Както е било, така и ще бъде;
и каквото е правено, ще бъде и занапред,
и няма нищо ново под слънцето.
Книга Еклисиаста, 1:9
Вечната мъдрост, изложена в епиграфа, е приложима към почти всяка индустрия, включително и такава, която бързо се променя, каквато е ИТ сферата. Оказва се, че много иновации, за които се започва да се говори в момента, всъщност са основани на открития, направени преди няколко десетилетия и успешно (или не толкова) използвани в потребителски устройства или в сферата B2B. Това важи и за онова, което изглежда като нова тенденция, а именно мобилни устройства и преносими носители на информация, за което ще поговорим подробно в днешния материал.
Не е нужно да търсим дълго за примери. Вземете например мобилните телефони. Ако смятате, че първото „умно“ устройство, което напълно е нямало клавиатура, е iPhone, появил се едва през 2007 година, грешите дълбоко. Идеята за създаването на истински смартфон, който съчетава в едно средство за комуникация и възможности на PDA, не принадлежи на Apple, а на IBM, и първото такова устройство беше представено на широката общественост на 23 ноември 1992 година по време на изложението COMDEX, проведено в Лас Вегас, а в серийно производство това чудо на техниката постъпва през 1994 година.
IBM Simon — първият в света смартфон с сензорен екран
Персонален комуникатор IBM Simon стана първият мобилен телефон, който принципно нямаше клавиатура, а въвеждането на информация се осъществяваше изцяло чрез сензорен екран. В същото време устройството комбинираше функционалността на органайзер, позволяваше изпращането и получаването на факсове, както и работа с електронна поща. При необходимост IBM Simon можеше да бъде свързан с персонален компютър за обмен на данни или използван като модем с производителност от 2400 bps. Между другото, вводът на текстова информация беше реализиран по доста оригинален начин: собственикът имаше избор между миниатюрна QWERTY клавиатура, с която, предвид размерите на дисплея от 4,7 инча и резолюция от 160×293 пиксела, не беше особено удобно да се работи, и интелигентния помощник PredictaKey. Последният показваше на екрана единствено следващите 6 символа, които, според предиктивния алгоритъм, можеха да бъдат използвани с най-голяма вероятност.
Най-добрият епитет, с който може да бъде характеризирано IBM Simon, е „предварително времето“, което в крайна сметка и определи пълния провал на устройството на пазара. От една страна, по онова време все още не съществуваха технологии, които да направят комуникатора наистина удобен: малко хора биха искали да носят устройство с размери 200×64×38 мм и тегло 623 грама (а заедно с зарядното – над 1 кг), с действия на акумулатора, които стигаха само за 1 час в режим на разговор и 12 часа – в режим на готовност. От друга страна, цената: 899 долара с договор с мобилния оператор BellSouth, който стана официален партньор на IBM в САЩ, и над $1000 – без него. Също така не бива да забравяме възможността (или по-скоро необходимостта) да се купи по-вместителна батерия – „само“ за $78.
Визуално сравнение между IBM Simon, съвременни смартфони и шишарка на ела
С външните носители на информацията не всичко е толкова просто. Според гамбургския принцип, създаването на първото такова устройство може да бъде приписано отново на IBM. На 11 октомври 1962 г. корпорацията представи революционната система за съхранение на данни IBM 1311. Основната характеристика на нововъведението беше използването на сменяеми картриджи, всеки от които съдържаше шест 14-инчови магнитни диска. Въпреки че такъв сменяем носител тежеше 4,5 килограма, това все пак стана важно постижение, тъй като поне можеше да се сменят касетите при запълване и да се пренасят между инсталациите, всяка от които беше по размер като внушителен шкаф.
IBM 1311 — съхранение на данни със сменяеми твърди дискове
Но дори за такава мобилност се плащаше с производителност и капацитет. Първо, за да се избегне повреждането на данните, външните страни на 1-вия и 6-ия диск бяха лишени от магнитен слой, и те също изпълняваха защитна функция. Тъй като за запис сега се използваха само 10 повърхности, общият капацитет на сменяемия диск беше 2.6 мегабайта, което по онова време все още беше доста много: един картридж успешно заменяше ⅕ от стандартната бобина с магнитна лента или 25 хиляди перфокарти, осигурявайки произволен достъп до данните.
На второ място, цената за мобилността беше намаляване на производителността: скоростта на въртене на шпиндела трябваше да бъде намалена до 1500 оборота в минута, и в крайна сметка средното време за достъп до сектора нарасна до 250 милисекунди. За сравнение, при предшественика на това устройство, IBM 1301, скоростта на въртене на шпиндела беше 1800 rpm, а времето за достъп до сектора — 180 мс. Независимо от това, именно благодарение на използването на сменяеми твърди дискове, IBM 1311 стана доста популярна в корпоративната среда, тъй като тази конструкция в крайна сметка позволи значително да се намалят разходите за съхранение на единица информация, давайки възможност да се намали броят на закупуваните инсталации и площта, необходима за разполагането им. Благодарение на това устройството се оказа едно от най-дълговечните на пазара на компютърно оборудване и беше премахнато от производството едва през 1975 г.
