Сколько весит жесткий диск
Еще каких-то двадцать лет назад при выборе ноутбука жесткий диск на 40 Гбайт казался просто гигантским. Теперь простые смартфоны предлагают более 30 Гбайт для хранения данных, а флагманские iPhone превысили планку 500 Гбайт.
Гигабайтами сегодня никого не удивишь. Генерируемые данные в масштабе всего мира растут экспоненциально, поэтому придется перейти на новые термины, означающие еще большие объемы. Настало время попрощаться с гигабайтами. Встречайте терабайты, петабайты, эксабайты и зеттабайты!
В масштабе ноутбуков и домашних компьютеров пользователи оперируют объемами не выше нескольких терабайт. Один терабайт в десятичной системе составляет 1000 гигабайт. Следом идет петабайт, составляющий 1000 терабайт. Что уже превышает потребности обычных пользователей в хранении данных. Но в индустрии информационных технологий подобные объемы встречаются уже давно. Еще в 2008 году Google говорила об обработке около 20 петабайт в день (Google сегодня уже не раскрывает объемы обрабатываемых данных). Но если взять все академические библиотеки США и собрать их информацию вместе, то мы получим всего до 2 петабайт.
Следом идут эксабайты, составляющие 1000 петабайт и зеттабайты (1000 эксабайт). Они уже сложнее для понимания, поскольку наглядно выразить подобные объемы вряд ли получится. Но та же Cisco оценивала годовой объем мирового интернет-трафика в 2016 году в один зеттабайт. Конечно, сегодня он составляет уже многие зеттабайты.
Еще больше емкости!
Как можно видеть по отчету Seagate Rethink Data, консалтинговая компания International Data Corporation (IDC) ожидает, что к 2025 году объем генерируемых данных экспоненциально вырастет до 175 зеттабайт - в 58 раз больше, чем емкость жестких дисков, поставленных Seagate на сегодняшний день! Говоря другими словами, каждый час будет создаваться больше данных, чем за весь год еще два десятилетия тому назад.
Если записать 175 зеттабайт на DVD, то стопки дисков будет достаточно, чтобы опоясать Землю 222 раза!
Если вы решите скачать 175 зеттабайт на средней скорости подключения к интернету, то придется потратить 1,8 млрд. лет. Если попросить каждого человека на Земле помочь в скачивании, то все равно потребуется 81 день.
Заключение
На этом мы заканчиваем экскурс в историю миниатюризации HDD. В следующей части мы поговорим о более традиционных 2,5" и 3,5" форматах, которые и сегодня занимают значительную долю рынка.
Compaq Portable II Computer
Compaq Portable II Computer, источник Wikipedia. Дисковод 3,5" является более поздним модом, система поставлялась только с 5,25" вариантом.
Система Compaq Portable II 1986 года с 10-Мбайт (Model 3) или 20-Мбайт (Model 4) 3,5" жестким диском напоминала чемоданчик и весила под 12 кг. Кстати, ценник Model 4 начинался с $4.999 ($12.511 с учетом инфляции, 890 тыс. рублей). Причем этот портативный ПК работал только от сети, а 9" монохромный дисплей закрывался спереди клавиатурой, которая откидывалась в рабочем положении.
Seagate
Жесткие диски серии Barracuda 7200.10 — первые 3,5-дюймовые устройства, в которых реализована технология перпендикулярной записи, обеспечивающая увеличение емкости и надежности, и уменьшение механического износа.
Приведем основные характеристики накопителей Barracuda 7200.10:
- Диапазон емкостей: от 80 до 750 Гб;
- Интерфейсы: SATA 3 Гбит/с, SATA 1,5 Гбит/с, Parallel ATA 100;
- Варианты кэш-памяти: 8 и 16 Мб;
- Максимальная поддерживаемая скорость передачи данных: 78 Мб/с;
- Динамическая нагрузка во включенном состоянии: 68 G.
Продукты Seagate обладают поддержкой различных фирменных технологий, среди которых производитель выделяет следующие:
- Технология адаптивного зазора Adaptive Fly Height обеспечивает стабильную производительность вычислительной системы при выполнении чтения/записи.
- Функция Clean Sweep автоматически проверяет жесткий диск при каждом включении питания.
- Функция автономной проверки Directed Offline Scan выполняет диагностику устройства, когда к нему нет обращений.
- Первый жесткий диск размером 3,5 дюйма с перпендикулярной записью улучшает показатели работоспособности и уменьшает потребность в обновлении устройств хранения данных.
