Фотолитография позволяет создать новое поколение жестких дисков высокой плотности

Впервые представленная в 1979 году для больших дисковых файлов на IBM 3370 Direct Access Storage Unit, тонкопленочная технология позволила создать новые структуры головок чтения/записи, которые увеличили плотность записи на HDD.

Полученные в результате работы в исследовательском центре IBM Thomas J. Watson, тонкопленочные процессы использовали фотолитографические методы, аналогичные тем, которые используются в полупроводниковых устройствах, для изготовления головок дисковых накопителей с меньшим размером и большей точностью, чем конструкции на основе феррита.

Последовательные этапы фотомаскирования, травления и осаждения (как в вакууме, так и методом влажного осаждения) создавали тонкие слои магнитных (Ni-Fe), изолирующих и медных катушечных проводниковых материалов на керамических подложках, которые затем были физически разделены на отдельные схемы головок чтения/записи, интегрированные с их воздушным подшипником, что значительно снизило стоимость производства на единицу.

Небольшой физический размер слайдера 3370 позволил уменьшить высоту полета над диском почти на 30% по сравнению с конструкцией Winchester , с 18 до 13 микродюймов (320 нм), и увеличил плотность записи в 2 раза до 7,7 Мб на квадратный дюйм. С семью дисками диаметром 14 дюймов версии Model 1 3370 имели емкость 571 МБ. Используя аналогичную технологию, 3380, поставленный в 1981 году, предлагал четырехкратное увеличение емкости. Вместе с другими достижениями, увеличением 8 витков катушки, используемых на головках 3370 и 3380, до 31 витка, в 1987 году диск 3380K достиг плотности записи 35,9 Мб/кв. дюйм. Производившееся более 15 лет семейство 3380 стало одним из самых успешных продуктов в истории IBM. Опыт массового производства тонкопленочных материалов заложил основу для процессов, инструментов, тестеров и т. д., которые позволили магниторезистивным (МР) головкам обеспечить значительное увеличение плотности записи на жесткий диск .

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.

Взаимозаменяемые пакеты порождают совместимых производителей штекеров (PCM)

В 1959 году Лу Стивенс, директор лаборатории разработки IBM в Сан-Хосе, нанял Джека Харкера, который нанял Джима Каротерса, Джека Клеменса, Эрика Солиста и других для разработки дискового накопителя, предлагающего вдвое меньший размер, производительность и стоимость устройства RAMAC .

В октябре 1962 года IBM анонсировала модель 1311, которая уменьшила диаметр носителя с 24 до 14 дюймов и представила концепцию сменного дискового пакета, который сочетал прямой доступ к дискам с преимуществами неограниченной автономной емкости, портативности между отдельными компьютерными системами и безопасного автономного хранения, характерного для ленточных устройств .

Дисковый пакет 1316 состоял из шести дисков диаметром 14 дюймов в съемной сборке. Четырехдюймовая стопка дисков с 10 магнитными поверхностями для хранения (верхняя и нижняя поверхности не использовались) имела емкость 2 миллиона символов. Сменный пакет весил 9,4 фунта с прикрепленными крышками из поликарбонатного пластика.

Улучшения в электронике вместе с подключением к новому компьютеру System/360 Model 40 сделали преемника Model 2311, анонсированного в 1964 году, значительным коммерческим успехом и породили новую отрасль IBM Plug Compatible Manufacturer (PCM), которая навсегда изменила характер рынка дисководов. К 1969 году Century Data, Memorex , Telex и другие предложили конкурентоспособные дисководы типа 2311, которые принимали пакеты дисков 1316. Устоявшиеся поставщики носителей, включая 3M, BASF, CDC и Memorex, а также стартапы Athana, Caelus и CFI, продавали совместимые пакеты.

Новые модели дисковых накопителей, включая несовместимые с IBM версии, такие как CDC Storage Module (SMD) , продолжали анонсироваться в 1980-х годах. Впервые поставленная в 1983 году, модель RA60 от Digital Equipment Corporation (DEC) была одним из последних значительных продуктов со сменными дисковыми накопителями, поступивших в производство. К середине 1990-х годов отрасль полностью вернулась к несменным носителям, чтобы обеспечить дальнейшее улучшение плотности записи.

Системы обработки данных интегрируют множественные формы ввода и вывода

Перемещение данных в и из первых компьютеров было примитивным, поскольку компьютер останавливал работу, чтобы сосредоточиться на этой задаче. В 1951 году Remington Rand создал подсистему хранения, которая включала до 10 ленточных накопителей UNISERVO , совмещая передачу данных с операциями обработки в компьютере UNIVAC, используя технику, которая стала известна как программируемый ввод-вывод.

Передача данных улучшилась в 1957 году с IBM 709, которая представила сопроцессор, называемый Data Synchronizer или канал, программируемый блок, который передавал данные с помощью DMA (прямой доступ к памяти). Часть памяти блокировалась, канал передавал данные в или из него и разблокировался для использования процессором. Программируемый ввод-вывод использовался для низкоскоростных периферийных устройств, и после того, как IBM представила компьютер 1401 с его высокоскоростным принтером, следующее поколение 7090 использовало ЦП 1401 для ввода-вывода карт и печати.

Обработка ошибок на ранних компьютерах была грубой. Если результат не соответствовал ожидаемому, программа запускалась снова. Ранние попытки обнаружения неисправностей останавливали компьютер, как правило, в неподходящее время.

Представленный в 1961 году IBM 7030 (он же Stretch) включал в себя методы обеспечения целостности регистра и калькулятора, а также ECC (проверка и исправление ошибок). Биты ECC, добавленные к слову или блоку, использовали алгоритмы для обнаружения ошибок и вычисления правильного результата. Впервые он был применен к основной памяти 7302 и трактору 7955 .

IBM 305 RAMAC с дисководом 350 и NCR 315 с CRAM установили принципы доступа к данным и предоставления отчетов в режиме реального времени путем интеграции нескольких форм ввода и вывода.