Каквото беше, това ще бъде;
и каквото се е случвало, това ще се случва отново,
и няма нищо ново под слънцето.
Книга Еклисиаст, 1:9
Вечната мъдрост, изразена в епиграфа, е приложима практически към всяка индустрия, включително и към толкова бързо развиващата се сфера на IT. Оказва се, че много иновации, за които тепърва се говори, са основани на изобретения, направени преди десетилетия, и дори успешно (или не толкова успешно) използвани в потребителски устройства или в B2B сферата. Това важи и за привидно новото направление, като мобилните устройства и преносимите носители на информация, за което ще говорим подробно в днешния материал.
Примерите не са далеч. Вземете същите мобилни телефони. Ако смятате, че първото "умно" устройство, което напълно е лишено от клавиатура, е iPhone, появил се едва през 2007 година, дълбоко се заблуждавате. Идеята за създаването на истински смартфон, обединяващ в едно средство за комуникация и функции на PDA, принадлежи не на Apple, а на IBM, като първият такъв апарат беше представен на широката общественост още на 23 ноември 1992 г. по време на изложението за постижения в телекомуникационната индустрия COMDEX, проведено в Лас Вегас, а в серийно производство това чудо на техниката постъпи още през 1994 г.
Персоналният комуникатор IBM Simon — първият в света смартфон с тъчскрийн
Персоналният комуникатор IBM Simon беше първият мобилен телефон, който изобщо нямаше клавиатура, а информацията се въвеждаше единствено чрез сензорен екран. Устройството комбинираше функционалността на организатор, позволяваше изпращане и получаване на факсове, както и работа с електронна поща. При необходимост IBM Simon можеше да бъде свързан с компютър за обмен на данни или използване като модем с производителност 2400 bps. Между другото, въвеждането на текстова информация бе реализирано по достатъчно интелигентен начин: собственикът имаше избор между миниатюрна QWERTY-клавиатура, която, предвид размера на дисплея от 4,7 инча и резолюция 160×293 пиксела, не беше особено удобна за ползване, и интелигентният асистент PredictaKey. Последният показваше на екрана само следните 6 символа, които, според предиктивния алгоритъм, можеха да бъдат използвани с най-голяма вероятност.
Най-добрият епитет, с който може да се опише IBM Simon, е „предизвикващ времето“, което в крайна сметка определи пълния провал на устройството на пазара. От една страна, по това време все още нямаше технологии, способни да направят комуникатора наистина удобен: малцина биха се зарадвали да носят устройство с размери 200×64×38 мм и тегло 623 грама (а заедно със зарядното устройство — над 1 кг), с батерия, която издържаше само 1 час в режим на разговор и 12 часа в режим на изчакване. От друга страна, цената: 899 долара с договор с мобилния оператор BellSouth, който стана официален партньор на IBM в САЩ, и над 1000 долара — без него. Също така, не забравяйте за възможността (а по-скоро нуждата) да закупите по-обемна батерия — „всичко“ за 78 долара.
Визуално сравнение на IBM Simon, съвременни смартфони и елови шишарки
С външните устройства за съхранение на информация не всичко е толкова просто. Според Хамбургския принцип, създаването на първото такова устройство може да се припише отново на IBM. На 11 октомври 1962 година корпорацията анонсира революционната система за съхранение на данни IBM 1311. Ключовата особеност на новината бе използването на сменяеми картриджи, всеки от които съдържаше шест 14-инчови магнитни пластини. Въпреки че такъв сменяем носител тежеше 4,5 килограма, това все пак бе значимо постижение, тъй като поне можеше да се сменят касетите, докато се запълват, и да се пренасят между установки, всяка от които беше с размерите на внушителен комод.
IBM 1311 — устройство за съхранение на данни със сменяеми твърди дискове
Но дори и за такава мобилност се плати с производителността и капацитета. Първо, за да се предотврати повреда на данните, външните страни на 1-вата и 6-та пластини бяха лишени от магнитен слой и те, заедно с това, изпълняваха защитна функция. Тъй като за запис вече се използваха само 10 плоскости, общият капацитет на сменяемия диск стана 2,6 мегабайта, което по онова време все още беше доста много: един картридж успешно заместваше ⅕ от стандартната ролка с магнитна лента или 25 000 перфокарти, предоставяйки произволен достъп до данните.