- Практически бесшумный двигатель Seagate SoftSonic.
- Усовершенствованная система G-Force Protection для защиты от повреждений в случае неправильного обращения.
- На жесткий диск дается пятилетняя гарантия.
Напоследок приведем таблицу, которая в полной мере описывает модельный ряд 3,5" накопителей Seagate:
Можно без преувеличения сказать, что информация – это основа современного мира. Ежедневно миллионы людей во всем мире создают миллионы гигабайт информации, храня ее на своих компьютерах или мобильных устройствах. Возникает интересный вопрос: когда мы записываем все больше и больше информации на наши устройства – скачиваем музыку, фотографируем, устанавливаем приложения, создаем документы – увеличивает ли это физическую массу жесткого диска?
Хранение информации в твердотельном носителе обеспечивается при помощи миллиардов транзисторов, принимающих значения «1» или «0». Каждый такой транзистор состоит из двух полупроводников с избытком электронов, а между ними находится полупроводник с недостатком электронов. Над этими полупроводниками установлен так называемый управляющий затвор, на который подается положительное или отрицательное напряжение.
Транзистор с плавающим затвором | источник
Ниже него расположен плавающий затвор, со всех сторон изолированный оксидной пленкой-диэлектриком. Если подать на управляющий затвор положительное напряжение, то в дело вступает квантовая механика – на плавающий затвор благодаря туннельному эффекту перетянется часть электронов несмотря на присутствие оксидной пленки-диэлектрика, не проводящей ток.
Плавающий затвор, получивший отрицательный заряд от «посаженных» на него электронов, будет мешать проводить ток через транзистор. В этом случае транзистор будет иметь значение «1». Если же он будет проводить ток, то ячейка будет хранить значение «0».
Итак, чтобы записать в транзистор значение «1», необходимо «закинуть» на плавающий затвор электроны. Окруженные диэлектриком, они способны сохранять заряд на долгие годы даже после выключения компьютера, именно поэтому информация хранится в памяти даже когда мы отключаем наши устройства от питания. Так как электроны – это частицы, обладающие массой, то каждая записанная «единичка» добавляет ничтожно малую массу к жесткому диску. Однако необходимо помнить, что информация – это не только «единицы», а последовательность «нулей» и «единиц». Если, загрузив какой-либо байт информации вы поменяете значения транзисторов с 01100111 на 10001100, то масса жестко диска уменьшится, освободив плавающий затвор от электронов, чтобы получить два лишних «нолика».
Получается, что при записи информации жесткий диск действительно может стать тяжелее на невообразимо малое значение. Одна при этом информация должна быть упорядочена таким способом, чтобы транзисторов с отрицательным зарядом на плавающем затворе стало больше. Вполне возможно, к этому может привести и удаление информации, а не ее запись.
Иллюстрация: depositphotos | Poravute_Siriphiroon
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Жесткие диски знакомы всем пользователям, без них сложно представить современный компьютер. Конечно, SSD вытеснили жесткие диски в сценариях, где требуется максимальная производительность, например, для загрузочного раздела ОС. Но если нужна максимальная емкость, то без HDD не обойтись.
Сегодня жесткие диски достигли емкости 18 Тбайт, а скоро выйдут и более емкие модели, в том числе и благодаря технологии термомагнитной записи (HAMR). 3,5" форм-фактор жестких дисков сегодня утвердился, однако они не всегда были такими. В нашем цикле статей мы проведем небольшой экскурс в историю жестких дисков.
Compaq SLT/286
Compaq SLT-286, источник Wikipedia
Более компактные и легкие мобильные компьютеры с аккумулятором первоначально оснащались только дисководом, без жесткого диска. Все изменилось в 1988 году с выходом Compaq SLT/286, где появился 3,5" жесткий диск на 20 Мбайт (позднее стал доступен апгрейд на 40 Мбайт). Цена системы составляла $5.400 ($12.521 с учетом инфляции, 890 тыс. рублей). Лэптоп весил уже 6,4 кг, толщину удалось уменьшить до 8,5 дюймов (21,6 см). Дисплей в сложенном состоянии закрывал клавиатуру сверху, но последняя была съемной, поскольку печатать при такой толщине было проблематично. Кстати, время автономной работы Compaq указывала не менее 3 часов. А если докупить несколько аккумуляторов, то можно было получить и большую мобильность, поскольку они были сменными. Compaq как раз предлагала соответствующую зарядную станцию.
Откуда берутся все эти данные?