Наследник IBM 1311 с индексом 3340 стал результат на развитието на идеи, заложени от инженерите на корпорацията в конструкцията на предходния модел. Новата система за съхранение на данни получи напълно херметични картриджи, което от една страна намали влиянието на околната среда върху магнитните плочи, увеличавайки тяхната надеждност, а от друга страна значително подобри аеродинамиката вътре в касетите. Картината се допълваше от отговорния за движението на магнитните глави микроконтролер, чийто наличност позволи значително да се повиши точността на тяхното позициониране.
IBM 3340, наричан Винчестър
В резултат, капацитетът на всеки картридж нарасна до 30 мегабайта, а времето за достъп до сектора спадна точно десет пъти — до 25 милисекунди. При това скоростта на пренос на данни достигна рекордните за тогава 885 килобайта в секунда. Между другото, именно благодарение на IBM 3340, в бита навлезе терминът «винчестър». Фактът е, че устройството е проектирано за едновременно работа с два сменяеми носителя, поради което получи допълнителния индекс «30-30». Такъв индекс носеше и световноизвестната пушка Winchester, с единствената разлика, че в първия случай ставаше въпрос за два диска с капацитет 30 МБ, а във втория — за калибъра на куршума (0,3 инча) и теглото на барута в капсулата (30 грана, тоест около 1,94 грама).
Floppy Disk — предшественик на съвременните външни носители
Въпреки че каретките за IBM 1311 могат да се считат за прародители на съвременните външни твърди дискове, тези устройства все още бяха далеч от потребителския пазар. За да продължим генеалогичното дърво на мобилните носители на информация, първо трябва да определим критериите за подбор. Очевидно, перфокартите ще отпаднат, тъй като представляват технология от 'досковата' епоха. Също така, навярно не е нужно да вземаме под внимание устройствата на магнитни ленти: макар че формално намотката притежава такова свойство като мобилност, производителността ѝ не може да се сравнява дори с първите модели на твърдите дискове по простата причина, че магнитната лента осигурява единствено последователен достъп до записаните данни. По този начин, най-близо до твърдите дискове по отношение на потребителските свойства са 'меки' дискове. И наистина: флопи дисковете са достатъчно компактни, издържат многократна презапис и могат да функционират в режим на произволно четене. Ще започнем от тях.
Ако очаквате отново да видите тези три свещени букви, то… вие сте напълно прави. Защото именно в лабораториите на IBM изследователската група на Алан Шугарт търси подходящо предложение за магнитните ленти, които бяха идеални за архивиране на данни, но изоставаха от твърдите дискове в ежедневните задачи. Подходящото решение предложи присъединилият се към екипа старши инженер Дейвид Нобъл, който проектира през 1967 г. сменяем магнитен диск с защитен капак, работата с който се осъществяваше посредством специален дискотрон. Четири години по-късно IBM представи първия в света флопи диск, с капацитет от 80 килобайта и диаметър от 8 инча, а вече през 1972 г. на бял свят се появи второто поколение флопи дискове с капацитет от 128 килобайта.
8-инчов флопи диск IBM с капацитет 128 килобайта
На вълната на успеха с флопи дискове, през 1973 година Алан Шугарт взима решение да напусне корпорацията и да основа собствена компания, наречена Shugart Associates. Новото предприятие се ангажира с по-нататъшното усъвършенстване на флопи дисковете: през 1976 година компанията пуска на пазара компактни дискове с размер 5,25 инча и оригинални дисководи с обновен контролер и интерфейс. Цената на Shugart SA-400 mini-floppy при старта на продажбите е 390 долара за самия дисковод и 45 долара за комплект от десет диска. През цялата история на компанията именно SA-400 става най-успешният продукт: темпът на доставка на нови устройства достига 4000 бройки на ден, а постепенно 5,25-инчовите дискове изместват от пазара обемистите 8-инчови свои събратя.
Обаче и компанията на Алан Шугарт не успява да задържи дълго доминиращото си положение на пазара: още през 1981 година щафетата поема Sony, представяйки дори по-миниатюрен флопи диск с диаметър от едва 90 мм, или 3,5 инча. Първият ПК, който използва вграден дисковод за новия формат, е HP-150, произведен от Hewlett-Packard през 1984 година.
