История жестких дисков: от перфокарт до твердотельных накопителей

Жесткие диски — важная часть техники, которая часто остается незамеченной, как более яркие компоненты. Это сердце любой компьютерной системы. Все ваши ценные данные — документы, фотографии, музыка, приложения и т. д. — хранятся на жестком диске HDD.

В этой статье мы погрузимся в сложный мир жестких дисков и рассмотрим их эволюцию от гигантов размером с комнату до мощных, компактных, карманных машин.

Перфорированная крышка

В середине XX века перфокарты были популярным способом ввода информации в компьютеры, при этом каждая карта соответствовала строке команды или данных. Это были времена мэйнфреймов, таких как IBM 305, которые хранили данные на жестких дисках.

Дисковое хранилище IBM 350

Система хранения данных на 350 дисков была ключевым компонентом системы произвольного доступа IBM 305 RAMAC, представленной в сентябре 1956 года. Система состоит из 40 магнитных дисков и пары головок чтения/записи, установленных на стреле, которая перемещается вверх и вниз для доступа к каждому диску. Общая емкость всех 40 дисков составляет 5 МБ.

IBM RAMAC 305

IBM RAMAC 305 представляла собой универсальную электронную машину обработки данных. Это была одна из последних систем IBM на электронных лампах, и было выпущено более 1000 экземпляров, пока IBM не прекратила выпуск этой линии в 1961 году. Система была довольно громоздкой, и для ее эксплуатации требовалось три оператора.

Эл Хогланд – член команды изобретателей системы RAMAC

Эл Хогланд был членом команды RAMAC. Он проработал в IBM 28 лет. По его словам, RAMAC была первой дисковой системой хранения данных, используемой в компьютерах. Именно тогда он начал предвидеть будущее жестких дисков.

магнитный диск IBM

В начале 1950-х годов компания IBM изобрела магнитный диск. Диск состоял из 100 концентрических канавок с каждой стороны. Каждая ячейка вмещает 500 символов (букв и цифр). Этот диск позволяет пользователям извлекать информацию менее чем за 1 секунду.

Магнитный барабан IBM 650

Барабан длиной 16 дюймов (~40 см), вращающийся со скоростью 12 500 об/мин, использовался в компьютерной системе IBM 650 середины 1950-х годов и вмещал 10 000 символов. Данные закодированы в магнитной форме на 40 дорожках вокруг барабана.

Жесткий диск IBM 1311

Всего через два года после появления RAMAC 305 компания IBM выпустила 1311 — первую систему хранения данных, в которой использовались «летающие» головки чтения/записи на механических рычагах для чтения и записи данных на поверхности 50 24-дюймовых магнитных дисков. Головка чтения/записи 1311 соединена с вращающимся приводом, а каждая пластина имеет собственную головку чтения/записи.

Съемное хранилище IBM 1301

Технологии хранения данных позволили уменьшить размеры устройств с холодильника до стиральной машины. Система включает шесть сменных 14-дюймовых дисков, каждый максимальной емкостью 2,6 МБ. 1301 использовался в середине 1970-х годов.

С 1979 по 2010 год

С 1970 года по настоящее время вышло 6 поколений жестких дисков: первым была модель с размером диска 8 дюймов (20 см), за ней последовали модели с размером диска 5,25 дюйма (13 см), 3,5 дюйма (9 см), 2,5 дюйма (6,4 см), 1,8 дюйма (4,6 см) и 1 дюйм (2,54 см).

• Мини-жёсткий диск Hitachi Microdrive 16 ГБ

Небольшие жесткие диски Hitachi Microdrive стали движущей силой революции в области карманных устройств. Например, iPod от Apple, впервые выпущенный в 2001 году, имел 1,8-дюймовый жесткий диск емкостью 5 ГБ. К 2006 году iPod был оснащен мини-жёстким диском объёмом 160 ГБ.

• Меньше, лучше

Первоначальный размер Microdrive составлял 1,8 дюйма, затем его уменьшили до 1 дюйма и, наконец, до 0,85 дюйма (2,2 см).

• USB-флеш-накопитель

Твердотельные накопители (SSD), или флэш-память NAND, быстро вытесняют традиционные жесткие диски в качестве портативных хранилищ. Флэш-карта Pico от SuperTalent (на фото) вмещает 8 ГБ данных. Однако сегодня емкость USB-накопителя размером с палец может достигать 256 ГБ.

В 1956 году RAMAC 305 вмещал 5 миллионов символов. Сегодня жесткие диски доступны емкостью до 3 ТБ, а объемы твердотельных накопителей быстро приближаются к терабайту.

С 2010 года по настоящее время

Сегодня жесткие диски стали меньше, быстрее и способны хранить огромные объемы данных. Другой тип хранения данных — твердотельный накопитель (SSD), который не имеет движущихся частей и использует флэш-память для хранения данных, — также стал популярным благодаря своей скорости и надежности.

За исключением спада в течение большей части 2022 года и всего 2023 года, цены на жесткие диски в целом росли, поскольку поставки корпоративных, потребительских и устаревших ПК были заменены твердотельными накопителями, а общая доля корпоративных жестких дисков большой емкости увеличилась. В 2022 году общий объем поставок жестких дисков составит 172 млн единиц на сумму 20,4 млрд долларов. В 2023 году поставки составили около 127 миллионов единиц, а общая выручка составила почти 14 миллиардов долларов.

Эксперты ожидают, что возросший спрос на хранилища для ИИ и других приложений в сочетании с накоплением запасов из-за пандемии приведет к росту спроса на цифровые хранилища во всех секторах к 2024 году. В 2024 году наметились признаки восстановления на рынках флэш-памяти NAND и твердотельных накопителей, и ожидается, что в этом году также вырастет спрос на жесткие диски.

С момента своего зарождения в 1956 году и до пика в 2012 году доходы от продаж жестких дисков росли. После этого пика доходы от продаж жестких дисков снизились. Прогноз на 2024 год — отгрузка 127 миллионов единиц с выручкой около 14 миллиардов долларов.

Хотя решения для облачного хранения данных и сетевые накопители (NAS) становятся все более популярными, жесткие диски по-прежнему остаются важным компонентом большинства компьютерных систем, выступая в качестве основных или резервных устройств хранения данных.

История жестких дисков — это история постоянных инноваций и прогресса, отражающая более широкую эволюцию компьютерных технологий.