Кто и как изобрел первый жесткий диск: 4 эпохи истории HDD

Что, если бы развитие вычислительных машин в самом начале пошло по другому пути? Если бы технологии эволюционировали в другом направлении, и в 21 столетии для работы с ПК использовались перфокарты, как в ранних произведениях Айзека Азимова?

В эпоху флешек размером с фасолину трудно представить, что для компьютера вроде Gaming X39 нужно было бы выделить целую комнату в квартире. Или использовать машину размером с Манхэттен, спрятанную под землей, для исследований в области создания искусственного интеллекта. А обмениваться данными с устройством – исключительно при помощи перфокарт. Инстаграм и Фейсбук в таком будущем вряд ли бы появились.

Вероятно, это стало бы реальностью, если бы жесткий диск не изобрели. Статья подробно рассказывает, как появился первый HDD, как эволюционировал, и кого благодарить человечеству.

Предшественники и разработка жесткого диска

После окончания Второй Мировой войны акценты с военных разработок постепенно сместились в сторону развития технологий с коммерческой целью. Технология использования магнитной ленты стала вытеснять перфокарты. Детище немецких ученых было известно еще в 30-х годах, но вплоть до окончания войны было военной тайной Германии.

После многочисленных экспериментов американцы приспособили ее для записи и хранения электронных данных. Первым совместимым коммерческим устройством для презентации 1951 года стал UNIVAC I. Носитель приобрел такую популярность, что устанавливался на персональные ПК еще 50 лет.

Интересно: Правительственные организации разных стран, включая бывший СССР, предпочитали записывать важную информацию, к которой редко требуется доступ, именно на ленту.

Срок ее «жизни» в среднем не превышает 40 лет. Но чем больше объем данных, тем длиннее пленка. А бобины, соответственно, занимают площадь и требуют правильного хранения.

Конкуренцию ленте в середине 20 веке составлял магнитный барабан. Конструкция представляла собой цилиндр с нанесенным на поверхность слоем ферромагнетика. Во время работы барабан быстро вращался, а считывающие головки записывали или считывали информацию – каждая с отдельной магнитной дорожки. Чаще прибор служил оперативкой, но мог использоваться и как внешнее запоминающее устройство.

Работа с каждым из приспособлений требовала значительных затрат времени и усилий. Поэтому инженеры солидных компаний ломали головы над поиском альтернативы громоздким и неудобным системам. А в это время американский школьный учитель Рейнольд Джонсон соображал, как бы тесты учеников проверялись сами собой.

Судя по результату, мотивация у преподавателя оказалась сильнее, чем у ученых. Для хранения данных он создал технологию mark sense. С ее помощью карты с отметками карандашом трансформировались в перфокарты. Об изобретении прознала IBM и избавила Джонсона от проверки ученических знаний полностью.

Нужен небольшой апгрейд? 10 лучших внутренних жестких дисков на 500 Гб и 5 секретов качественной покупки

Компания не случайно стала одной из крупнейших электронных корпораций в мире. Тогда, в начале 50-х прошлого века, IBM не пожалела денег на талантливого разработчика. И под лабораторию для Рейнольда с командой выделили отдельное здание.

Кстати: Помимо главной задачи ученые вели исследования в других направлениях. Среди значимых наработок числятся попытки сконструировать автоматические часы для регистрации времени прихода и ухода сотрудника на рабочее место.

Что касается работы над созданием накопителя, здесь инженеры сосредоточились на опытах с магнитными технологиями. Чтобы подобрать правильный носитель, экспериментировали предметами разнообразных форм и материалов. В ход шли кольца и барабаны, стержни и проволока. Победа в соревновании досталась диску. Вращаясь вокруг оси, он обеспечивал быстрый доступ к данным, а площадь поверхности была достаточной для значительного объема информации.

Создание IBM 350 Disk Storage Unit

Стимулом ускорить работу для IBM и Джонсона стал заказ от ВВС Соединенных Штатов. Военным понадобился прибор, на котором можно было бы хранить 50 тысяч записей. Главным требованием стал моментальный доступ к каждой позиции картотеки.

Ни материал, ни технологию, которые соответствовали бы запросу, ученые тогда еще не определили. На разработки и тестирование, выявление и исправление ошибок ушло почти два года. В 1955-ом менеджмент концерна официально объявил, что носитель данных на магнитных дисках изобретен и пригоден к работе.

