IBM 3340 использует новые недорогие головки чтения/записи с низкой нагрузкой

В 1969 году IBM поручила менеджеру проекта в Сан-Хосе Кеннету Э. Хотону разработать «хранилище с прямым доступом», которое соответствовало бы производительности высокопроизводительной системы IBM 3330 по цене, привлекательной для клиентов с недорогими компьютерами System/370. Жесткий диск IBM3340 (HDD), поставки которого начались в ноябре 1973 года, стал пионером в области новых недорогих, малонагруженных головок чтения/записи со смазанными дисками и установил то, что стало доминирующей технологией HDD. Эл Шугарт назвал эту новую «головку винчестера» одним из четырех наиболее значимых достижений в области массового хранения.

Выведенная из оригинальной спецификации системы с двумя шпинделями, каждый с емкостью диска 30 МБ, Хотон, как сообщается, сказал: «Если это 30-30, то это должен быть Winchester» после винтовочного патрона .30-30 Winchester.

При нагрузке менее 20 граммов ферритовая головка чтения/записи, запатентованная членом команды Майком Уорнером, начинала и останавливалась в контакте с диском на выделенной зоне приземления, но пролетала над диском на воздушном подшипнике толщиной 18 микродюймов между магнитной головкой и вращающимся диском. Диски, шпиндель и подшипники, каретка позиционирования головки и узлы головки-руки были включены в съемный герметичный картридж под названием IBM 3348 Data Module, изобретенный Ричардом Б. Малвани и Рудольфом В. Лисснером, с емкостью 35 и 70 МБ. Были достигнуты плотность дорожек 300 дорожек на дюйм и время доступа 25 миллисекунд.

Модель IBM 3350 (1975) превратила модуль данных в несъемную головку дискового узла емкостью 317 МБ, которую некоторые обозреватели назвали «настоящим Винчестером», и которая остается основной концепцией компоновки жестких дисков по сей день.

IBM 3330 воплотила в себе важные достижения в области аппаратного и программного обеспечения

Начиная с конца 1960-х годов инженеры начали покидать IBM, чтобы искать большее финансовое вознаграждение в предпринимательском климате Кремниевой долины. «Грязная дюжина» ушла, чтобы основать первое отделение IBM по производству дисковых накопителей, Information Storage Systems (ISS) в 1967 году, а большая группа последовала за Аланом Шугартом в Memorex в 1969 году. Эти уходы усугубили задачу достижения амбициозных целей, поставленных в 1965 году для проекта «Merlin» — построить систему с четырехкратной емкостью и вдвое меньшим временем доступа, чем у IBM2314 .

Команда под руководством Джека Клеменса, при ключевом вкладе Леса Адамса, Дика Чарльтона и Дика Уилмера, наконец, в 1971 году выпустила подсистему IBM 3330, состоящую из блока хранения дисков 3330 и блока управления хранением 3830. Контроллер использовал первый дисковод IBM для загрузки микрокода.

Система 3330 включала технические достижения, которые способствовали учетверению практической плотности хранения. Съемные пакеты дисков емкостью 100 МБ со временем доступа 30 миллисекунд стали возможны благодаря соединению следящей по дорожке сервосистемы и прямоугольного керамического слайдера, который уменьшил расстояние между головкой и диском до 50 микродюймов вместе с приводом звуковой катушки IBM 2310. Позже Шугарт описал эту функцию как одно из четырех самых значительных технических достижений в истории массового хранения данных.

Замкнутый сервопривод непрерывно корректировал положение головок привода с помощью контрольной дорожки, записанной на одной из поверхностей из 20 доступных в пакете дисков. 3330 также представил использование исправления ошибок, что сделало диски более надежными и снизило затраты, поскольку небольшие дефекты на поверхности диска могли быть терпимы. Следящие по дорожке сервоприводы продолжают оставаться важной технологией, используемой во всех современных жестких дисках.

Количество производителей совместимых с разъемом (PCM) дисководов увеличивается

Основанная в 1961 году Лоренсом Л. (Ларри) Спиттерсом и другими из Ampex для производства профессиональных магнитных ленточных носителей, в 1966 году корпорация Memorex, Санта-Клара, штат Калифорния, стала первым независимым производителем сменных дисковых блоков . Компания представила Memorex 630, совместимый с IBM 2311 дисковый накопитель, в 1968 году. Memorex продавала 630 конечным пользователям мэйнфреймов IBM и подключала к их системам через блок управления хранилищем IBM 2841. Это побудило других поставщиков выйти на рынок совместимых с IBM производителей дисковых накопителей (PCM), включая Ampex, Century Data, Control Data Corporation, Information Storage Systems (ISS), Marshall, Potter Instruments и Telex.