Първият персонален компютър с 3,5-инчов дисковод Hewlett-Packard HP-150
Флопи дискът на Sony се оказа толкова успешен, че бързо измести всички алтернативни решения на пазара, а самият форм-фактор просъществува почти 30 години: серийното производство на 3,5-инчови дискове приключи едва през 2010 година. Популярността на новия продукт беше обословена от няколко фактора:
- жестокият пластмасов корпус и плъзгащата се метална капачка осигуряваха надеждна защита на самия диск;
- благодарение на наличието на метална втулка с отвор за правилно позициониране, отпадна необходимостта от пробиване на отвор директно в магнитния диск, което също благоприятстваше неговата запазеност;
- с помощта на плъзгащия се превключвател беше реализирана защита от презапис (по-рано, за да се блокира възможността за повторно записване, флопи дискът трябваше да се залепи с лента на контролния отвор).
Нестарееща класика — 3,5-инчовият флопи диск Sony
В допълнение към компакността, 3,5-инчовите дискети се отличаваха и с значително по-висока капацитет в сравнение с предшествениците си. Най-усъвършенстваните 5,25-инчови дискети с висока плътност, които се появиха през 1984 година, можеха да съхраняват 1200 килобайта данни. Въпреки че първоначалните 3,5-инчови образци имаха капацитет от 720 КБ и в това отношение бяха идентични на 5-инчовите дискети с четири пъти по-висока плътност, още през 1987 г. се появиха дискети с висока плътност на 1,44 МБ, а през 1991 г. – разширената плътност, вместо които се съхраняват вече 2,88 МБ данни.
Някои компании направиха опити да създадат дори по-миниатюрни дискети (например, Amstrad разработи 3-инчови дискети, използвани в ZX Spectrum +3, а Canon пусна 2-инчови специализирани дискети за запис и съхранение на композитно видео), но те така и не станаха популярни. Вместо това на пазара започнаха да се появяват външни устройства, които по идеология бяха много по-близо до съвременните външни носители.
Ящикът Бернули от Iomega и зловещите „щракания на смъртта“
Както и да го погледнем, обемите на дискетите бяха твърде малки за съхранение на достатъчно големи масиви информация: по съвременните критерии могат да се сравнят с по-достъпните флашки. Но какво може да се нарече аналог на външния твърд диск или SSD? Най-добре за тази роля пасва продукцията на компанията Iomega.
Първото им устройство, представено през 1982 г., беше т.нар. ящик Бернули (Bernoulli Box). Въпреки голямата за времето си вместимост (първоначалните устройства имаха капацитет от 5, 10 и 20 МБ), оригиналното устройство не беше популярно поради, без преувеличение, гигантските си размери: дискети от Iomega имаха размери 21 на 27,5 см, което е идентично на лист хартия формат A4.
Така изглеждаха оригиналните картриджи за ящика Бернули
Устройствата на компанията започнаха да печелят популярност с Bernoulli Box II. Размерите на носителите значително намалели: те вече имаха дължина 14 см и ширина 13,6 см (което е съпоставимо с стандартните 5,25-инчови флопита, ако не се вземе предвид дебелината от 0,9 см), като в същото време предлагаха много по-внушителен капацитет: от 20 МБ при моделите от стартовата линия до 230 МБ при дисковете, пуснати в продажба през 1993 година. Такива устройства бяха налични в два формата: като вътрешни модули за ПК (благодарение на намалените размери те можеха да се инсталират на мястото на четците за 5,25-инчови флопита) и външни системи за съхранение, свързващи се към компютъра чрез интерфейс SCSI.
Кутията Бернулли от второ поколение
Преките наследници на кутията Бернулли бяха Iomega ZIP, представени от компанията през 1994 година. Популяризацията им се дължеше в голяма степен на партньорство с Dell и Apple, които започнаха да инсталират ZIP-приводи в своите компютри. Първият модел, ZIP-100, използваше носители с капацитет 100 663 296 байта (около 96 МБ), можеше да се похвали със скорост на предаване на данни от порядъка на 1 МБ/с и време за произволен достъп не повече от 28 милисекунди, като външните приводи можеха да се свързват към ПК чрез интерфейс LPT или SCSI. Няколко по-късно се появиха ZIP-250 с капацитет 250 640 384 байта (239 МБ), а в края на серията — ZIP-750, които имаха обратно съвместимост с носители ZIP-250 и поддържаха работа с ZIP-100 в режим legacy (от остарелите носители можеше да се чете само информация). Между другото, външните флагмани дори получиха поддръжка на USB 2.0 и FireWire.
Външен привод Iomega ZIP-100
С появата на CD-R/RW, творенията на Iomega закономерно изчезнаха — продажбите на устройствата започнаха да намаляват, спаднали почти четири пъти до 2003 година, а вече през 2007-та напълно спряха (въпреки че прекратяването на производството се състоя само през 2010 година). Вероятно всичко би се развило иначе, ако ZIP не беше имал определени проблеми с надеждността.