Для дома и работы: ТОП-5 лучших HDD на 2 TB – Рейтинг внутренних жестких дисков на 2000 Гб

Спустя год компания представила публике 350 Disk Storage Unit. Первый HDD больше напоминал шкаф и весил почти тонну. На ось громоздкого цилиндра (1,5 м х 1,7 м х 0,74 м) были нанизаны 50 дисков. Диаметр каждого – более полуметра, а поверхность покрыта ферромагнитным слоем.

Интересно: диски окрашивали вручную. Для равномерного нанесения использовали стаканчики из бумаги и шелковые чулки.

Объем устройства составил 3,75 Мб, что на тот момент было невероятной цифрой. Диски крутились со скоростью 1200 об/мин. Считывающие головки располагались на специальном приводе. При весе в полтора килограмма конструкция успевала передвинуться от нижнего диска к верхнему менее, чем за секунду.

Преимущества изобретения были очевидны:

• чтобы сохранить такой же объем данных, потребовалось бы более 60 тысяч перфокарт;

• доступ к записям был мгновенным, тогда как на работу с перфолентой тратилось несколько минут.

Сами по себе, отдельно Disk Storage Unit не продавались.Это сейчас каждый может купить WD60PURZ и собрать системник. Тогда же новинками укомплектовывали компьютеры IBM.

Первой машиной с настоящим HDD стал 305 RAMAC. Громоздкий и тяжелый, однако этот прибор отличался комфортным управлением. Конструкция включала также процессор, перфоратор, принтер, блок питания и рабочую панель. Оперировать ЭВМ можно было при помощи клавиатуры, пишущей машинки, системы для перфокарт и кнопок. Присутствовали и световые показчики для отражения этапов работы.

Стоил агрегат недешево – 10 тысяч долларов. Даже при покупке в лизинг владельцам приходилось выплачивать по $3200 ежемесячно. Поэтому позволить себе новинку IBM могли только правительственные организации и крупные корпорации.

Битва за рынок HDD

До конца 1960-х без участия IBM не происходило ни одно событие, касающееся «винчестеров». Большинство разработок в области принадлежит инженерам этой компании.

Любопытно: Термин «винчестер» появился случайно. Кеннет Хотон, руководитель направления, непреднамеренно так назвал устройство во время рабочей дискуссии.

Продукция бренда-пионера, несмотря на изменения в окружающем мире, оставалась привилегией корпоративных гигантов и госорганов. Стоимость и габариты приборов с памятью в 2-2,5 Гб делали их недоступными для рядового покупателя. В то же время число людей, работающих с компьютером или имевших доступ к нему, неуклонно росло.

Но индивидуальным пользователям предлагали лишь модели, рассчитанные на дискеты по 1,2 мегабайта. Лучшие устройства оснащали двумя дисководами, но и этого становилось недостаточно. Розничный рынок ускользал от IBM, а сама компания не стремилась к завоеванию.

Образовавшаяся ниша пустовала недолго. Один из разработчиков первого HDD – Эл Шугарт – прихватил несколько коллег и основал собственную фирму. Оставив позади «насиженное» место, инженеры Seagate Technology занялись разработкой жесткого диска для массового покупателя.

То ли стимулом стала новая цель, то ли желание превзойти уже конкурента-IBM, но работали ребята быстро. Всего спустя год создали и запустили в производство первое устройство для домашних ПК.

В тему: Что лучше, ноутбук или компьютер (ПК): 5 советов, как выбрать технику для своих нужд

Изделие скромно назвали ST-506. Место для данных ограничивалось 5-ю мегабайтами, и тягаться с промышленными вычислительными монстрами HDD не мог. Зато скорость оси в 3600 об/мин обеспечивала приемлемую оперативность отклика. Формат «винта» 5,25" позволял не мудрить с отсеками и устанавливать его вместо дисковода.

Покупателям чудо техники обходилось в 1700 долларов, поэтому круг клиентов ограничивался их платежеспособностью. Впрочем, и первые цифровые фотоаппараты стоили целое состояние. Аналитики же предсказывали им провал на рынке. Когда же цена упала вдвое-втрое, «цифровики» вытеснили пленочные модели в массовом сегменте.