На второ място, цената за мобилността беше намаляване на производителността: скоростта на въртене на шпиндела трябваше да се намали до 1500 оборота в минута, а в резултат на това средното време за достъп до сектор нарасна до 250 милисекунди. За сравнение, предшественикът на това устройство, IBM 1301, имаше скорост на въртене на шпиндела от 1800 rpm, а времето за достъп до сектор бе 180 мс. Тем не менее, именно благодарение на използването на сменяеми твърди дискове, IBM 1311 стана много популярна в корпоративната среда, тъй като тази конструкция в крайна сметка позволи значително да се намалят разходите за съхранение на единица информация, като даде възможност да се намали броят на закупените установки и площта, необходима за тяхното настаняване. Благодарение на това устройството се оказа едно от най-дълготрайните на пазара на компютърна техника и беше спряно от производство едва през 1975 година.
Наследник IBM 1311, получивший индекс 3340, стал результатом развития идей, заложенных инженерами компании в конструкцию предыдущей модели. Новая система хранения данных была оборудована полностью герметичными картриджами, что позволило, с одной стороны, снизить влияние внешних факторов на磁ные пластины и повысить их надежность, а с другой стороны, существенно улучшить аэродинамику внутри кассет. Важным дополнением стал микроконтроллер, который отвечал за перемещение магнитных головок, его наличие позволило значительно повысить точность их позиционирования.
IBM 3340, известный как Винчестер
Таким образом, емкость каждого картриджа возросла до 30 мегабайт, а время доступа к сектору сократилось ровно в 10 раз — до 25 миллисекунд. При этом скорость передачи данных достигла рекордных на то время 885 килобайт в секунду. Кстати, именно благодаря IBM 3340 в обиход вошел жаргонный термин «винчестер». Это связано с тем, что устройство было рассчитано на одновременную работу с двумя съемными накопителями, из-за чего и получило дополнительный индекс «30-30». Такой же индекс имела всемирно известная винтовка Winchester, с той лишь разницей, что в первом случае речь шла о двух дисках емкостью 30 МБ, а во втором — о калибре пули (0,3 дюйма) и весе пороха в капсюле (30 гран, то есть около 1,94 грамма).
Floppy Disk — прообраз современных внешних накопителей
Въпреки че касетите за IBM 1311 могат да се считат за праотците на съвременните външни хард дискове, тези устройства все още бяха безкрайно далеч от потребителския пазар. Но за да продължим родословното дърво на мобилните носители на информация, първо трябва да определим критериите за подбор. Очевидно, перфокартите ще останат извън борда, тъй като са технология от „досковата“ епоха. Освен това е малко вероятно да вземем предвид носителите на базата на магнитни ленти: въпреки че формално бобината притежава такава характеристика като мобилност, нейното представяне не може да се сравни дори с първите образци на винчестери по простата причина, че магнитната лента осигурява само последователен достъп до записаните данни. Така че, най-близо до хард дисковете по отношение на потребителските свойства се оказват „меки“ дискове. И наистина: дискети са доста компактни, а подобно на винчестерите, издържат на многократна перезапис и могат да работят в режим на произволно четене. С тях и ще започнем.
Ако очаквате отново да видите трите желаните букви, то... вие абсолютно сте прави. Защото именно в лабораториите на IBM изследователската група на Алан Шугарт търсеше достойна замяна на магнитните ленти, които прекрасно подхождаха за архивиране на данни, но губеха пред винчестерите в ежедневните задачи. Подходящото решение предложи присъединилият се към екипа старши инженер Дейвид Нобъл, проектирал през 1967 година сменяем магнитен диск с защитен кожух, работата с който се осъществяваше с помощта на специален дисковод. Четири години по-късно IBM представи първата в света дискета, която имаше обем 80 килобайта и диаметър 8 инча, а вече през 1972 година се появи второто поколение флопи-дискове, чиито капацитет беше 128 килобайта.
8-инчова дискета IBM с капацитет 128 килобайта
На вълната на успеха на дискетите, през 1973 година Алан Шугарт взема решение да напусне корпорацията и да основе собствената си фирма, получила наименование Shugart Associates. Новото предприятие се заема с допълнителното ус усъвършенстване на накопителите на гъвкави дискове: през 1976 година компанията пуска на пазара компактни дискети с размер 5,25 инча и оригинални дисководи, получили обновен контролер и интерфейс. Началната цена на Shugart SA-400 mini-floppy беше 390 долара за самия дисковод и 45 долара за комплект от десет дискети. През цялата история на съществуването на компанията именно SA-400 стана най-успешният продукт: темпът на доставка на новите устройства достигаше 4000 единици на ден и постепенно 5,25-инчовите дискети изместиха от пазара обемистите осемдюймови собратя.
