Media Penyimpanan Evolusi Bagian 3: Hard Drive

Halo semuanya! Kami melanjutkan serangkaian artikel tentang evolusi pembawa informasi. Kita sudah bicara tentang kartu punch, film magnetik, dan floppy disk. Selain itu, kami mengikuti pengembangan drive optik. Nah, kali ini materi kita akan dikhususkan untuk perangkat yang paling akrab bagi kita - hard drive.

Hard drive pertama dalam sejarah diperkenalkan 15 tahun lebih awal dari floppy disk - pada tahun 1956. Era HDD membuka model IBM 305 RAMAC (Metode Akses Acak Akuntansi dan Kontrol). Desainnya didasarkan pada lima puluh pelat aluminium dengan diameter 24 inci (atau 61 cm). Secara eksternal, IBM 305 RAMAC menyerupai kabinet besar. Dia menimbang sesuai: massanya hampir satu ton.

Prinsip pengoperasian perangkat didasarkan pada magnet. Dan secara umum, hard drive bekerja seperti pita magnetik. Di setiap sisi plat aluminium disemprot logam - feromagnet. Informasi direkam dengan memagnetisasi area tertentu (domain) di atas piring, dan pembacaan dilakukan dengan memperbaiki medan magnet residu. Pada saat yang sama, kepala baca bergerak bebas di sepanjang permukaan, yang memastikan kecepatan membaca data yang fenomenal untuk waktu itu. Itu mungkin untuk mengekstrak informasi yang diperlukan hanya dalam 600 milidetik.

Kelemahan utama dari IBM 305 RAMAC adalah bahwa perangkat sama sekali tidak dapat diandalkan. Masalahnya terletak pada kerapuhan kepala yang bergerak, yang sering terlalu panas dan gagal. Selain itu, pelat aluminium cepat habis.

Biaya satu megabyte di IBM 305 RAMAC mencapai tanda 10 ribu dolar. Meskipun biayanya tinggi, IBM berhasil menjual sekitar seribu perangkat semacam itu. Hard drive ini diproduksi selama 5 tahun, dan hanya pada tahun 1961, IBM memutuskan untuk menghentikan produksi.

305 RAMAC digantikan oleh IBM 1301. Intinya, itu adalah versi 305 RAMAC yang dimodifikasi. IBM 1301 menggunakan pelat aluminium yang sama, dan masalah overheating read head diselesaikan dengan menggunakan teknologi Air Bearing. Arti dari teknologi ini adalah bahwa kepala pembaca tidak lagi bersentuhan dengan permukaan lempeng: di antara mereka adalah 0,5 mikron ruang udara.

IBM 1301 lebih cepat dari model 305. Waktu akses ke data yang diperlukan berkurang sebanyak 5 kali dan berjumlah 180 milidetik. Pada saat yang sama, kapasitas disk juga meningkat dan berjumlah 28 MB, yang hampir 6 kali lipat dari IBM 305 RAMAC.

Setelah IBM 1301, rilis model dengan indeks 1311 diikuti.Ini adalah HDD pertama dengan drive yang dapat dilepas. Itu terdiri dari 14 piring, dan kapasitasnya adalah 2,6 MB. Perangkat itu tidak lagi sebesar seperti pendahulunya. Model ini sangat sukses sehingga IBM tidak menghapusnya dari jalur perakitan sampai 1975.

Namun, perangkat IBM 3340, yang dirilis pada tahun 1973, dianggap sebagai nenek moyang dari hard drive modern. Ini adalah perangkat pertama di mana microchip khusus digunakan untuk mengontrol rotasi disk dan pergerakan head baca.

Selain itu, desain HDD ini menggunakan pelat yang lebih ringan dan aerodinamis, yang ditempatkan di selungkup tertutup. Ada dua pelat seperti itu di IBM 3340, dan salah satunya adalah dapat dilepas. Volume setiap lempeng adalah 30 MB.

Untuk alasan ini, pelabelan hard drive biasanya menunjukkan "30-30", yang menyebabkan asosiasi dengan senapan Winchester 30/30 yang legendaris. Segera, nama "Winchester" tertanam kuat di IBM 3340, dan setelah itu - untuk hard drive lainnya.

Pada tahun 1980, IBM memperkenalkan dunia ke hard drive IBM 3380. Ini adalah perangkat pertama dari jenisnya yang dikirimkan batas gigabyte. Kapasitas disk tersebut adalah 2,52 GB. Dan kecepatan transfer data mencapai 3 MB / s.

Perlu dicatat bahwa semua hard disk IBM yang dirilis sebelum waktu ini dimaksudkan untuk digunakan pada skala industri. Dan baru pada 1980, Seagate merilis HDD pertama untuk komputer rumahan. Model itu disebut ST-506. Itu dieksekusi dalam form factor 5,25 ", dan volumenya 5 MB. Harganya $ 1.500 yang mengesankan. Ya, setahun kemudian drive yang lebih cepat dan lebih luas dengan antarmuka Seagate ST-412 muncul, yang dipasang di komputer IBM PC / XT .

Transisi ke faktor bentuk 3,5 "terjadi pada tahun 1983, ketika perusahaan kecil Skotlandia Rodime memperkenalkan perangkat RO351 6,38 MB. Dan perangkat pertama dengan faktor bentuk 2,5" dirilis oleh perusahaan Amerika PrairieTek pada tahun 1988. Pada tahun yang sama, sebuah hard disk Toshiba Tanba-1 Toshiba 63-megabyte 2.5 "muncul, dirancang untuk dipasang di laptop.