Всичко опира се на факта, че впечатляващата производителност на устройствата от онези години беше осигурена благодарение на рекордно високо RPM: гъвкавият диск се въртеше със скорост от 3000 оборота в минута! Сигурно вече се досещате, защо първите устройства се наричаха не иначе как кутията на Бернули: благодарение на високата скорост на въртене на магнитната пластина, се ускоряваше и въздушният поток между писещата глава и нейната повърхност, а налягането на въздуха намаляваше, в резултат на което диска се приближаваше до сензора (закон на Бернули в действие). Теоретично тази особеност би трябвало да направи устройството по-надеждно, обаче на практика потребителите се сблъскаха с неприятното явление, наречено Clicks of Death — „щраквания на смъртта“. Всеки, дори и най-малкият, заусенец на магнитната пластина, движеща се с огромна скорост, можеше необратимо да нарани писещата глава, след което приводът спираше актуатора и повтаряше опита за четене, което бе съпроводено с характерни щраквания. Подобна повреда беше „заразна“: ако потребителят не се ориентираше веднага и поставеше в повреденото устройство друга дискетка, тя след няколко опита за четене също щеше да стане неработоспособна, тъй като писещата глава с нарушена геометрия вече сама повреждаше повърхността на гъвкавия диск. В същото време дискетата с заусенци можеше на един път да „убие“ и друг четец. Затова тези, които работеха с продукцията на Iomega, трябваше внимателно да проверяват дискетите за изправност, а в по-късни модели дори се появиха съответни предупреждаващи надписи.
Магнитнооптични дискове: HAMR в ретро стил
Накрая, когато заговорим за портативни носители на информация, не можем да не споменем такова чудо на техниката, като магнитнооптичните дискове (МО). Първите устройства от този клас се появиха още в началото на 80-те години на XX век, но най-широко разпространение получиха едва през 1988 година, когато компанията NeXT представи своя първи ПК, наречен NeXT Computer, който беше оборудван с магнитнооптичен привод на Canon и поддържаше работа с дискове с капацитет 256 МБ.
NeXT Computer — първият ПК, оборудван с магнитнооптичен привод
Самото съществуване на магнитнооптичните дискове още веднъж потвърджа верността на епиграфа: въпреки че технологията на термомагнитно записване (HAMR) започна активно да се обсъжда едва в последните години, този метод е използван успешно в МО над 30 години назад! Принципът на записване върху магнитнооптичните дискове е аналогичен на HAMR, с някои изключения. Самите дискове са изработени от ферромагнетици — сплави, способни да запазват намагнитване при температури под точката на Кюри (около 150 градуса Целзий) при отсъствие на външно магнитно поле. По време на записването повърхността на пластината първо се нагрява с лазер до температурата на точката на Кюри, след което магнитната глава, разположена от обратната страна на диска, променя намагнетизма на съответния участък.
Ключовото отличие на този подход от HAMR е, че считыването на информацията също се осъществява с помощта на маломощен лазер: поляризирания лазерен лъч преминава през пластината на диска, отразява се от подложката, а след това, преминавайки през оптичната система на четящото устройство, попада на датчика, който фиксира промяната в равнината на поляризация на лазера. Тук можем да наблюдаваме практическото приложение на ефекта на Кер (квадратичен електрооптичен ефект), чиято същност се състои в промяна на показателя на пречупване на оптичния материал пропорционално на квадрата на интензитета на електромагнитното поле.
Принципът на четене и записване на информация на магнитнооптични дискове
Първите магнитнооптични дискове не поддържаха презапис и се обозначаваха с абревиатура WORM (Записи веднъж, четене много), но по-късно се появиха модели, поддържащи многократен запис. Презаписването се извършваше в три прохода: първо информацията се изтриваше от диска, след което се извършваше самото записване, а след това се извършваше проверка на целостта на данните. Този подход осигуряваше гарантирано качество на записа, което правеше МО дори по-надеждни от CD- и DVD-дисковете. А за разлика от дискети, магнитнооптичните носители бяха практически неизложени на размагнитване: според оценките на производителите, времето за съхранение на данни на презаписваемите МО е не по-малко от 50 години.
Вече през 1989 година на пазара се появиха двустранни 5,25-инчови носители с капацитет 650 МБ, осигуряващи скорост на четене до 1 МБ/с и време за произволен достъп от 50 до 100 мс. На залеза на популярността на МО на пазара можеха да се срещнат модели, побиращи до 9,1 ГБ данни. Въпреки това най-широко разпространение получиха компактните 90-милиметрови дискове с капацитет от 128 до 640 МБ.