Неужели все эти данные создаются пользователями? Подумайте, сколько данных создаете ежедневно лично вы. Каждое взаимодействие с компьютером или смартфоном приводит к генерации данных. Каждый заход в социальную сеть создает данные. Когда вы прогуливаетесь по улице со смартфоном в кармане, он тоже генерирует данные, определяя положение через приемник GPS и сохраняя его. Платите смартфоном в магазине? Данные. Общаетесь в форумах, комментируете видеоролики, ставите лайки? Данные, данные, данные.
У нас есть статистика, пусть и не самая свежая. За одну минуту:
Пользователи Twitter публикуют более 500 тыс. твитов
Пользователи Snapchat делятся более полумиллиона снимков
Пользователи Instagram выкладывают более 50 тыс. фотографий
В LinkedIn добавляются более 120 новых пользователей
Проникновение цифровых технологий в нашу жизнь приводит к стремительному увеличению объемов данных. Свою лепту вносит и подключение к интернету различных умных устройств, не только смартфонов, но также телевизоров, пылесосов, холодильников и т.д.
Каждую секунду Google обрабатывает более 40.000 запросов, то есть 3,5 млрд. в день
2 млрд. человек являются активными пользователями Facebook. Четвертая часть населения Земли! Они публикуют больше 300 млн. фотографий каждый день!
Две третьих населения Земли пользуются мобильным телефоном
Новая надежда: IBM Microdrive 1"
Жесткие диски Microdrive от IBM и Hitachi, источник Wikipedia
В 2000 году выходит второе поколение Microdrive емкостью 512 Мбайт и 1 Гбайт. Здесь мы приведем ссылку на тест 1-Гбайт модели. 16-граммовый жесткий диск показал скорость линейного чтения 3,56 Мбайт/с, записи — 1,86 Мбайт/с, что заметно превышает уровень 340-Мбайт модели. Время доступа по тестам — 22 мс, здесь у карт CF всегда сохранялось преимущество — 1,4 мс.
Затем IBM продает подразделение HDD Hitachi, за производство и маркетинг Microdrive отвечает Hitachi Global Storage Technologies. В 2003 году выходят модели на 2 и 4 Гбайт, в 2005 — на 6 Гбайт. Позднее были представлены жесткие диски на 8 и 16 Гбайт.
Первые мобильные компьютеры
В конце 1980-х годов стали популярны переносные мобильные компьютеры, которые позднее превратились в ноутбуки. Изначально в них устанавливались 3,5" жесткие диски, которые приводили к весьма существенным размерам. И здесь стоит привести два характерных примера.
Китайская попытка: GS Magicstor
В 2003 году китайский производитель GS Magicstor (подразделение GS Magic, Inc.) анонсирует собственные 1-дюймовые жесткие диски емкостью 2,4 Гбайт. За ними в 2004 году последовали варианты емкостью 2,2 (Magicstor 1022C) и 4,8 Гбайт (Magicstor 1024C). Скорость вращения шпинделя составила 4.200 об/мин, скорость чтения с поверхности диска — 53-100 Мбит/с, скорость передачи данных 3,3-6,5 Мбайт/с. Здесь можно привести ссылку на тест. Однако в 2004 году Hitachi Global Storage Technologies подала иск на GS Magicstor за нарушение многочисленных патентов Hitachi GST.
Чему равны три зеттабайта?
В марте 2021 года компания Seagate объявила, что суммарная емкость выпущенных HDD достигла трех зеттабайт. Много это или мало? Давайте разбираться.
Планка в один зеттабайт была достигнута спустя 36 лет после основания компании. Потребовалось еще четыре года, чтобы добраться до уровня двух зеттабайт. Наконец, спустя ещё два года ёмкость всех поставленных жёстких Seagate перевалила за три зеттабайта.
За последние годы ёмкость поставляемых HDD стремительно возросла.
В фильме «Элизиум — рай не на Земле» объем данных мозга главного героя составлял 50 эксабайт. И трех зеттабайт хватит для хранения 60 таких мозгов.
Трех зеттабайт достаточно, чтобы записать 30 млрд. фильмов в разрешении 4K. Если вы захотите все их посмотреть, то уйдет 5,4 млн. лет! Либо можно записать 60 млрд. игр, которыми можно будет насладиться на протяжении 86.700 жизней без перерыва. Но хватит ли у вас жизней?
В массив на три зеттабайта можно записать 7,5 трлн. песен в формате MP3. С учетом нынешнего населения Земли 7,7 млрд., каждый человек получит персональную библиотеку на 1000 композиций. Такого количества музыки достаточно, чтобы запустить дискотеку на протяжении 43 млн. лет.