Но и компанията на Алан Шугарт не успя дълго да доминира на пазара: още през 1981 година естафетата пое Sony, представяйки дори по-миниатюрна дискета, диаметърът на която беше само 90 мм, или 3,5 инча. Първият ПК, който използва вграден дисковод за новия формат, стана HP-150, пуснат от Hewlett-Packard през 1984 година.
Първият персонален компютър с 3,5-инчов дисковод Hewlett-Packard HP-150
Дискета от Sony се оказа толкова успешна, че бързо измести всички алтернативни решения, представени на пазара, а самият форм-фактор просъществува почти 30 години: масовото производство на 3,5-инчови дискети приключи едва през 2010 година. Популярността на новия продукт бе обусловена от няколко фактора:
- здравият пластмасов корпус и плъзгащата се метална клапа осигуряваха надеждна защита на самия диск;
- благодарение на наличието на метална втулка с отвор за правилно позициониране, отпадна необходимостта да се пробива отвор директно в магнитния диск, което също беше благоприятно за неговата запазеност;
- с помощта на плъзгащия превключвател беше реализирана защита от презапис (по-рано, за да се блокира възможността за повторно записване, на дискета беше необходимо да се залепи с найлонова лента контролният отвор).
Вечната класика — 3,5-инчовата дискета Sony
Освен компактността, 3.5-инчовите дискети се отличаваха и с много по-висока капацитет в сравнение с предшествениците си. Най-съвременните 5.25-инчови дискети с висока плътност, появили се през 1984 година, побираха 1200 килобайта данни. Въпреки че първите 3.5-инчови образци имаха капацитет от 720 Кб и бяха в това отношение идентични на 5-инчовите дискети с четирикратна плътност, вече през 1987 година се появиха дискети с висока плътност на 1.44 МБ, а през 1991 година - разширена плътност, побиращи 2.88 МБ данни.
Някои компании се опитаха да създадат дори по-малки дискети (например, Amstrad разработи дискети с диаметър 3 инча, които се използваха в ZX Spectrum +3, а Canon произвеждаше 2-инчови специализирани дискети за запис и съхранение на композитно видео), но те така и не успяха да се наложат. Въпреки това на пазара започнаха да се появяват външни устройства, които вече бяха идеологически много по-близо до съвременните външни носители.
Бернулиевата кутия от Iomega и зловещите „щраквания на смъртта“
Каквото и да се каже, капацитетите на дискети бяха твърде малки за съхраняване на достатъчно големи масиви информация: по съвременни стандарти могат да се сравняват с флешки от начално ниво. Но какво можем да наречем аналог на външния твърд диск или твердотелен носител? Най-добре за тази роля подхожда продукцията на Iomega.
Първото им устройство, представено през 1982 година, беше т.нар. Бернулиева кутия (Bernoulli Box). Въпреки голямата за онова време вместимост (първите носители имаха капацитет 5, 10 и 20 МБ), оригиналното устройство не се радваше на популярност заради, без преувеличение, гигантските си размери: „дискетите“ от Iomega имаха размери 21 на 27.5 см, което е идентично с листа хартия формат A4.
Така изглеждаха оригиналните картриджи за Бернулиевата кутия
Устройствата на компанията получиха популярност, започвайки с Bernoulli Box II. Размерите на носителите успяха да намалят значително: те вече имаха дължина 14 см и ширина 13,6 см, (което е сравнимо с стандартните 5,25-дюймови дискети, без да се взема под внимание дебелината от 0,9 см), като в същото време се отличаваха с много по-впечатляващ капацитет: от 20 MB при моделите от стартовата линия до 230 MB при дисковете, пуснати за продажба през 1993 година. Такива устройства бяха налични в два формата: под формата на вътрешни модули за PC (благодарение на намалените размери можеше да се инсталират на мястото на четец на 5,25-дюймови дискети) и външни системи за съхранение, свързващи се с компютъра чрез интерфейса SCSI.