Компактен магнитнооптичен диск с капацитет 640 МБ, произведен от Olympus
Към 1994 година специфичната цена на 1 МБ данни, съхранени на такъв носител, варираше от 27 до 50 цента в зависимост от производителя, което, заедно с висока производителност и надеждност, го направи конкурентоспособно решение. Допълнително предимство на магнитнооптичните устройства в сравнение с тези на ZIP, беше поддръжката на широк спектър от интерфейси, включително ATAPI, LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a.
Въпреки всичките си предимства, магнитната оптика имаше и редица недостатъци. Например, носителите от различни марки (а МО произвеждаха много големи компании, включително Sony, Fujitsu, Hitachi, Maxell, Mitsubishi, Olympus, Nikon, Sanyo и други) бяха несъвместими помежду си поради особеностите на форматирането. Освен това, високото енергийно потребление и необходимостта от допълнителна охладителна система ограничиха използването на такива устройства в лаптопи. Накрая, трикратният цикъл значително увеличаваше времето за запис, като този проблем бе решен едва през 1997 година с появата на технологията LIMDOW (Light Intensity Modulated Direct Overwrite), която обедини два от първоначалните етапа в един, благодарение на магнитите, вградени в касетата с диска, които извършваха изтриването на информацията. В крайна сметка, магнитната оптика постепенно загуби актуалността си дори в областта на дългосрочното съхранение на данни, отстъпвайки място на класическите стриймъри LTO.
На мен винаги ми липсва нещо...
Всичко казано дотук ясно илюстрира простия факт, че каквото и да е изобретението, то трябва да бъде навременно. IBM Simon беше предопределен да се провали, тъй като в момента на своята поява хората не изпитваха нужда от абсолютна мобилност. Магнитооптичните дискове станаха добра алтернатива на HDD, но останаха предимно за професионалисти и ентусиасти, тъй като за масовия потребител по-важни бяха скоростта, удобството и, разбира се, цената, заради които обикновеният купувач беше готов да жертва надеждността. Дисковете ZIP, въпреки всичките си предимства, не успяха да станат истински мейнстрийм, понеже на хората не им беше приятно да разглеждат всяка дискета под лупа, търсейки неравности.
Затова естественият отбор накрая ясно раздели пазара на две паралелни направления: сменяеми носители на информация (CD, DVD, Blu-Ray), флаш памети (за съхранение на малки обеми данни) и външни твърди дискове (за големи обеми). Между последните, компактните 2,5-инчови модели в индивидуални корпуси станаха неофициален стандарт, за което дължим благодарност главно на лаптопите. Друга причина за тяхната популярност е икономичността: докато класическите 3,5-инчови HDD в външен корпус трудно можеха да се нарекат „портативни“, те задължително изискваха допълнително захранване (така че трябваше да се носи и адаптер), максималното, което може да се наложи на 2,5-инчовите устройства, беше допълнителен USB порт, а по-късните и енергийно ефективни модели не се нуждаеха и от това.
Между другото, на появата на миниатюрни HDD дължим благодарност на PrairieTek — малко предприятие, основано от Тери Джонсън през 1986 година. Само три години след откриването, PrairieTek представи първия в света 2,5-инчов хард диск с капацитет 20 МБ, наречен PT-220. С 30% по-компактен в сравнение с десктопните решения, устройството имаше височина от само 25 мм, което го направи оптимален вариант за използване в лаптопи. За съжаление, дори като пионери на пазара на миниатюрни HDD, PrairieTek не успяха да завладеят пазара, допускайки фатална стратегическа грешка. След като започнаха производството на PT-220, те съсредоточиха усилията си върху допълнителната миниатюризация, скоро представяйки модел PT-120, който при същия капацитет и скоростни характеристики имаше дебелина от само 17 мм.
2,5-инчов хард диск от второ поколение PrairieTek PT-120
Грешката им беше в това, че докато инженерите на PrairieTek се бореха за всеки милиметър, конкуренти като JVC и Conner Peripherals увеличаваха капацитета на хард диск, и това се оказа решаващо в такава неравна конкуренция. Опитвайки се да навакса, PrairieTek се включи в гонка за оръжия, подготвяйки модел PT-240, който побираше 42,8 МБ данни и имаше рекордно ниска консумация на енергия за онова време — само 1,5 Вт. Но за съжаление, дори и това не спаси компанията от фалит, и в резултат през 1991 година тя прекрати съществуването си.