Если же вы любите снимать селфи, то сколько их можно сохранить в таком объеме? 1,5 квадриллиона! Чтобы не вдаваться в подсчеты, сообщим, что каждый житель Земли получит личную библиотеку на 200 тысяч снимков.
Но если посмотреть в будущее, то спрос на доступную емкость хранения данных будет увеличиваться еще стремительнее. И через несколько лет три зеттабайта будут как капля в море.
Первый 2,5" жесткий диск PrairieTek 220
2,5" жесткий диск PrairieTek 220, 1988 (источник: PrairieTek)
Основанная Терри Джонсоном компания PrairieTek представила в 1988 году первый 2,5" жесткий диск на 20 Мбайт. Толщина накопителя составляла 25 мм, PT220 знаменовал целую череду инноваций в сегменте мобильных компьютеров. 2,5" форм-фактор занимал на 30% меньше объема по сравнению с 3,5" жесткими дисками. Массовое производство стартовало в 1989 году.
2,5" жесткий диск Prairie 120, 1990 (источник: архив Jim Porter)
В 1990 году выходят еще два накопителя. Prairie 120 на 21,4 Мбайт оказался еще тоньше: 15,4 x 71,4 x 101,6 мм при весе 180 г. Среднее энергопотребление не превышало 1,0 Вт. Использовались инновационные головки с переменным усилием прижима, которые никогда не входили в прямой контакт с поверхностью диска. Поэтому не приходилось переживать насчет их отламывания при некорректной парковке. Второй жесткий диск Prairie 240 (25,4 x 72,6 x 116,8 мм, 258 г) удвоил емкость до 42,8 Мбайт, при этом он потреблял меньше 1,5 Вт. 240 можно назвать логичным развитием оригинального 220, поскольку он потреблял такую же мощность, но обеспечивал в два раза большую емкость.
2,5" жесткие диски Prairie 240 и 242 (источник: архив Jim Porter)
На то время единственными конкурентами были JVC и Conner Peripherals, которые быстро поняли, что рынку нужны еще более емкие HDD. Однодисковая модель PrairieTek на 40 Мбайт, которая могла стать потенциально успешным продуктом, задержалась. В 1990 году из PrairieTek уходит сооснователь Стив Волк, после этого компания не продержалась и года. В 1991 PrairieTek подает на банкротство, а в 1992 году началась битва за патенты PrairieTek, которые в итоге купили Conner Peripherals и Alps Electric за впечатляющую сумму $18 млн. В патентах, например, описывались возможности снижения энергопотребления, которые затем вошли в стандарты ATA и SCSI.
Seagate ST1
Жесткий диск Seagate ST1 на 2,5 Гбайт, источник Wikipedia
Открытый жесткий диск Seagate ST1, источник Wikipedia
Данные — новая нефть!
Следует помнить, что данные имеют огромную ценность. Чем больше бизнес инвестирует в создание, захват, анализ и хранения данных, тем больше возможностей их эффективного использования. Тем больше открытий помогут сделать данные, тем больше проблем они решат и тем больше прибыли они позволят заработать.
Каков физический вес одного гигабайта памяти / хранилища? Допустим, это на жестком диске.
Какой вес связан с атомами, которые на самом деле хранят данные на диске? Как изменилось это значение при увеличении плотности дисков?
Плотность жесткого диска измеряется в битах на квадратный дюйм, самая высокая из которых в настоящее время (5/2013) составляет 750 гигабит на квадратный дюйм. Это означает, что гигабайт данных займет около 6,88 миллиметра 2 . Вес области пластины состоит из подложки (обычно стеклянной и керамической) и магнитного слоя, который фактически содержит магнитные зерна, хранящие данные. Магнитный слой обычно состоит из сплава кобальта толщиной 10-20 нм. Предполагая толщину 10 нм, чтобы сделать математику легче, это дает нам около 6,88 * 10 13 нм 3 материала магнитного слоя на один гигабайт.
Учитывая плотность кобальта, это означает, что мы можем приблизить вес в 0,612471 микрограмма.
Я не уверен, сколько весит субстрат, но это почти наверняка больше.
Обновление 2012 года: это все о дисках, которые поставляются в настоящее время. В последнее время Seagate получает много шума до 1 терабит на квадратный дюйм, но это техническая демонстрация, которая еще не поступила в продажу.