Кутията Бернулли от второ поколение
Пряките наследници на кутията Бернулли са Iomega ZIP, представени от компанията през 1994 година. Популяризацията им в значителна степен е подпомогната от партньорството с Dell и Apple, които започнаха да инсталират ZIP-дисководи в своите компютри. Първият модел, ZIP-100, използваше носители с капацитет 100 663 296 байта (около 96 MB), можеше да се похвали със скорост на пренос на данни около 1 MB/с и време за произволен достъп не повече от 28 милисекунди, като външните дисководи можеха да се свързват с PC чрез интерфейса LPT или SCSI. Няколко по-късно се появиха ZIP-250 с капацитет 250 640 384 байта (239 MB), а в края на серията — ZIP-750, които имат обратно съвместимост с носители ZIP-250 и поддържат работа с ZIP-100 в режим на наследство (от остарелите носители можеше да се чете само информация). Между другото, външните флагмани дори успяха да получат поддръжка за USB 2.0 и FireWire.
Външен дисковод Iomega ZIP-100
С появата на CD-R/W, творенията на Iomega закономерно изчезнаха — продажбите на устройствата започнаха да намаляват, намалявайки до 2003 година почти четири пъти, а през 2007 година напълно изчезнаха (въпреки че ликвидирането на производството се състоя едва през 2010 година). Възможно е всичко да се е развило по друг начин, ако ZIP не беше имал определени проблеми с надеждността.
Всичко се състои в това, че впечатляващата производителност на устройствата за онези години беше осигурена благодарение на рекорден показател RPM: гъвкавият диск се въртеше със скорост 3000 оборота в минута! Със сигурност вече се досещате защо първите устройства се наричаха не иначе как ящик на Бернули: благодарение на високата скорост на въртене на магнитната плоча, въздушният поток между записващата глава и повърхността й се увеличаваше, налягането на въздуха падаше, в резултат на което дискът се приближаваше до сензора (законът на Бернули в действие). Теоретично тази особеност би трябвало да направи устройството по-надеждно, обаче на практика потребителите се сблъскваха с неприятна ситуация, наречена Clicks of Death – „щраквания на смъртта“. Всеки, дори най-малкият, заусенец на магнитната плоча, движеща се с огромна скорост, можеше необратимо да повреди записващата глава, след което приводът паркираше актуатора и повтаряше опитите за четене, което беше съпроводено с характерните щраквания. Тази повреда беше
Магнитооптични дискове: HAMR в стил ретро
Накрая, ако вече стана дума за портативни носители на информация, не може да не споменем такова чудо на техниката, като магнитооптичните 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 компания NeXT представи своя първи компютър, наречен NeXT Computer, който беше оборудван с магнитооптичен привод на Canon и поддържаше работа с дискове с капацитет 256 МБ.
NeXT Computer – първият ПК, оборудван с магнитооптичен привод
Самото съществуване на магнитооптични дискове отново потвърждава верността на епиграфа: въпреки че технологията на термомагнитно записване (HAMR) активно се обсъжда едва в последните години, този подход успешно е бил използван в МО преди повече от 30 години! Принципът на записване на магнитооптичните дискове е аналогичен на HAMR, с изключение на някои нюанси. Самите дискове са били изработени от ферромагнетици — сплави, способни да запазят намагнитеност при температури под точката на Кюри (около 150 градуса Целзий) в отсъствието на влияние 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 намагнитеността на съответния участък.
Ключовата разлика на този подход от HAMR е, че четенето на информацията също се извършва с помощта на лазер с ниска мощност: поляризираният лазерен лъч преминава през пластината на диска, отразява се от подложката и след това, преминавайки през оптичната система на читателя, попада на датчика, който записва промяната на равнината на поляризация на лазера. Тук можем да наблюдаваме практическиото приложение на ефекта на Кер, чиято същност се състои в промяна на показателя на пречупване на оптичния материал пропорционално на квадрата на интензивността на електромагнитното поле.
Принципът на четене и записване на информация на магнитооптични дискове
Първите магнитооптични дискове не поддържаха перезапис и се обозначаваха с абревиатурата WORM (Write Once, Read Many), но по-късно се появиха модели, поддържащи многократен запис. Перезаписването се извършваше в три прохода: първо информацията се изтриваше от диска, след това се извършваше самото записване, след което се провеждаше проверка за целостта на данните. Този подход осигуряваше гарантирано качество на записването, което правеше МО дори по-надеждни от CD и DVD дискове. А в отличие от дискети, магнитооптичните носители бяха практически неподвластни на размагнитване: според оценките на производителите, срокът на съхранение на данните на перезаписваемите МО е не по-малко от 50 години.
