएएमआर हार्ड ड्राइव की मात्रा 50 टीबी तक पहुंच जाएगी। खैर, पहला एचएएमआर एचडीडी 2020 में दिखाई देना चाहिए।

(जारी रखने के लिए ...)

Source: https://habr.com/ru/post/hi388585/