Обновление 2013 года. Похоже, что плотность размещения жестких дисков в стагнации находится в состоянии стагнации, согласно интересному отчету IBM по плотности размещения. TDK говорит, что они могут приблизиться к отметке 1,5 Тбит / дюйм 2 , но они не появятся на рынке до 2014 года. Технология Seagate, рекламируемая в прошлом году, должна появиться и в 2014 году. Следующий год должен быть захватывающим для веса гигабайт.
Ранее в разделе «Сколько гигабайт весит на жестком диске?"
- 2009: плотность записи 400 Гбит / дюйм 2 = 1,1518 микрограмм (ссылка)
- 2010: плотность записи 541,4 Гбит / дюйм 2 = 0,84817 микрограмм (ссылка)
- 2011: плотность записи 625 Гбит / дюйм 2 = 0,734966 микрограмм (ссылка)
- 2012: плотность записи 744 Гбит / дюйм 2 = 0,617411 микрограмм (ссылка)
Хранящиеся на диске данные не увеличивают вес диска. Единственная разница в весе между дисками будет заключаться в общем размере диска (например, обычные жесткие диски больше, чем портативные жесткие диски по размеру и типичной массе, а на дисках большего размера может быть больше пластин для хранения данных, чем у старых), и в материалах, использованных для изготовления диска.
Данные хранятся путем переключения магнитной полярности на диске, а не путем добавления или вычитания чего-либо из фактического вещества. Полный диск будет иметь такую же массу и поэтому будет весить одинаково (при условии, что вы не перемещаете диск в место, где гравитация сильнее или слабее, например на Луну).
Переключение полярности жесткого диска похоже на поворот магнита так, что северный и южный полюсы переключаются. Это не аналогично созданию иона (удаление или добавление электронов атома, чтобы придать ему положительный или отрицательный характер). Это может теоретически отрегулировать массу диска, но для всех намерений и целей электроны не имеют массы (настолько бесконечно малой, что это почти так кажется), так что вы снова вернетесь к исходной точке, если диск каким-то образом работал таким образом, что это не так.
Мировые поставки накопителей на жестких дисках в 2006 году увеличились на 15,5% с 375,8 миллионов до 434,2 миллионов штук. Основной рост произошел за счет резкого увеличения спроса на внешние накопители, побуждаемого желанием пользователей иметь резервное устройство большого объема для хранения аудио и видеофайлов. В результате в 2006 году рынок внешних накопителей больших объемов испытал настоящий бум: было продано на 37% больше внешних жестких дисков, чем в 2005 году.
Лидером среди поставщиков накопителей на жестких дисках остается компания Seagate, еще более укрепившая позиции в 2006 году, во многом благодаря приобретению другого крупного производителя, компании Maxtor. Удельный вес продуктов компании Seagate в прошлом году составил 33,1%. Второе и третье место, сохранив свои позиции с 2006 года, занимают компании Western Digital и Hitachi GST c 19,6% и 16,1% рынка, соответственно. Следом за ними идут обменявшиеся строчками рейтинга компании Samsung (10,0%) и Toshiba (9,0%); еще один крупный производитель жестких дисков, компания Fujitsu, с 6,9% рынка осталась на шестом месте.
Емкость жестких дисков для настольных компьютеров все увеличивается и достигла психологической отметки в 1 Тб – такой накопитель представила в начале 2007 года компания Hitachi Global Storage Technologies (HGST). Интересно, что представленная модель стала первым 3,5-дюймовым накопителем компании, использующим технологию перпендикулярной записи (PMR), в то время как лидер рынка Seagate давно освоил данное новшество. Что касается терабайтного винчестера от Hitachi, то он поступил в продажу по цене около $400.
Примечательно, что компания Seagate имеет готовые образцы накопителей на жестких магнитных дисках емкостью один терабайт, но до последнего времени еще не была готова к релизу. Как сообщалось, потребности в раннем выводе на рынок терабайтных моделей у Seagate пока нет, поскольку на данный момент в сегменте "суперобъемных" накопителей продолжают доминировать её 750-Гб НЖМД. Такая задержка позволит производителю основательно протестировать продукты и оказаться полностью уверенным в традиционно высоком для Seagate качестве. Не стоит забывать, что диски Hitachi состоят из пяти 200-Гб пластин, в то время как Seagate для набора одного терабайта достаточно четыре по 250 Гб. Это позволит лидеру рынка НЖМД производить более дешевые диски, чем конкуренты. Ждать пришлось недолго - недавно Seagate от слов перешла к делу, и её терабайтные накопители, наконец, были анонсированы.