Под руководством Кена Фаннина ключевыми инженерами проекта 630 были Дэйв Джепсон (запись), Джозеф Мус (серво) и Джон Ричардс (электроника). Рой Эпплквист рекомендовал привод звуковой катушки вместо гидравлического двигателя 2311. Его время поиска было существенно меньше, чем у 2311, и из-за меньшего количества механических деталей он позиционировался как более надежный.

В 1969 году Memorex представила более емкий диск 660 (совместимый с IBM 2314). Затем Memorex объединилась с Digital Equipment Corporation (DEC) для создания версии Memorex 630 с интерфейсом DEC, названной RP01, и Memorex 660, названной RP02.

Компания Burroughs, которая после слияния с Univac в 1986 году называлась Unisys, приобрела Memorex в 1981 году. Сейчас она принадлежит Imation, а название Memorex сохранилось как потребительский бренд кассет, ставший известным благодаря телевизионной рекламной кампании 1972 года, в которой голос джазовой певицы Эллы Фицджеральд разбивал стекло: «Это живой звук или Memorex?»

В 1980-х годах емкость магнитооптических носителей информации превзошла емкость магнитных дисков.

Работа над магнитооптическими (МО) технологиями для хранения данных началась в 1950-х и 1960-х годах в Bell Telephone, Honeywell, IBM, 3M и других лабораториях в США, Европе и Японии. Запись и стирание информации на магнитооптических пленках использует термомагнитный процесс. При температуре окружающей среды материал имеет высокую коэрцитивную силу (меру легкости намагничивания) и не реагирует на приложенное магнитное поле.

При нагревании до точки Кюри сфокусированным лазерным лучом пленка уменьшает коэрцитивную силу, позволяя электромагниту менять направление намагничивания. После охлаждения домен фиксируется и считывается с помощью эффекта Керра, который определяет направление намагничивания по вращению поляризованного луча отраженного света. Данные можно стирать и перезаписывать неограниченное количество раз.

Ди Чен продемонстрировал хранение данных на тонких пленках MnBi в Honeywell, Миннеаполис, MN, в 1967 году. Полупроводниковые диоды излучения вывели на рынок коммерческие накопители с носителями на основе аморфных магнитных пленок, смонтированных в сменных картриджах, в 1980-х годах. Легендарная презентация Стива Джобса в 1988 году 256-мегабайтного 5,25-дюймового MO-накопителя в рабочей станции NeXT представила эту технологию мировой аудитории. Хотя он был чрезвычайно надежным и предлагал большую емкость, медленная запись сделала MO непригодным для приложений, отличных от защищенного и архивного хранения. Последние часто включались в роботизированные библиотеки.

Появилось много производителей приводов и носителей, включая гигантов HP, IBM, Kodak, Philips, Pioneer и 3M, а также стартапы Laser Byte, MaxOptix, MOST и Pinnacle Micro. 5,25-дюймовые диски предлагали емкость от 256 МБ до 9,2 ГБ, а форматы 3,5-дюймовых и Sony MiniDisc оказались популярными для Nintendo и других развлекательных систем. Более дешевые приводы CD/DVD и флэш-накопители в значительной степени заменили устройства MO.

Повышение плотности записи позволяет создавать экономичные массивные хранилища данных в Интернете

Впервые поставленный в 1966 году, IBM 2314 direct access storage facility (DASF) представил как керамические летающие головки, так и керамические ферритовые сердечники, заменив головки из нержавеющей стали и сердечники преобразователя из мю-металла с пермаллоем в более ранних приводах. Керамическая летающая головка была механически более прочной, чем нержавеющая сталь, а керамический ферритовый сердечник чтения/записи обеспечивал лучшую производительность на высоких частотах.

Доступ к диску состоял из 20 отдельных головок чтения/записи, установленных на общем приводе, который перемещался гидравлически. Керамические головки летали на высоте 85 микродюймов над поверхностью диска, вращающегося со скоростью 2400 об/мин. По сравнению с 2311, плотность записи площади удвоилась до 0,22 Мб на квадратный дюйм и способствовала удвоению скорости передачи данных до 2,5 Мб/с.

Модель 2314 внесла непосредственный вклад в ранний успех моделей IBM System/360 и System/370 с 135 по 195, предложив хранилище большой емкости по цене за мегабайт в четыре раза ниже, чем у более раннего дискового накопителя Model 2311. Устройство состояло из восьми дисковых модулей плюс запасной вместе с системой управления в одном продукте. Оно использовало новый дисковый пакет Model 2316 с 11 дисками, что удвоило количество поверхностей хранения до 20 по сравнению с первым съемным дисковым пакетом IBM, 1316.