Вече през 1989 година на пазара се появиха двустранни 5,25-инчови дискови устройства с капацитет от 650 МБ, осигуряващи скорост на четене до 1 МБ/с и време за произволен достъп от 50 до 100 мс. В периода на упадък на МО на пазара можеха да бъдат намерени модели, съхраняващи до 9,1 ГБ данни. Обаче най-широко разпространение получиха компактните 90-милиметрови дискове с капацитет от 128 до 640 МБ.
Компактен магнитооптичен диск с капацитет 640 МБ, произведен от Olympus
Към 1994 година, специфичната цена на 1 МБ данни, съхранявани на такова устройство, варираше от 27 до 50 цента в зависимост от производителя, което заедно с високата производителност и надеждност го направи напълно конкурентоспособно решение. Допълнително предимство на магнитооптичните устройства в сравнение с ZIP беше поддръжката на широк спектър от интерфейси, включително ATAPI, LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a.
Въпреки всички предимства, магнитооптиката имаше и няколко недостатъка. Например, устройствата от различни марки (а МО бяха произвеждани от много големи компании, включително Sony, Fujitsu, Hitachi, Maxell, Mitsubishi, Olympus, Nikon, Sanyo и други) се оказваха несъвместими помежду си поради особеностите на форматирането. От своя страна, високото енергийно потребление и необходимостта от допълнителна система за охлаждане ограничиха употребата на такива устройства в лаптопи. Накрая, троен цикъл значително увеличаваше времето за запис, а този проблем беше решен едва през 1997 година с появата на технологията LIMDOW (Light Intensity Modulated Direct Overwrite), която обедини два от първите етапи в един чрез добавянето на вградени в картриджа с диска магнити, които и извършваха изтриването на информацията. В резултат на това магнитооптиката постепенно загуби своята актуалност дори в сферата на дългосрочното съхранение на данни, отстъпвайки място на класическите стримери LTO.
А на мен винаги ми липсва нещо...
Всичко казано по-горе ясно илюстрира простия факт, че без значение колко гениално е изобретението, то трябва да бъде навременно. IBM Simon беше обречен на провал, тъй като в момента на появата му 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 скоростта, удобството и, разбира се, ниската цена бяха много по-важни, заради които обикновеният купувач беше готов да жертва надеждността. За ZIP, при всичките им предимства, така и не успяха да станат истински мейнстрийм, защото на хората не им беше особено приятно да разглеждат всяка дискета с лупа, търсейки найлоновите ръбове.
Точно 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). Сред последните неофициален стандарт станаха компактните 2,5-инчови модели в индивидуални корпуси, на които дължим първоначално съществуването на лаптопите. Друга причина за тяхната популярност е икономичността: докато класическите 3,5-инчови HDD в външни кутии трудно можеха да се нарекат "портативни", те неизменно изискваха допълнителен източник на захранване (а значит, с тях трябваше да носим и адаптер), максималното, от което 2,5-инчовите устройства се нуждаеха, беше допълнителен USB порт, а по-късните и енергийно ефективни модели не изискваха дори това.
Всъщност, появата на миниатюрните HDD дължим на PrairieTek — малко предприятие, основано от Тери Джонсън през 1986 година. Само три години след своето създаване PrairieTek представя първия в света 2,5-инчов винчестер с капацитет 20 MB, наречен PT-220. С 30% по-компактен в сравнение с десктоп решенията, устройството имаше височина само 25 мм, ставало е 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. Налагайки производството на PT-220, те съсредоточиха усилията си върху допълнителна миниатюризация, скоро пускайки модел PT-120, който при същия капацитет и скоростни характеристики имаше дебелина само 17 мм.
2,5-инчовият твърд диск от второ поколение PrairieTek PT-120
Проблемът беше, че докато инженерите на PrairieTek се бореха за всеки милиметър, конкурентите от JVC и Conner Peripherals увеличаваха капацитета на винчестерите, и това се оказа решаващо в това неравностойно противостояние. Опитвайки се да навакса с времето, PrairieTek се включи в надпреварата за оръжия, подготвяйки модел PT-240, който побираше 42,8 MB данни и имаше рекордно ниско енергопотребление по онова време — само 1,5 W. Но за съжаление, дори и това не спаси компанията от фалит, и в резултат вече през 1991 година тя прекрати съществуването си.