Seagate представила сразу две модели: Barracuda 7200.11 и Barracuda ES.2, которая ориентирована на корпоративный сектор. Отметим общие для обеих моделей характеристики. Новинки имеют кэш-память емкостью до 32 Мб, среднее время поиска дорожки 8,5 мс, шпиндель с частотой вращения 7200 оборотов в минуту, четыре пластины емкостью 250 Гб. На продукты производитель даёт 5-тилетнюю гарантию. Помимо терабайтных вариантов на рынок выйдут также диски Barracuda 7200.11 емкостью 500 и 750 Гб, Barracuda ES.2 - 250, 500 и 750 Гб. Seagate сообщает, что массовые продажи Barracuda ES.2 и Barracuda 7200.11 стартуют в этом квартале. Цена корпоративной версии не указывается, а рекомендованная розничная стоимость Barracuda 7200.11 составляет $400 (если быть точным, маркетологи установили цену в $399,99).
Примечательно, что почти одновременно с Seagate Samsung также анонсировала выход терабайтного накопителя. В жестком диске от Samsung всего три пластины, емкость каждой составляет 334 Гб, зато новинка от Samsung получила только 16-Мб буфер. С такими пластинами и до 1,33 Тб диска рукой подать.
В сегменте накопителей для мобильных ПК Hitachi также находится в стане лидеров – несколько недель назад компания анонсировала, как утверждается, самый быстрый жесткий диск для ноутбуков – Travelstar 7K200. Как видно из названия, новинка обладает емкостью 200 Гб и поддерживает технологию шифрования данных Bulk Data Encryption. Высокая производительность достигается, в том числе и за счет того, что скорость вращения шпинделя составляет 7200 об/мин. В розницу Travelstar 7K200 поступит летом 2007 года по рекомендованной цене $249.
Что касается твердотельных накопителей, то, как прогнозирует аналитическое агентство iSuppli, более половины продаваемых в четвертом квартале 2009 года ноутбуков будут оборудованы накопителями на основе флэш-памяти (SSD). Согласно прогнозу, в указанном периоде из 40 миллионов проданных ноутбуков около 24 миллионов будут оснащены SSD. В первом квартале 2007 года этот показатель составлял всего 0,7%.
Напомним, что флэш-диски заметно быстрее своих магнитных аналогов, кроме того, они совершенно бесшумны, значительно более ударопрочны и потребляют меньше энергии – так что вопрос, лучше они или хуже НЖМД, не стоит. Вопрос лишь в цене. По емкости SSD-диски также вполне конкурентоспособны – STEC в апреле анонсировала 512-Гб диск. По оценкам самого производителя, к 2012 году стоимость одного гигабайта SSD-диска составит около $2, а 512-Гб накопитель можно будет приобрести за $1000. Пока о таких ценах остается только мечтать. Не стоит забывать, что выходу на рынок SSD препятствовала сама флэш-память, число циклов записи которой ограничено. Недавно рамки этого ограничения смогли существенно раздвинуть, отсюда и всплеск активности в данной индустрии.
Рассмотрим продуктовую линейку основных производителей.
Toshiba 0,85" HDD для мобильных телефонов
Toshiba 0,85" HDD
В 2004 году Toshiba анонсировала самый маленький жесткий диск форматом всего 0,85 дюйма. Емкость HDD составила 2 и 4 Гбайт. Новый жесткий диск был ориентирован на портативные музыкальные/видеоплееры, КПК и мобильные телефоны, тонкие ноутбуки. Среднее время поиска HDD — 16 мс, среднее энергопотребление — 0,5 Вт, скорость вращения шпинделя 3.600 об/мин, вес — всего 8,5 г. Первым аудиоплеером с новым HDD стал Cowon iAudio 6.
Toshiba намеревалась продать к концу 2004 года 300.000 своих 0,85" жестких дисков. С чем же были связаны такие надежды? В 2001 году вышел iPod, где использовался 1,8" жесткий диск Toshiba. И к 2004 году японская компания поставила более трех миллионов 1,8" HDD. Преемник iPod под названием iPod Mini использовал уже 4-Гбайт 1" жесткий диск Hitachi. Однако тот же Apple iPod Nano получил в свое распоряжение уже 4 Гбайт флэш-памяти, поэтому судьба 0,85" жесткого диска Toshiba была предрешена.
