Menu

Časová osa Chipu: Pevné disky

Časová osa Chipu: Pevné disky

Od pěti megabajtů až po jeden terabajt: technologie se snad nikdy nevyvíjela tak rychle a pro uživatele výhodně jako v případě pevných disků. Chip vás vezme NA CESTU PROTI PROUDU ČASU, ale nahlédneme také do budoucnosti zařízení pro ukládání dat.

O pevný disk se většinou začneme více zajímat až poté, co vypoví službu, nebo v případě, že se zaplní. Ohledně dostatečné kapacity disku, kterou by měl slušný počítač mít, si připomeňme větu Billa Gatese z roku 1981: „640 KB by mělo stačit každému.“
Každý dnes už ví, že 640 KB v žádném případě nestačí. Už jen jedna fotografie z digitálního fotoaparátu v JPEG formátu zabere asi 3 MB, a to je asi pětinásobek. Paměťové nároky současných programů (i těch od Billa Gatese) jsou obrovské a digitální hudba, fotografie a videa polykají gigabajt za gigabajtem. V souladu se zvyšujícími se nároky ale naštěstí průmysl vyvíjí i větší disky.
V současné době jsou už běžné disky s kapacitou jednoho terabajtu. Aby bylo možné takovéto kapacity dosáhnout, musela se značně zvýšit hustota uložených dat. Poslední technologií, která to umožnila, je technologie kolmého zápisu (Perpendicular Recording). A limity této technologie nejsou ještě vůbec vyčerpány. Například firma Hitachi už oznámila, že v roce 2009 bude mít v nabídce 3,5“ disk s kapacitou 2 TB.

1987: Pevné disky už jsou víceméně dostupné pro soukromé uživatele

Prvním pevným diskem dostupným na trhu byl v roce 1956 RAMAC 305-A – produkt firmy IBM. Vážil půl tuny a nabízel prostor pro uložení 5 MB dat. Jako zařízení pro ukládání dat, které navíc vyžaduje i speciální klimatizovanou místnost, byl samozřejmě pro běžné uživatele i z hlediska ceny tento produkt nedostupný. Ale už po 31 letech, tedy v roce 1987, měly pevné disky naprosto jiné rozměry a také naprosto jinou cenovou úroveň: 20MB disk velikosti 5,25“ se dal pořídit za cca 2 000 „západních marek“ (u nás se disky v podstatě neprodávaly).
V roce 1987 testovala německá redakce časopisu Chip externí SCSI pevný disk od firmy Logic Array. V té době se dodával i s přepravní taškou, protože ta se na věc, která vážila okolo pěti kilogramů, hodila. Nehledě na velmi nízkou kapacitu byl tento disk v porovnání s dnešním standardem také velmi pomalý: 9,9 sekundy na 100 přístupů, každý o velikosti 24 KB, zhruba odpovídá přenosové rychlosti 0,5 MB/s, což je asi setina toho, co zvládnou současné pevné disky.
Pak se ale daly věci rychle do pohybu. V roce 1988 objevili pánové Peter Grünberg a Albert Fert efekt magnetorezistence a vyvinuli technologii GMR (Giant Magnetoresistance), která byla použita pro zvýšení hustoty uložených dat. V roce 1998 jsme v Chipu testovali první disky, které využívaly tento efekt. Ačkoli kapacita 16 GB byla v té době ohromná, disky IBM získaly v testu pouze šestou pozici. Důvodem byla pouze průměrná přístupová doba.
Posledním velkým úspěchem v tradiční magnetické technologii pevných disků byla technologie kolmého záznamu. Jedničky a nuly jsou v tomto případě zaznamenány na magnetickém povrchu kolmo, a vejde se jich tam tedy mnohem více než při vodorovném záznamu. Hustota dat (a kapacita disků) se tedy výrazně zvýšila.
Kapacita dosáhla svého stropu v roce 2007 – firma Hitachi uvedla disk s kapacitou 1 TB. V této oblasti se však stává důležitějším jiný směr vývoje. Flash technologie je čím dál tím cenově přijatelnější, a tak jsou kromě hybridních disků v nabídce už i první flash disky s dostatečnou kapacitou. Budoucnost tedy bude patřit Solid State Drives (SSD), což je název těchto flash disků. SSD disk s terabajtovou kapacitou je však realitě zatím ještě hodně vzdálen.
AUTOR@CHIP.CZ

Hlavní milníky ve vývoji pevných disků

1956

První pevný disk má hmotnost 500 kg
IBM představuje vůbec první pevný disk, označený jako IBM 350 (5 MB, 24 palců, přístupová doba 600 ms, 1 200 ot./min., 500 kg, 10 kW). Disk se pronajímal za cca 5 000 USD na měsíc.