Историята на PrairieTek е поредният илюстративен пример за това как техническите постижения, колкото и значителни да изглеждат, могат да останат ненужни на пазара поради своето ненавременно появяване. В началото на 90-те години потребителят нямаше нужда от ултрабуки и свръхтънки смартфони, затова не съществуваше спешна необходимост от подобни дискове. Достатъчно е да си спомним за първия таблет GridPad, произведен от GRiD Systems Corporation през 1989 година: „портативното“ устройство тежеше над 2 кг и дебелината му достигаше 3,6 см!
GridPad — първият в света таблет
И в тези времена такъв "малък" уред се смяташе за изцяло компактен и удобен: краен потребител просто не е виждал нещо по-добро. В същото време, въпросът за дисковото пространство стоеше много по-рязко. Възможността за съхранение на информация на GridPad, например, всъщност не включваше твърд диск: съхранението на данни се реализираше чрез RAM чипове, чиито заряд се поддържаше от вградени батерии. В контекста на подобни устройства, по-късно появилото се Toshiba T100X (DynaPad) изглеждаше като истинско чудо просто заради факта, че разполагаше с пълен твърд диск с капацитет от 40 MB. Това, че "мобилното" устройство имаше дебелина от 4 сантиметра, малко кого смущаваше.
Таблет Toshiba T100X, по-известен в Япония като DynaPad
Но, както е известно, апетитът идва докато се яде. С всяка година поискането от потребителите нараства и задоволяването им става все по-сложно. С увеличаването на капацитета и бързодействието на носителите на информация, все повече хора започнаха да се чудят, че мобилните устройства могат да бъдат и по-компактни, а възможността да имат преносим носител, способен да побере всичките нужни файлове, би била изключително удобна. С други думи, на пазара се появи търсене на принципно различни устройства, що се отнася до удобство и ергономия, което трябваше да бъде удовлетворено, и съперничеството между IT компаниите продължи с нова сила.
Тук отново е уместно да се върнем към днешния епиграф. Ерата на твердотелните накопители започна много преди нулевите: първият прототип на флаш паметта беше създаден от инженера Фудзио Масуока в корпорацията Toshiba още през 1984 година, а първият търговски продукт на нейната основа, във вид на Digipro FlashDisk, се появи на пазара още през 1988 г. Това чудо на техниката побираше 16 мегабайта данни, а цената му беше 5000 долара.
Digipro FlashDisk — първият търговски SSD-накопител
Новият тренд беше поддържан от Digital Equipment Corporation, която представи в началото на 90-те години 5,25-инчови устройства от серията EZ5x с поддръжка на интерфейси SCSI-1 и SCSI-2. Израелската компания M-Systems също не остана на страна, анонсирайки през 1990 година семейството на твердотелните накопители с наименование Fast Flash Disk (или FFD), които вече повече или по-малко напомняха на съвременните: SSD имали формат 3,5 инча и можели да побират от 16 до 896 мегабайта данни. Първата модели, получила наименование FFD-350, забеляза светлината през 1995 година.
M-Systems FFD-350 с капацитет от 208 МБ — предшественик на съвременните SSD
В сравнение с традиционните твърди дискове, SSD устройствата са значително по-компактни, с по-висока производителност и, най-важното, устойчивост на удари и силни вибрации. Това потенциално ги правеше почти идеални кандидати за мобилни носители, ако не беше едно "но": високата цена на единица съхранение, което правеше подобни решения практически невъзможни за потребителския пазар. Те бяха популярни в корпоративната среда, използвани в авиацията за „черни кутии“, инсталирани в суперкомпютри на изследователски центрове, но за създаване на търговски продукт на този етап не можеше да става и дума: никой не би ги купил, дори ако някоя корпорация се решеше да продава подобни устройства на себестойност.
Но промените на пазара не закъсняха. Развитието на потребителския сегмент на преносимите SSD устройства бе в значителна степен предизвикано от цифровата фотография, тъй като в тази област имаше остър недостиг на компактни и енергийно ефективни носители на информация. Помислете сами.
Първият в света цифров фотоапарат се появи (отново спомняйки си думите на Еклисиаста) през декември 1975 година: той беше изобретен от Стивън Сасън, инженер в комапнията Eastman Kodak Company. Прототипът се състоеше от няколко десетки печатни платки, оптичния блок, заимстван от Kodak Super 8, и магнитофон (фотографиите се записваха на обикновени аудиокасети). Като източник на захранване за камерата бяха използвани 16 никел-кадмиеви батерии, а цялото съоръжение тежеше 3,6 кг.
Първият прототип на цифров фотоапарат, създаден от Eastman Kodak Company
Разрешението на ПЗС-матрицата на този "малък" апарат беше само 0,01 мегапиксела, което позволяваше да се получат кадри с размери 125×80 пиксела, а за оформлението на всяка снимка отнемаше 23 секунди. С оглед на тези "впечатляващи" характеристики, подобен агрегат не можеше да се сравнява с традиционните пленъчни огледални фотоапарати, така че за създаването на търговски продукт на тази основа не можеше и да става дума; въпреки това, по-късно откритията бяха признати за една от най-важните стъпки в историята на фотографията, а самият Стив беше официално включен в Залата на славата на потребителската електроника (Consumer Electronics Hall of Fame).