Историята на PrairieTek е още един нагледен пример за това как технологичните постижения, колкото и значими да изглеждат, в сила на своята несвоевременност могат да останат простo незаслужени от пазара. В началото на 90-те години потребителят все още не беше разглезен от ултрабуци и свръхтънки смартфони, така че остра нужда от подобни дискове нямаше. Достатъчно е да си припомним първия таблет GridPad, пуснат 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 так, такой "бебе" в те времена считался весьма компактным и удобным: конечный пользователь просто не видел ничего лучше. Тем не менее, вопрос дискового пространства стоял гораздо острее. Например, GridPad вообще не имел жесткого диска: хранение информации осуществлялось на базе RAM-чипов, заряд в которых поддерживался встроенными аккумуляторами. На фоне подобных устройств, позже появившийся Toshiba T100X (DynaPad) выглядел настоящим чудом только потому, что имел на борту полноценный жесткий диск емкостью 40 МБ. То, что "мобильное" устройство имело толщину 4 сантиметра, мало кого смущало.
Планшет Toshiba T100X, более известный в Японии под названием DynaPad
Но, как известно, аппетит приходит во время еды. С каждым годом запросы пользователей росли, и удовлетворить их становилось все сложнее. С увеличением емкости и быстродействия носителей информации все больше людей стали задумываться о том, что мобильные устройства могли бы быть более компактными, и возможность иметь переносной накопитель, способный вместить все необходимые файлы, была бы весьма кстати. Другими словами, на рынке появился спрос на принципиально иные устройства с точки зрения удобства и эргономики, который нужно было удовлетворить, и противостояние IT-компаний продолжилось с новой силой.
Здесь стоит вновь обратиться к сегодняшнему эпиграфу. Эра твердотельных накопителей началась задолго до нулевых: первый прототип флеш-памяти был создан инженером Фудзио Масуокой в недрах корпорации Toshiba еще в 1984 году, а первый коммерческий продукт на этой основе, Digipro FlashDisk, появился на рынке уже в 1988 году. Это чудо техники вмещало 16 мегабайт данных, а его цена составляла 5000 долларов США.
Digipro FlashDisk — первый коммерческий SSD-накопитель
Новый тренд поддержала Digital Equipment Corporation, представившая в начале 90-х 5,25-дюймовые устройства серии EZ5x с поддержкой интерфейсов SCSI-1 и SCSI-2. Не осталась в стороне и израильская компания M-Systems, анонсировавшая в 1990 году семейство твердотельных накопителей под названием Fast Flash Disk (или FFD), уже более-менее напоминавших современные: SSD имели формат 3,5 дюйма и могли вмещать от 16 до 896 мегабайт данных. Первая модель, получившая название FFD-350, увидела свет в 1995 году.
M-Systems FFD-350 на 208 МБ — прообраз на съвременните SSD
В отличие от традиционните твърди дискове, SSD бяха много по-компактни, предлагаха по-висока производителност и, най-важното, бяха устойчиви на удари и силна вибрация. Това ги правеше практически идеални кандидати за производството на мобилни носители, ако не беше едно 'но': високите цени за единица съхранение на информация, поради което подобни решения почти не бяха подходящи за потребителския пазар. Те бяха популярни в корпоративната среда, използвани в авиацията за изготвяне на 'черни кутии', инсталирани в суперкомпютри на изследователски центрове, но за създаването на търговски продукт по това време не можеше и да става дума: никой не би ги купил, дори ако някоя корпорация решеше да продава подобни носители на цена на производството.
Но промените на пазара не закъсняха. Развитието на потребителския сегмент на преносимите SSD носители беше в значителна степен подпомогнато от цифровата фотография, в която именно се усещаше остра нужда от компактни и енергийно ефективни носители на информация. Съдете сами.
Първият в света цифров фотоапарат се появи (отново споменавайки думите на Еклисиаст) още през декември 1975 година: той бе изобретен от Стивън Сасън, инженер в компанията Eastman Kodak Company. Прототипът се състоеше от няколко десетки печатни платки, оптичен блок, заимстван от Kodak Super 8, и магнитофон (снимките се записваха на обикновени аудиокасети). Като източник на захранване за камерата се използваха 16 никел-кадмиеви батерии, а всичко това тежеше 3,6 кг.