Повышенная плотность записи обеспечила емкость хранения 29,2 миллиона байт на пакет или 233 миллиона байт в восьмидисковом устройстве. Это был один из первых дисковых продуктов с емкостью и ценой, позволяющими всем данным пользователя оставаться в сети, заменяя другие системы хранения во многих приложениях.

NCR CRAM была «первой коммерчески значимой подсистемой хранения больших объемов данных»

В 1957 году Potter Instruments поставила Univac три экспериментальных устройства трехмерной памяти, разработанных Джорджем Комстоком, которые хранили до 2 миллионов символов на съемных полосках магнитной ленты. Начиная с 1960-х годов несколько компаний представили коммерческие системы массового хранения, чтобы предложить онлайн-доступ к большей емкости. NCR была первой компанией, которая включила массовое хранение в качестве неотъемлемого элемента онлайн-запросов. Представленная в 1962 году система CRAM (Card Random Access Memory) хранила данные на майларовых картах размером 14 x 3,25 дюйма с магнитными дорожками записи. До 16 устройств, подключенных к мэйнфрейму NCR 315, предлагали емкость 80 миллионов символов. Другие системы начала 1960-х годов, основанные на магнитных полосах , включали IBM 2321 Data Cell (MARS) и RCA Magnetic Card File (MCF).

В рамках своей программы суперкомпьютера Stretch IBM разработала подсистему магнитной ленты, которая могла считывать и записывать данные в электронном виде со скоростью 1,5 миллиона символов в секунду. Установленная в Агентстве национальной безопасности США (АНБ) в 1962 году, система IBM 7955 Tractor вмещала до 650 запечатанных картриджей с лентой размером 1,75 дюйма, хранящихся в автоматизированной ленточной библиотеке. Чтобы заменить хранилище печатных документов, IBM в 1967 году поставила в Национальную лабораторию Лоуренса в Ливерморе (Калифорния) фотоцифровую систему хранения Model 1360. PDSS экспонировала, проявляла и хранила полосы фотопленки, содержащие до одного терабита данных в лотках, перемещаемых пневматическим роботом для онлайн-доступа.

Система хранения данных IBM 3850 Mass Storage System (1974) перемещала данные с картриджа на диск и обратно в небольших пулевидных картриджах с магнитной лентой, предназначенных для спиральной записи. Система StorageTek 4400 Automated Cartridge System (1987) интегрировала стандартные ленточные накопители и картриджи в библиотеку. Модульные библиотеки с вращающимся доступом были настроены и расширены в соответствии с требованиями пользователя.

Amazon объявляет об удаленном доступе к недорогому хранилищу больших объемов данных

Облачные вычисления — это современный эквивалент вычислений с разделением времени 1960-х годов, когда отдельные пользователи могли получить доступ к масштабным удаленным вычислительным и хранилищным ресурсам через немой терминал и модем по аналоговым телефонным линиям при существенно меньших капитальных затратах, чем при установке собственных объектов.

Сегодня доступ осуществляется через Интернет, а ресурсы и услуги гораздо более сложны, поскольку оборудование распределено по нескольким центрам обработки данных по всему миру. Наиболее широко используемым облачным сервисом для типичного потребителя является недорогое хранилище больших объемов данных. Эти сервисы сыграли важную роль в обеспечении мировой емкости хранения в 295 эксабайт информации (экзабайт — это 1 с 20 нулями), по оценкам ученых USC в 2011 году.

Поставщики онлайн-услуг, такие как CompuServe, предоставляли потребителям 128 Кб дискового пространства для хранения данных в начале 1980-х годов. AT&T предлагала веб-хранилище частным лицам и предприятиям в своем продукте PersonalLink, начиная с 1994 года. Amazon Web Services (AWS) представила Elastic Compute (EC2)/Simple Storage Service (S3) в качестве коммерческого предложения, которое позволило небольшим компаниям и частным лицам арендовать машины для запуска собственных приложений в США в 2006 году. Его веб-хостинг, хостинг изображений и хранилище для систем резервного копирования используются предприятиями и коммерческими операторами, такими как Dropbox и Pinterest.

Synergy Research Group сообщила, что Amazon был доминирующим поставщиком облачных услуг в 2014 году с 30%-ной долей растущего рынка с доходом в 15 миллиардов долларов. Microsoft была второй с 10% рынка, но росла быстрыми темпами. IBM заняла третье место среди крупнейших операторов облачных услуг с 7%-ной долей рынка, за ней следуют Google, Salesforce и Rackspace. Некоторые из этих и других поставщиков предлагают пользователям бесплатное облачное хранилище до определенных объемов в качестве пути к дальнейшему использованию платных услуг по мере увеличения их потребностей в хранении.