След 6 години инициативата на Kodak беше поета от Sony, която обяви на 25 август 1981 г. безпленъчния видеофотоапарат Mavica (името е съкращение от Magnetic Video Camera).
Прототип на цифровия фотоапарат Sony Mavica
Камерата от японския гигант изглеждаше значително по-интересно: прототипът използваше ПЗС-матрица с размер 10 на 12 мм и можеше да се похвали с максимално разрешение от 570 х 490 пиксела. Записът се осъществяваше на компактни 2-инчови дискети Mavipack, способни да поемат от 25 до 50 кадри в зависимост от режима на снимане. Всяко изображение се състоеше от две телевизионни полета, всяко от които се записваше като композитно видео, и имаше възможност да се фиксира както и двете полета едновременно, така и само едно. В последния случай разрешението на кадъра намаляваше наполовина, но теглото на такава снимка беше и наполовина по-малко.
Първоначално Sony планираше да започне серийно производство на Mavica през 1983 г., а търговската цена на камерите трябваше да бъде $650. На практика първите промишлени образци се появиха едва през 1984 г., а търговската реализация на проекта под формата на Mavica MVC-A7AF и Pro Mavica MVC-2000 видя светлина едва през 1986 г., като камерите струваха почти порядъка на десетина пъти повече, отколкото първоначално беше предвидено.
Цифровият фотоапарат Sony Pro Mavica MVC-2000
Въпреки смайливата цена и иновациите, да наречем първите Mavica идеално решение за професионална употреба, не би било точно, макар че в определени ситуации тези фотоапарати се оказваха почти перфектни. Например, репортерите на CNN използваха Sony Pro Mavica MVC-5000, за да отразят събитията на 4 юни на площад Тянанмън. Подобреният модел разполагаше с две независими ПЗС матрици, от които едната генерираше яркостен видеосигнал, а другата - цветова информация. Този подход позволи да се откажем от цветния филтър на Байер и да увеличим хоризонталното разрешение до 500 ТВЛ. Но основното предимство на фотоапарата беше поддръжката на директно свързване с модула PSC-6, позволяващ предаването на получените снимки по радиоканал директно в редакцията. Именно благодарение на това CNN успяха първи да публикуват репортаж от мястото на събитията, а Sony впоследствие дори получи специална награда „Еми“ за своя принос в развитието на цифровото предаване на новинарска фотография.
Sony Pro Mavica MVC-5000 е точно този фотоапарат, благодарение на който Sony стана носител на наградата „Еми“
Но какво, ако фотографът трябва да замине на дълга командировка далеч от цивилизацията? В такъв случай той можеше да вземе със себе си един от страхотните фотоапарати Kodak DCS 100, който се появи през май 1991 година. Огромният хибрид на малкоформатния огледален фотоапарат Nikon F3 HP с цифровата приставка DCS Digital Film Back, оборудван с вайндър, се свързваше с външния блок за съхранение на данни Digital Storage Unit (който трябваше да носите на раменете си) с кабел.
Цифровият фотоапарат Kodak DCS 100 е въплъщение на „компактността“
Kodak предлагаше два модела, всеки от които имаше няколко вариации: цветната DCS DC3 и черно-бялата DCS DM3. Всички фотоапарати от серията бяха оборудвани с матрици с резолюция 1,3 мегапиксела, но се различаваха по размера на буфера, който определяше максималното допустимо количество кадри при серияна снимка. Например, модификации с 8 МБ на борда можеха да снимат със скорост 2,5 кадъра в секунда в серия от 6 кадра, докато по-усъвършенстваните 32-мигабайтни допускат дължина на серия от 24 кадра. При превишаване на този праг, скоростта на снимане пада до 1 кадър на 2 секунди, докато буферът се изчисти напълно.
Що се отнася до блока DSU, той беше оборудван с 3,5-инчов хард диск с капацитет от 200 МБ, способен да побере от 156 'сурови' снимки до 600 компресирани с помощта на хардуерен JPEG конвертор (закупен и инсталиран отделно) и LCD дисплей за преглед на снимките. Умното хранилище дори позволяваше добавяне на кратки описания към снимките, но за целта беше необходимо да се свърже външна клавиатура. Заедно с батериите, неговото тегло беше 3,5 кг, докато общото тегло на комплекта достига 5 кг.