Първият прототип на цифровия фотоапарат, създаден от Eastman Kodak Company
Резолюцията на ПЗС матрицата на това малко устройство беше едва 0,01 мегапиксела, което позволяваше получаването на кадри с размер 125×80 пиксела, а формирането на всяка снимка отнемаше 23 секунди. С оглед на тези „впечатляващи“ характеристики, подобен агрегат изоставаше на всички фронтове зад традиционните лентови DSLR камери, а следователно за създаването на търговски продукт на негова основа не можеше да става и дума, въпреки че по-късно изобретението беше признато за една от най-важните вехи 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 от Kodak премина към Sony, която анонсира на 25 август 1981 година безплътна видеофотокамера Mavica (името е абревиатура от Magnetic Video Camera).
Прототип на цифровата фотокамера Sony Mavica
Камерата на японския гигант изглеждаше много по-интересно: прототипът използваше ПЗС матрица с размер 10 на 12 мм и можеше да се похвали с максимална резолюция от 570 х 490 пиксела, а записът се извършваше на компактни 2-инчови дискети Mavipack, които можеха да съхраняват от 25 до 50 кадъра в зависимост от режима на снимане. Работата е там, че формираният кадър се състоеше от две телевизионни полета, всяко от които се записваше като композитно видео, като имаше възможност да се фиксират както двете полета едновременно, така и само едно. В последния случай резолюцията на кадъра падаше наполовина, но пък и теглото на такава снимка беше два пъти по-малко.
Първоначално Sony планираше да започне серийно производство на Mavica през 1983 година, а търговската цена на камерите трябваше да бъде $650. На практика първите индустриални екземпляри се появиха едва през 1984 година, а търговската реализация на проекта с Mavica MVC-A7AF и Pro Mavica MVC-2000 светлина видя едва през 1986 година, като камерите струваха практически почти два пъти повече от първоначално планираното.
Цифровата фотокамера Sony Pro Mavica MVC-2000
Въпреки баснословната си цена и иновационността си, не можеше да се нарече, че първите Mavica са идеалното решение за професионална употреба, въпреки че в определени ситуации тези фотоапарати се оказваха почти идеални. Например, репортерите на CNN използваха Sony Pro Mavica MVC-5000 при отразяването на събитията на 4 юни на площад Тянанмън. Усовершенстваната модел получи две независими CCD матрици, едната от които създаваше яркостен видео сигнал, а другата – цветен. Този подход позволи да се откажем от използването на цветния филтър на Байер и да увеличим хоризонталното разрешение до 500 ТВЛ. Но главното предимство на фотоапарата стана поддръжката на директно свързване към модула PSC-6, позволяващ предаване на снимките по радиоканал директно в редакцията. Именно благодарение на това CNN успяха първи да публикуват репортажа от мястото на събитието, а Sony по-късно дори получи специална награда „Еми“ за приноса си в развитието на цифровото предаване на новините на фотографиите.
Sony Pro Mavica MVC-5000 е именно този фотоапарат, благодарение на който Sony стана носител на наградата „Еми“
Но какво, ако фотографът предстои на дълъг командировка далеч от цивилизацията? В такъв случай той може да вземе със себе си един от забележителните фотоапарати Kodak DCS 100, представен през май 1991 година. Монструозният хибрид на малък формат огледален фотоапарат Nikon F3 HP с цифровия приставка DCS Digital Film Back, оборудван с виндер, се свързваше с външния блок за съхранение на данни Digital Storage Unit (който трябваше да се носи на раменете) чрез кабел.
Цифровият фотоапарат Kodak DCS 100 е олицетворение на „компактността“
Kodak предлагаше две модела, всяка 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 максималния допустим брой кадри при серийна снимка. Например, модификациите с 8 МБ на борда можеха да снимат със скорост 2,5 кадъра в секунда серия по 6 кадра, докато по-напредналите, с 32 мегабайта, допускаха дължина на серията от 24 кадра. При надвишаване на този праг скоростта на снимане падаше до 1 кадър на 2 секунди, докато буферът не се освободи напълно.
Що се отнася до блока DSU, той е бил оборудван с 3,5-инчов хард диск с обем 200 МБ, способен да съхранява от 156 "сурови" снимки до 600 компресирани с помощта на хардуерен JPEG конвертор (добавя се и инсталира допълнително), и LCD дисплей за преглед на снимки. Умното хранилище дори позволяваше добавяне на кратки описания към снимките, но за целта беше необходимо свързване на външна клавиатура. Заедно с батериите неговото тегло е било 3,5 кг, докато общото тегло на комплекта е достигало 5 кг.