1963

Disk s výměnnými médii
Systém IBM 1311 byl představen 11. října. Na výměnné disky IBM 1316 bylo možné uložit dva miliony znaků. Diskové svazky jsou čtyři palce vysoké, váží 4,5 kilogramu a skládají se ze šesti 14palcových disků s deseti záznamovými vrstvami.

1973

Winchester ´73
IBM zahajuje projekt „Winchester“. V plánu má vývoj disku, který bude mít rotující médium napevno připojené. Problematický je „nabíjecí mechanismus“ – proto je také jméno disku stejné jako u legendární zbraně.

1979

První 8“ Winchester
V roce 1979 byly vyrobeny první osmipalcové „Winchestery“. Byly však stále dost těžké i drahé (cca 26 000 Kč/MB), avšak prodeje rostly.

1980

Prodávají se první 5,25“ disky
Seagate začal prodávat disky ST506 – první 5,25“ disky s kapacitou 6 MB, 3 600 ot./min. a cenou cca 1 000 USD. Modelové označení ST506 se stalo na dlouhá léta i názvem rozhraní.

1986

Specifikace SCSI
SCSI je jedním z prvních standardizovaných vstupněvýstupních protokolů rozhraní pro pevné disky.

1987

PRODUKT MĚSÍCE                        
Logic Array Proapp 20S                
PEVNÝ DISK:           Seagate 3,5“        
ŘADIČ:                  Omti 3110         
KAPACITA:                20 MByte         
DATOVÁ PROPUSTNOST:     99/10 s pro každý ze 100 přístupů velikosti 24 KB
PŘÍSTUPOVÁ DOBA:     33/10 s v 80 vyhledávacích operacích v 1 MB        
SOFTWARE:     zálohovací SW, podrobný testovací program, test přístupové doby         
CENA:               cca 2 000 DEM             

1989

Standardizace IDE
Western Digital standardizuje rozhraní IDE (Integrated Drive Electronics).

1997

Giant Magnetoresistance
Poprvé byl v praxi použit efekt GMR (Giant Magnetoresistance), objevený Peterem Grünbergem. Firma IBM prolomila hranici 10 GB s produktem DTTA-351380.

1998    

MILNÍK 06/1998                 
IBM DTTA-351680                
ROZHRANÍ:             UltraDMA     
KAPACITA:             16 104 MB    
PROVOZNÍ HLUČNOST:     40 dB (A)   
SPOTŘEBA:               6 wattů    
PRŮM. PŘÍSTUPOVÁ DOBA:     17,1 ms
CENA:       cca 10 000 Kč vč. DPH      

2001           

VÍTĚZ TESTU 02/2001           
Maxtor VL40 32049H2           
PŘENOSOVÁ RYCHLOST:     24,4 MB/s
HLUČNOST:        2,2 sonu         
KAPACITA:      19 469 MB          
ROZHRANÍ:      U-DMA/100          
CENA:     cca 9 000 Kč vč. DPH        

2004

Představení NCQ
Seagate přinesl jako první SATA disk s technologií NCQ (Native Command Queuing).

2005

První hybridní disk
Model HMO8HHI byl prvním hybridním diskem na trhu. Představila ho firma Samsung. Tento 2,5“ disk využívá magnetický disk a jako velká vyrovnávací paměť je použita NAND flash paměť.

2006

Kolmý zápis
U 2,5“ disku Momentus 5400.3 s kapacitou 160 GB použila firma Samsung poprvé technologii tzv. kolmého zápisu (Perpendicular Recording).

2007        

VÍTĚZ TESTU 03/2007           
Samsung T133 HD401LJ          
PŘENOSOVÁ RYCHLOST:     57,3 MB/s
PŘÍSTUPOVÁ DOBA:     12 ms        
HLUČNOST:          1,9 sonu       
KAPACITA:           400 GB        
ROZHRANÍ:            SATA         
CENA:         3400 Kč vč. DPH     

2007

Terabajtový disk
Firma Hitachi nabídla jako první disk s kapacitou jednoho terabajtu. Šlo o model 7K1000.

BUDOUCNOST

Solid State Drive
Pevné disky budoucnosti jsou tiché, energeticky úsporné, rychlé a extrémně robustní. Nejvyšší kapacita SSD disků dostupných na trhu je zatím maximálně 64 GB. Hlavní důvod vězí v ceně: flash paměť je stále hodně drahá. Nicméně experti odhadují, že to potrvá pouze pět let, než se SSD disky dostanou na cenovou a kapacitní úroveň tradičních pevných disků.

Vývoj kapacity disků

Za použití nových technických vynálezů se daří zvyšovat hustotu uložených dat a tím i kapacitu pevných disků exponenciálně. Kapacita se tak zdesetinásobí zhruba každých pět let.


Dokumenty ke stažení