Pada 90-an, dua teknologi baru yang dikembangkan oleh IBM memengaruhi pengembangan hard drive. Yang pertama adalah kepala magnetik dengan efek magnetoresistif raksasa. Teknologi ini memungkinkan untuk mencapai kepadatan perekaman yang lebih tinggi hingga 2,7 Gbps per inci persegi. Teknologi inovatif kedua adalah cara baru untuk memformat pelat yang disebut No-ID. Esensinya terletak pada kenyataan bahwa informasi identifikasi sektor ini tidak disimpan pada permukaan disk, tetapi pada memori permanen hard disk. Ini memungkinkan untuk meningkatkan kepadatan perekaman sebesar 10%.

Pabrikan tidak lupa meningkatkan kecepatan hard drive. Untuk waktu yang lama, kecepatan spindle standar adalah 5400 rpm, kemudian meningkat sedikit dan sudah 7200 rpm. Dari waktu ke waktu, perangkat yang memiliki indikator lebih mengesankan muncul di pasar. Jadi, pada tahun 1999, Seagate memperkenalkan jajaran hard drive cepat Cheetah. Performa tinggi mereka dipastikan dengan kecepatan spindle 15.000 rpm, yang lebih dari 2 kali kecepatan standar. Volume perangkat semacam itu adalah 36 GB.

Seri Winchester, yang disebut Raptor oleh Western Digital, telah menjadi jauh lebih populer. Awalnya, hard drive ini dikembangkan untuk digunakan dalam sistem server, tetapi kemudian tertanam kuat di segmen komputer gaming. Wafer model Western Digital Raptor diputar sedikit lebih lambat daripada di Seagate Cheetah. Kecepatan spindle adalah "hanya" 10.000 rpm, tetapi ini lebih dari cukup untuk meninggalkan hard drive konvensional jauh di belakang dalam hal kinerja. Sayangnya, saluran WD Raptor tidak dapat diandalkan.

Pada akhir 2005, metode perekaman tegak lurus dikuasai. Hingga saat ini, benar-benar semua hard drive bekerja sesuai dengan metode perekaman paralel. Apa inti dari teknologi baru itu? Saat menggunakan perekaman paralel, partikel-partikel magnetik diatur sehingga vektor magnetik melewati paralel ke bidang pelat. Pendekatan ini adalah yang paling sederhana, tetapi memiliki satu kelemahan: antara domain (sel informasi minimum), zona penyangga yang lebih besar diperlukan untuk mengurangi kekuatan interaksi di antara mereka.

Sebaliknya, ketika menggunakan metode perekaman tegak lurus, vektor directional magnetik sudah tegak lurus ke permukaan disk, yang secara signifikan mengurangi kekuatan interaksi. Akibatnya, ukuran zona penyangga yang dibutuhkan juga berkurang. Ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan kepadatan perekaman.

Berkat metode perekaman tegak lurus dari industri hard drive, tonggak pencapaian terabyte tercapai: pada tahun 2007, Hitachi memperkenalkan 1TB pertama di dunia, The Deskstar 7K1000.

Terlepas dari kenyataan bahwa solid-state drive menempati bagian yang semakin besar dari pasar penyimpanan data, teknologi hard disk tidak berjalan di pinggir jalan dan terus membaik. Jadi, teknologi Western Digital yang disebut HelioSeal terlihat sangat menjanjikan, yang menyediakan penggunaan helium alih-alih udara di dalam case hard drive. Karena helium lebih ringan dari udara, lingkungan ideal untuk pelat yang bergerak dengan kecepatan tinggi dibuat di dalam HDD. Selain itu, getaran antara pelat dan kepala baca berkurang.

Hard drive "helium" pertama kali diperkenalkan pada akhir 2013 dengan nama Ultrastar He6. Dan pada awal Desember, Western Digital mengumumkan rilis jajaran terbaru perangkat Ultrastar He10. Perangkat ini menggunakan metode perekaman tegak lurus, dan kepadatannya 816 Gbps per inci persegi. Kapasitas model Ultrastar He10 adalah 10 TB.

Teknologi lain yang menarik adalah Seagate SMR (shingled magnetic recording) - metode perekaman tegak lurus dengan trek yang tumpang tindih. Berbeda dengan pendekatan tegak lurus biasa, di mana trek informasi terletak berdampingan, dalam teknologi SMR trek tumpang tindih, membentuk sesuatu yang menyerupai atap ubin. Penggunaan SMR dapat meningkatkan kerapatan perekaman sekitar 25%. Omong-omong, Seagate dan Western Digital sudah mengadopsi teknologi ini.

Juga dalam waktu dekat ini direncanakan untuk membangun produksi hard drive menggunakan teknologi HAMR (rekaman magnetik berbantuan panas), yang menggabungkan pembacaan magnetik dan perekaman magneto-optik. Prinsip operasinya adalah bahwa informasi dicatat dengan memanaskan domain dengan laser dan magnetisasi. Pendekatan ini selanjutnya akan meningkatkan kepadatan perekaman. Menurut perkiraan Seagate, volume hard drive klasik 3,5 "yang menggunakan teknologi HAMR dalam jangka panjang dapat mencapai nilai 50 TB. Ya, HDD HAMR pertama seharusnya sudah ada pada tahun 2020.

(Akan dilanjutkan ...)

Source: https://habr.com/ru/post/id388585/