Въпреки съмнителната удобство и цена от 20 до 25 хиляди долара (в максималната конфигурация), през следващите три години бяха реализирани около 1000 подобни устройства, които, освен журналисти, привлечеха интереса на медицински институции, полиция и редица индустриални предприятия. С една дума, имаше търсене на такава продукция, както и остра нужда от по-компактни информационни носители. Подходящо решение предложи компанията SanDisk, представяйки през 1994 година стандарта CompactFlash.
Паметни карти CompactFlash, издадени от компанията SanDisk, и адаптер PCMCIA за тяхното свързване с ПК
Новият формат се оказа толкова успешен, че продължава да се прилага и в настоящия момент, а създадената през 1995 година CompactFlash Association включва в момента над 200 компании-участници, сред които Canon, Eastman Kodak Company, Hewlett-Packard, Hitachi Global Systems Technologies, Lexar Media, Renesas Technology, Socket Communications и много други.
Паметните карти CompactFlash могат да се похвалят с размери 42 мм на 36 мм и дебелина 3,3 мм. Физическият интерфейс на носителите по същество представляваше съкратен PCMCIA (50 щифта вместо 68), което позволяваше лесното им свързване с разъема за карти разширение PCMCIA Type II с помощта на пасивен адаптер. Чрез пак отново пасивен преходник CompactFlash можеше да обменя данни с периферийни устройства чрез IDE (ATA), а специални активни адаптери позволяваха работа с последователни интерфейси (USB, FireWire, SATA).
Въпреки сравнително малкия капацитет (първите CompactFlash можеха да съхраняват само 2 МБ данни), картите с този тип памет бяха търсени в професионалната среда благодарение на компактността, икономичността (едно такова устройство консумираше около 5% от електричеството в сравнение с обикновените 2,5-инчови HDD, което позволяваше удължаване на времето на автономна работа на преносимото устройство) и универсалността, която се постигаше благодарение на поддръжката на множество различни интерфейси, както и на възможността за работа от източник на захранване с напрежение 3,3 или 5 волта, а най-важното — впечатляващата устойчивост на претоварвания над 2000 g, което беше почти недостижимо за класическите твърди дискове.
Всичко е в това, че е технически невъзможно да се създадат наистина удароустойчиви твърди дискове поради конструктивните им особености. При падане, всеки обект е изложен на кинетично въздействие от стотици, а понякога и хиляди g (стандартно ускорение на свободно падане, равно на 9,8 м/с2) за по-малко от 1 милисекунда, което за класическите HDD е свързано с редица неприятни последици, сред които трябва да се отбележи:
- плъзгане и преместване на магнитните пластини;
- поява на луфт в лагерите, тяхното преждевременно износване;
- удар на главите по повърхността на магнитните пластини.
Най-опасната ситуация за дисковото устройство е именно последната. Когато енергията на удара е насочена перпендикулярно или под малък ъгъл спрямо хоризонталната плоскост на HDD, магнитните глави първоначално се отклоняват от своето изходно положение, а след това рязко падат към повърхността на диска, докосвайки я с ръба си, в резултат на което магнитната пластина получава повърхностни повреди. Важно е да се отбележи, че не само мястото, където е нанесен ударът, страда (което, между другото, може да бъде с значителна дължина, ако по време на падането се е извършвало записване или четене на информация), но и участъците, от които се разпръсват микроскопични парченца от магнитното покритие: бидейки намагнетизирани, те не се измества под влиянието на центробежна сила към периферията, оставайки на повърхността на магнитната пластина, което пречи на нормалната работа на четене/запис и допринася за допълнителни повреди както на самия диск, така и на записващата глава. Ако ударът е достатъчно силен, това може дори да доведе до откъсване на сензора и пълен срив на устройството.
С оглед на всичко изброено, новите носители бяха наистина незаменими за фотографите репортери: много по-добре е да имаш дузина ненатрапчиви карти, отколкото да носиш на гърба си устройство, размерите на което са като на видеомагнитофон, и което с почти 100% вероятност ще се повреди от дори малко силен удар. Въпреки това, за крайния потребител картите с памет все още бяха твърде скъпи. Именно затова на пазара на „компактни“ фотоапарати успешно доминираше Sony с „кубика“ Mavica MVC-FD, който записваше снимки на стандартни 3,5-инчови дискетки, форматирани в DOS FAT12, осигурявайки съвместимост почти с всяко PC от това време.
Любителският цифров фотоапарат Sony Mavica MVC-FD73
И така продължаваше почти до края на десетилетието, докато в игра не се намеси IBM. Но за това ще разкажем в следващия материал.
С какви необичайни устройства сте се сблъсквали вие? Може би сте имали възможността да снимате с Mavica, да наблюдавате агонията на Iomega ZIP или да използвате Toshiba T100X? Споделете историите си в коментарите.
Източник: habr.com