Вопреки предположениям, айбиэмщики предпочли дружить с Seagate, а не воевать. Результатом дальновидной сделки стал IBM 5160. В ПК ставили доработанный ST-412, вмещавший до 10 мегабайт информации. С момента выхода в 1983 году и по 1988-ой производитель реализовал более 25 млн устройств.

С Seagate сотрудничала и Western Digital, которая появилась на рынке в 1970-ом. Среди прочей электроники фирма выпускала контроллеры. Именно их компания поставляла для устройств ST-412 и ST-506, рассчитанных на широкую аудиторию. Позже пути партнеров разошлись – WD сосредоточилась на деталях для альтернативных типов дисков, а с наступлением 90-х запустила собственное производство винчестеров. В 21 веке компании продолжают конкурировать.

Участников сражения на рынке HDD со временем становилось все больше. Разработчики уловили тенденцию и стремились превзойти друг друга в уменьшении размера устройств. Диск в привычном для современных пользователе формате 3,5" – заслуга шотландцев из Rodime. Аппарат RO351 на 20 Мб состоял из двух элементов одинаковой емкости.

Полезно знать: ТОП-10 жестких дисков: как выбрать лучший?

Предка компактных накопителей для лэптопов и подобной техники разработали инженеры PrairieTek. Варианты на 5 и 10 мегабайт производили в форм-факторе 2,5 дюйма с 1988-го специально для комплектации ноутбуков. Toshiba, кстати, вложила немалые деньги в рекламу, чтобы присвоить лавры создателя минивинчестера. Только ее Tamba-1 на впечатляющие 63 Мб появился на три года позже.

До 2005 года длилась борьба между брендами за лидерство на рынке пользовательских HDD. Победителями вышли WD и Seagate – остальные либо стали частью одного из концернов, либо закрылись.

Современные тенденции рынка винчестеров

В 21 веке удивить избалованных ассортиментом и доступностью компьютерной техники пользователей стало сложнее. Массовый покупатель выдвигает к жестким дискам такие требования:

1. Большой объем. Главное преимущество HDD перед другими накопителями – огромная емкость за демократичную стоимость. Конкурировать по вместимости с винчестерами твердотельные аппараты пока не могут. Да и цена на них значительно выше. А вот магнитные устройства предлагают и 12 Тб пространства, например, WD121KRYZ.

2. Возможность выбирать форм-фактор и без долгих поисков купить диск, соответствующий технике того или иного типа или бренда. На начало 2019 года используются два размера внутренних и внешних HDD: 2,5 и 3,5 дюйма. Основные виды устройств – для ПК, для лэптопа, серверные. Особняком держатся предложения для техники Apple.

Современные лидеры: ТОП-5 лучших производителей внутренних жестких дисков (HDD)

3. Привлекательный внешний вид. Это касается, в первую очередь, накопителей для внешнего подключения. В отличие от внутренних «собратьев», наружные модели всегда на виду. Поэтому юзеры считают их частью личного имиджа, аксессуаром, который помогает выделиться на фоне других. Производители учитывают этот момент, и стараются сделать дизайн устройств приятным для разных сегментов аудитории. Быстро находят поклонников элегантные модели вроде StoreJet 25 A3, яркие, как My Passport или защищенные типа HD710 Pro.

Последние 2-3 года жесткие диски восстановили позиции на рынке. После 2016-го, когда спрос на устройство рекордно упал, продажи HDD стали медленно, но неуклонно расти. Главной причиной эксперты считают дороговизну твердотельных накопителей 2017-го. Крупные производители вроде WD воспользовались шансом и нашли способы порадовать покупателей. Пока другие инновационные технологии доводятся до ума, ставку сделали на максимально возможное увеличение емкости винчестеров. Объем и устойчивость к многоразовой перезаписи остаются их ключевыми преимуществами в условиях экспансии SSD.

Лучшие модели:

Как показывает история, к винчестерам с момента появления предъявляют с каждым годом больше претензий. Активные пользователи и коммерческие структуры хотят получить бесконечный объем и скорость работы, а размеры жестких дисков уменьшить до флешки. При этом желательно, чтобы устройства продавали за копейки. Инженеры 60 с лишним лет неустанно трудятся над достижением этих целей. И, возможно, в ближайшее десятилетие изобретут технологию, с которой HDD сделают еще одну революцию в сегменте носителей данных.