Преимущества и недостатки 1-дюймовых жестких дисков
Жесткие диски Microdrive на момент своего анонса казались весьма обещающими. Действительно, по емкости они превосходили карты Compact Flash, и такая ситуация продержалась до 2006 года. Жесткие диски выдерживали больше циклов записи по сравнению с флэш-памятью, что позволяло использовать их для файла подкачки во встраиваемых системах. HDD лучше справлялись с потерей питания, данных терялось меньше. Наконец, HDD Microdrive можно было использовать не только вместо карт Compact Flash, но и в отсеках ноутбуков через адаптер PCMCIA.
Однако уже в 2006 году емкость флэш-карт CF догнала Microdrive. В 2015 году выпущены 512-Гбайт карты CF, которые в 42 раза превосходили емкость 12 Гбайт у последнего 1" HDD Seagate ST1. Механические жесткие диски все же более чувствительны к ударам и изменению температур, чем флэш-память. Хотя производители HDD добавили различные функции, повышающие надежность. High-end карты Compact Flash показывают пропускную способность порядка 45 Мбайт/с, в то время как Microdrive дают всего 4-6 Мбайт/с. Что весьма чувствительно для пакетной съемки, например.
HDD требуют время на раскрутку шпинделя при выходе из режима сна (порядка 1 с). Жесткие диски, в отличие от флэш-памяти, потребляют энергию даже когда нет процесса чтения/записи (по этой причине производители и переводят их в режим сна, что приводит к дополнительным задержкам на раскрутку).
Все это привело к тому, что флэш-память вытеснила жесткие диски Microdrive. Современная флэш-память отличается высокой надежностью, низкой себестоимостью и энергопотреблением, не говоря уже о компактных размерах.
Что нас ждет в будущем?
А теперь перейдем к перспективам в ближайшем будущем.
Знаете ли вы, что беспилотные автомобили генерируют до 32 терабайт данных каждый день, причем это касается каждого автомобиля? Как раз недавно мы опубликовали статью, рассказывающую о важности данных в сфере автономного вождения. Умные заводы создают 1 петабайт данных ежедневно, а умный город — 2,5 петабайт данных в день. Каждый умный город приведет к генерации данных около 1 эксабайта в год. Тысяча умных городов — 1 зеттабайта в год.
Геном человека занимает 100 Гбайт данных. И если мы хотим сохранить данные генома каждого человека на планете, то потребуется 700 эксабайт емкости, то есть 0,7 зеттабайт.
Поэтому спрос на данные будет расти! И удивляться огромным цифрам не стоит!
1,3 дюйма: HP Kittyhawk
HP Kittyhawk вместе с картой CF и монетой для сравнения, источник: Wikipedia
В 1992 году Hewlett Packard ставит новый рекорд с 20-Мбайт 1,3-дюймовым накопителем Kittyhawk с интерфейсом IDE, который устанавливался в персональный "наладонник" производства EO, Inc. Позднее была представлена модель Kittyhawk II на 40 Мбайт. Габариты накопителей составляли 50,8 x 36,5 x 10,5 мм, вес — 28 г. На самом деле жесткие диски изготавливались Citizen Corporation, которая в то время была лидером по производству миниатюрных устройств. Интересно, что у HDD появились некоторые инновации, в том числе акселерометр, который защищал жесткий диск от падения. Производитель заявлял, что Kittyhawk выдержит падение с высоты метра на бетонный пол без потери данных.
Несмотря на интересные характеристики, коммерческого успеха у Kittyhawk не было. В ноутбуки такие жесткие диски устанавливать было невыгодно из-за высокой цены мегабайта (за 40-Мбайт HDD просили $499, то есть нынешние $975 или 69,4 тыс. рублей). Рынок КПК и наладонных устройств в начале 90-х так и не "взлетел". Для игровых консолей жесткий диск тоже был слишком дорогой.
В итоге HP прекращает производство Kittyhawk в 1994 году. Было продано порядка 160.000 накопителей, хотя прогноз на два года составлял 700.000. В 1996 году из-за провала Kittyhawk компания Hewlett Packard закрывает подразделение Disk Memory Division и уходит с рынка жестких дисков.
Как насчет эффективности?
Но все ли эти данные используются эффективно? Отнюдь, как считают исследователи IDC. Лишь 32% данных, собираемых в корпоративном сегменте, приносят пользу. А 68% данных никак не используются. Поэтому значительная часть потенциала теряется.
Какой из этого следует сделать вывод? Инфраструктура хранения и емкость хранилищ должна поспевать за ростом объемов генерируемых данных. К счастью, благодаря таким технологиям, как HAMR (см. нашу статью «От витражей к терабайтам: разгадываем тайны HAMR»), наращивание емкости жестких дисков продолжается. Поэтому и корпоративные хранилища «голодать» не будут.