Въпреки съмнителното удобство и цената от 20 до 25 хиляди долара (в максималната конфигурация), през следващите три години са били реализирани около 1000 подобни устройства, които, освен журналистите, са привлекли интереса на медицински заведения, полиция и редица промишлени предприятия. С две думи, имаше търсене на такава продукция, както и остра необходимост от по-компактни носители на информация. Подходящо решение е предложила компанията SanDisk, представяйки през 1994 година стандарта CompactFlash.
Флаш картите CompactFlash, произведени от компания SanDisk, и адаптер PCMCIA за свързване с компютър.
Новият формат се оказа толкова успешен, че се използва и до днешен ден, а създадената през 1995 година CompactFlash Association вече има 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.
Флаш картите CompactFlash могат да се похвалят с габаритни размери 42 мм на 36 мм и дебелина 3,3 мм. Физическият интерфейс на носителите по същество представлява намален PCMCIA (50 щифта вместо 68), благодарение на което такава карта може лесно да се свърже с интерфейса за разширителни карти PCMCIA Type II чрез пасивен адаптер. Чрез пак отново пасивен адаптер CompactFlash можеше да обменя данни с периферни устройства през IDE (ATA), а специалните 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 памет от този тип бяха търсени в професионалната среда благодарение на компактността, икономичността (такъв носител консумираше около 5% електрическа енергия в сравнение с обикновените 2,5-инчови HDD, което позволяваше да се удължи срокът на автономна работа на портативното устройство) и универсалността, която се постигаше чрез поддръжка на множество различни интерфейси, както и възможността да работи от източник на захранване с напрежение 3,3 или 5 волта, а най-важното — впечатляващата устойчивост на пренапрежения над 2000 g, което беше практически недостижимо за класическите харддискове.
Въпросът е, че е технически невъзможно да се създадат наистина удароустойчиви твърди дискове поради конструктивните им особености. При падане, всеки обект е подложен на кинетично въздействие от стотици, а дори и хиляди g (стандартното ускорение на свободното падане, равно на 9,8 м/с²) за по-малко от 1 милисекунда, което за класическите HDD е свързано с редица много неприятни последици, сред които се отк突ва:
- плъзгане и изместване на магнитните плочи;
- поява на луфт в лагерите, тяхното преждевременно износване;
- удар на главите по повърхността на магнитните плочи.
Най-опасната ситуация за харддиска е именно последната. Когато енергията от удара е насочена перпендикулярно или под незначителен ъгъл спрямо хоризонталната повърхност на HDD, магнитните глави първо се отклоняват от изходното си положение, а след това рязко спадат към повърхността на диска, засягайки я по ръба и поради което магнитният диск получава повърхностни повреди. Пострадали са не само местата, където е настъпил ударът (което, между другото, може да има значителна дължина, ако по време на падането се е извършвало записване или четене на информация), но и участъците, по които се разпръсват микроскопичните откъси от магнитното покритие: като магнитни, те не се отклоняват под действието на центробежната сила към периферията, оставайки на повърхността на магнитния диск, пречейки на нормалните операции по четене/запис и способствайки за по-нататъшни 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 пълна неизправност на устройството.
С оглед на всичко горепосочено, новите устройства бяха наистина незаменими за фотографите: значително по-добре е да имате десетина или два непретенциозни картриджа, отколкото да носите на гърба си нещо с размерите на видеомагнитофон, което практически с 100% вероятност ще се повреди при най-малкия удар. Обаче за частните потребители картите с памет все още бяха твърде скъпи. Именно затова на пазара на „компактни камери“ доминираше Sony с „кубче“ Mavica MVC-FD, което запазваше снимките на стандартни 3,5-инчови дискети, форматирани в DOS FAT12, което осигуряваше съвместимост почти с всеки компютър от онова време.
Личен цифров фотоапарат Sony Mavica MVC-FD73
И така, това продължаваше почти до края на десетилетието, докато IBM не се намеси. Въпреки това, за това ще разкажем в следващия материал.
А с какви необичайни устройства сте се сблъсквали? Може би сте имали шанса да снимате с Mavica, да наблюдавате агонията на Iomega ZIP или да ползвате Toshiba T100X? Споделете вашите истории в коментарите.
Източник: habr.com