Итог следующий: нам придется жить в мире с массивами данных масштаба зеттабайтов. Все это позволит внедрить различные инновации в повседневной жизни и работе, общении между людьми, заботе о нашей планете. Но должны существовать способы простого, безопасного и недорогого получения, хранения и обмена данными. Seagate в данной сфере продвигает открытые стандарты в своих системах хранения данных. Здесь можно вспомнить платформу Lyve для хранения больших объемов данных на периферии и в облаке, в том числе новые Lyve Rack, Lyve Mobile и Lyve Cloud, помогающие в корпоративном сегменте снизить затраты и сложность хранения, перемещения и использования данных при любом масштабе бизнеса.
Гонка емкости 2,5" HDD
К моменту банкротства PrairieTek на рынке 2,5" жестких дисков присутствовало еще десяток других компаний, причем все они предлагали емкости выше 20 Мбайт. Срок жизни продуктов начал измеряться уже не годами, а месяцами. Здесь стоит отметить компанию Toshiba, которая не выпускала настольные компьютеры, но довольно рано вышла на рынок мобильных систем. Она разработала жесткий диск с нуля, причем на стеклянных пластинах (в HDD PrairieTek использовались алюминиевые пластины).
Интересно, что в то время единого 2,5" формата не было. Вы наверняка обратили внимание на разные габариты жестких дисков PrairieTek, и здесь речь идет лишь об одном производителе. Поэтому разработчикам мобильных компьютеров приходилось закладывать в дизайн конкретную модель жесткого диска. Для перехода на другую модель приходилось переделывать крепежные отверстия и расположение интерфейсов.
Конец подобной неразберихе положил форум Sun Microsystems в начале 1990 года, по итогам которого был создан комитет SFF Committee. Но только в ноябре 1993 индустрия одобрила спецификацию SFF-8004, которая разрабатывалась группой Дэвида Уайта. Что сделало жесткие диски для ноутбуков совместимыми и заменяемыми. Позднее производители перешли на 2,5" жесткие диски толщиной всего 9,5 мм, оставив штатные 12,5 мм для самых емких моделей. В декабре 2009 Seagate анонсировала жесткие диски толщиной всего 7 мм, однако рекорд здесь принадлежит Western Digital, которая выпустила в 2013 году накопители толщиной 5 мм.
Apple Powerbook 100, источник Wikipedia
Гонка емкости жестких дисков мобильных компьютеров в начале 90-х набрала такие темпы, что потребители нещадно критиковали модели с 20-Мбайт HDD. Например, таковым оказался ноутбук Apple PowerBook 100 за $2.300 ($4.632, 330 тыс. рублей). Он вышел в декабре 1991 с 20-Мбайт жестким диском. И хотя Apple отреагировала на критику, добавив 40-Мбайт опцию через несколько недель, темп набрать не удалось.
IBM ThinkPad 700C, источник Wikipedia
IBM уже в октябре 1992 года представляет ThinkPad 700 весом под 3 кг и ценой $2.950 ($5.767, 410 тыс. рублей), который оснащался 120-Мбайт жестким диском. Опция ThinkPad 700C с цветным дисплеем стоила дороже — $4.350 ($8.504, 605 тыс. рублей). ThinkPad 300 производства Zenith Data Systems тоже оснащался 120-Мбайт HDD, при этом обещал до 10 часов автономной работы. Стоил ноутбук еще дешевле — $2.199 ($4.299, 306 тыс. рублей). В августе 1993 года IBM анонсировала ThinkPad 500 с жестким диском на 170 Мбайт и весом всего 1,7 кг, однако он был отозван четыре месяца спустя.
Integral Peripherals Mustang 1820 в прозрачном корпусе, источник Integral Peripherals
Compaq LTE/286
Compaq LTE/286, источник Wikipedia
В 1989 году выходит Compaq LTE/286, который уже более-менее напоминает современные ноутбуки. Цена составила порядка $5.000 ($11.060, 788 тыс. рублей). Вес удалось снизить до 3 кг, как и толщину — всего 2 дюйма (5 см). Здесь впервые были использованы 2,5" жесткие диски емкостью 20 Мбайт (позднее 40 Мбайт). Имелся и дисковод 3,5" формата. Наглядно видно, что 2,5" жесткие диски сыграли ключевую роль в уменьшении габаритов мобильных компьютеров и веса, а также в увеличении времени автономной работы. Поэтому на 2,5" формате стоит остановиться подробнее.
Читайте также: