Externe Speichergeräte: von der Zeit des IBM 1311 bis heute. Teil 1

Externe Speichergeräte: von der Zeit des IBM 1311 bis heute. Teil 1
Was war, wird sein;
Und was getan wurde, wird getan,
und es gibt nichts Neues unter der Sonne.

Buch Prediger 1:9

Die im Epigraph enthaltene ewige Weisheit ist auf fast jede Branche anwendbar, auch auf eine sich so schnell verändernde Branche wie die IT. Tatsächlich zeigt sich, dass viele der Erkenntnisse, über die erst jetzt gesprochen wird, auf Erfindungen basieren, die vor mehreren Jahrzehnten gemacht wurden und sogar erfolgreich (oder weniger erfolgreich) in Consumer-Geräten oder im B2B-Bereich eingesetzt werden. Dies gilt auch für einen scheinbar neuen Trend wie mobile Gadgets und tragbare Speichermedien, auf den wir im heutigen Material ausführlich eingehen werden.

Nach Beispielen muss man nicht lange suchen. Nehmen Sie die gleichen Mobiltelefone. Wenn Sie denken, dass das erste „intelligente“ Gerät, das nicht vollständig über eine Tastatur verfügte, das iPhone war, das erst 2007 auf den Markt kam, dann irren Sie sich zutiefst. Die Idee, ein echtes Smartphone zu schaffen, das ein Kommunikationstool und die Fähigkeiten eines PDA in einem einzigen Gehäuse vereint, stammt nicht von Apple, sondern von IBM, und das erste derartige Gerät wurde am 23. November der breiten Öffentlichkeit vorgestellt , 1992 im Rahmen der COMDEX-Ausstellung der Errungenschaften der Telekommunikationsbranche in Las Vegas, und dieses Wunder der Technologie ging bereits 1994 in die Massenproduktion.

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IBM Simon Personal Communicator – das weltweit erste Touchscreen-Smartphone

Der IBM Simon Personal Communicator war das erste Mobiltelefon, das grundsätzlich über keine Tastatur verfügte und die Eingabe von Informationen ausschließlich über einen Touchscreen erfolgte. Gleichzeitig vereinte das Gadget die Funktionalität eines Organizers, sodass Sie Faxe senden und empfangen sowie mit E-Mails arbeiten können. Bei Bedarf könnte IBM Simon zum Datenaustausch an einen Personalcomputer angeschlossen oder als Modem mit einer Leistung von 2400 bps verwendet werden. Die Eingabe von Textinformationen wurde übrigens recht genial umgesetzt: Der Besitzer hatte die Wahl zwischen einer Miniatur-QWERTZ-Tastatur, die angesichts der Displaygröße von 4,7 Zoll und einer Auflösung von 160 x 293 Pixeln nicht besonders komfortabel zu bedienen war, und der intelligente Assistent PredictaKey. Letzterer zeigte nur die nächsten 6 Zeichen an, die laut Vorhersagealgorithmus mit der größten Wahrscheinlichkeit verwendet werden könnten.

Der beste Beiname, mit dem man den IBM Simon charakterisieren kann, ist „seiner Zeit voraus“, was letztendlich zum völligen Fiasko dieses Geräts auf dem Markt führte. Einerseits gab es damals keine Technologien, die den Kommunikator wirklich praktisch machen konnten: Nur wenige Menschen würden gerne ein Gerät mit den Maßen 200 x 64 x 38 mm und einem Gewicht von 623 Gramm (und zusammen mit der Ladestation mehr als 1 kg) mit sich herumtragen. Der Akku hielt im Gesprächsmodus nur 1 Stunde und im Standby-Modus 12 Stunden. Der Preis hingegen beträgt: 899 US-Dollar mit einem Vertrag des Mobilfunkanbieters BellSouth, der offizieller Partner von IBM in den USA geworden ist, und über 1000 US-Dollar ohne. Vergessen Sie auch nicht die Möglichkeit (oder besser gesagt sogar die Notwendigkeit), einen Akku mit größerer Kapazität zu kaufen – „nur“ für 78 US-Dollar.

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Visueller Vergleich von IBM Simon, modernen Smartphones und einem Tannenzapfen

Auch bei externen Speichergeräten ist die Sache nicht so einfach. Laut Hamburger Darstellung kann die Entstehung des ersten Geräts dieser Art wiederum IBM zugeschrieben werden. Am 11. Oktober 1962 kündigte das Unternehmen das revolutionäre Datenspeichersystem IBM 1311 an. Das Hauptmerkmal des neuen Produkts war die Verwendung austauschbarer Kassetten, die jeweils sechs 14-Zoll-Magnetplatten enthielten. Obwohl dieses Wechsellaufwerk 4,5 Kilogramm wog, war es dennoch eine wichtige Errungenschaft, da es zumindest möglich war, die Kassetten auszutauschen, wenn sie voll waren, und sie zwischen Installationen zu übertragen, die jeweils die Größe einer beeindruckenden Kommode hatten.

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IBM 1311 – Datenspeicher mit Wechselfestplatten

Aber selbst für diese Mobilität mussten wir mit Leistung und Kapazität bezahlen. Um Datenschäden vorzubeugen, wurden zunächst die Außenseiten der 1. und 6. Platte von der Magnetschicht befreit und sie erfüllten auch eine Schutzfunktion. Da nur noch 10 Flugzeuge für die Aufzeichnung verwendet wurden, betrug die Gesamtkapazität des Wechseldatenträgers 2,6 Megabyte, was damals noch recht viel war: Eine Patrone ersetzte erfolgreich ⅕ einer Standardspule Magnetfolie oder 25 Lochkarten Bereitstellung eines wahlfreien Zugriffs auf Daten.

Zweitens war der Preis für die Mobilität ein Leistungsabfall: Die Spindeldrehzahl musste auf 1500 U/min reduziert werden, wodurch sich die durchschnittliche Sektorzugriffszeit auf 250 Millisekunden erhöhte. Zum Vergleich: Der Vorgänger dieses Geräts, der IBM 1301, hatte eine Spindelgeschwindigkeit von 1800 U/min und eine Sektorzugriffszeit von 180 ms. Allerdings erlangte der IBM 1311 durch den Einsatz von Wechselfestplatten große Popularität im Unternehmensumfeld, da dieses Design letztlich eine deutliche Reduzierung der Kosten für die Speicherung einer Informationseinheit und damit eine Reduzierung der Anzahl ermöglichte der gekauften Anlagen und der für deren Unterbringung benötigten Fläche. Dadurch erwies sich das Gerät gemessen an den Maßstäben des Computerhardwaremarktes als eines der langlebigsten und wurde erst 1975 eingestellt.

Der Nachfolger des IBM 1311, der den Index 3340 erhielt, war das Ergebnis der Entwicklung von Ideen, die die Ingenieure des Konzerns in das Design des Vorgängermodells einfließen ließen. Das neue Datenspeichersystem erhielt vollständig versiegelte Kassetten, wodurch es einerseits möglich war, den Einfluss von Umweltfaktoren auf Magnetplatten zu neutralisieren, deren Zuverlässigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Aerodynamik innerhalb der Kassetten deutlich zu verbessern. Ergänzt wurde das Bild durch einen Mikrocontroller, der für die Bewegung der Magnetköpfe verantwortlich ist und dessen Vorhandensein es ermöglichte, die Genauigkeit ihrer Positionierung deutlich zu erhöhen.

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IBM 3340, Spitzname Winchester

Dadurch erhöhte sich die Kapazität jeder Kassette auf 30 Megabyte und die Sektorzugriffszeit verringerte sich genau um das Zehnfache – auf 10 Millisekunden. Gleichzeitig erreichte die Datenübertragungsgeschwindigkeit den damaligen Rekord von 25 Kilobyte pro Sekunde. Der IBM 885 ist es übrigens zu verdanken, dass der Fachjargon „Winchester“ in Gebrauch kam. Fakt ist, dass das Gerät für den gleichzeitigen Betrieb mit zwei Wechseldatenträgern konzipiert wurde, weshalb es den Zusatzindex „3340-30“ erhielt. Das weltberühmte Winchester-Gewehr hatte den gleichen Index, mit dem einzigen Unterschied, dass es sich im ersten Fall um zwei Scheiben mit einer Kapazität von 30 MB handelte, im zweiten um das Geschosskaliber (30 Zoll) und das Gewicht des Schießpulvers in der Kapsel (0,3 Körner, also etwa 30 Gramm).

Diskette – der Prototyp moderner externer Laufwerke

Obwohl die Kassetten für die IBM 1311 als Urururgroßväter moderner externer Festplatten gelten können, waren diese Geräte noch unendlich weit vom Verbrauchermarkt entfernt. Doch um den Stammbaum der mobilen Speichermedien fortzuführen, müssen Sie sich zunächst für die Auswahlkriterien entscheiden. Offensichtlich bleiben Lochkarten zurück, da es sich um eine Technologie aus der „Vor-Disk“-Ära handelt. Auch an Laufwerke auf Basis von Magnetbändern ist kaum zu denken: Obwohl die Spule formal über eine solche Eigenschaft wie Mobilität verfügt, ist ihre Leistung selbst mit den ersten Beispielen von Festplatten nicht zu vergleichen, aus dem einfachen Grund, dass Magnetbänder nur einen sequentiellen Zugriff auf die aufgezeichneten Daten ermöglichen Daten. Daher sind „weiche“ Laufwerke hinsichtlich der Verbrauchereigenschaften den Festplatten am nächsten. Und es stimmt: Disketten sind zwar recht kompakt, aber wie Festplatten halten sie wiederholtem Überschreiben stand und sind in der Lage, im Zufallslesemodus zu arbeiten. Beginnen wir mit ihnen.

Wenn Sie erwarten, die drei geschätzten Briefe noch einmal zu sehen, dann ... haben Sie vollkommen Recht. Schließlich suchte die Forschungsgruppe von Alan Shugart in den IBM-Laboren nach einem würdigen Ersatz für Magnetbänder, die sich hervorragend für die Archivierung von Daten eigneten, bei alltäglichen Aufgaben jedoch Festplatten unterlegen waren. Eine geeignete Lösung wurde vom leitenden Ingenieur David Noble vorgeschlagen, der dem Team beitrat und 1967 eine entfernbare Magnetplatte mit einem Schutzgehäuse entwarf, die über ein spezielles Laufwerk betrieben wurde. 4 Jahre später stellte IBM die weltweit erste Diskette vor, die eine Kapazität von 80 Kilobyte und einen Durchmesser von 8 Zoll hatte, und bereits 1972 erschien die zweite Generation von Disketten, deren Kapazität bereits 128 Kilobyte betrug.

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IBM 8-Zoll-Diskette mit einer Kapazität von 128 Kilobyte

Im Zuge des Erfolgs von Disketten beschloss Alan Shugart bereits 1973, das Unternehmen zu verlassen und seine eigene Firma namens Shugart Associates zu gründen. Das neue Unternehmen begann, Diskettenlaufwerke weiter zu verbessern: 1976 stellte das Unternehmen 5,25-Zoll-Kompaktdisketten und Original-Diskettenlaufwerke vor, die einen aktualisierten Controller und eine aktualisierte Schnittstelle erhielten. Die Kosten für die Minidiskette Shugart SA-400 betrugen zu Verkaufsbeginn 390 US-Dollar für das Laufwerk selbst und 45 US-Dollar für einen Satz mit zehn Disketten. In der gesamten Unternehmensgeschichte wurde der SA-400 zum erfolgreichsten Produkt: Die Auslieferungsrate neuer Geräte erreichte 4000 Einheiten pro Tag, und nach und nach verdrängten 5,25-Zoll-Disketten ihre sperrigen Acht-Zoll-Pendants der Markt.

Allerdings konnte Alan Shugarts Unternehmen den Markt nicht lange dominieren: Bereits 1981 übernahm Sony den Staffelstab und brachte eine noch kleinere Diskette auf den Markt, deren Durchmesser nur 90 mm, also 3,5 Zoll, betrug. Der erste PC, der ein eingebautes Festplattenlaufwerk des neuen Formats verwendete, war der HP-150, der 1984 von Hewlett-Packard herausgebracht wurde.

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Der erste Personal Computer mit einem 3,5-Zoll-Laufwerk Hewlett-Packard HP-150

Die Diskette von Sony erwies sich als so erfolgreich, dass sie schnell alle alternativen Lösungen auf dem Markt verdrängte, und der Formfaktor selbst hielt fast 30 Jahre: Die Massenproduktion von 3,5-Zoll-Disketten endete erst 2010. Die Beliebtheit des neuen Produkts war auf mehrere Faktoren zurückzuführen:

  • ein Hartplastikgehäuse und eine verschiebbare Metallklappe schützten die Festplatte selbst zuverlässig;
  • Aufgrund des Vorhandenseins einer Metallhülse mit einem Loch zur korrekten Positionierung war es nicht erforderlich, ein Loch direkt in die Magnetplatte zu bohren, was sich auch positiv auf deren Sicherheit auswirkte.
  • Über einen Schiebeschalter wurde ein Überschreibschutz implementiert (zuvor musste der Kontrollausschnitt auf der Diskette mit Klebeband verschlossen werden, um die Möglichkeit einer wiederholten Aufnahme zu verhindern).

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Zeitloser Klassiker – Sony 3,5-Zoll-Diskette

Neben der Kompaktheit hatten 3,5-Zoll-Disketten im Vergleich zu ihren Vorgängern auch eine deutlich höhere Kapazität. So enthielten die fortschrittlichsten 5,25-Zoll-Disketten mit hoher Dichte, die 1984 auf den Markt kamen, 1200 Kilobyte an Daten. Obwohl die ersten 3,5-Zoll-Proben eine Kapazität von 720 KB hatten und in dieser Hinsicht mit 5-Zoll-Disketten mit vierfacher Dichte identisch waren, erschienen bereits 1987 1,44-MB-Disketten mit hoher Dichte und 1991 Disketten mit erweiterter Dichte. Platz für 2,88 MB Daten.

Einige Unternehmen versuchten, noch kleinere Disketten zu entwickeln (Amstrad entwickelte beispielsweise 3-Zoll-Disketten, die im ZX Spectrum +3 verwendet wurden, und Canon produzierte 2-Zoll-Spezialdisketten zum Aufzeichnen und Speichern von Composite-Videos), aber sie scheiterten gefangen auf. Es kamen jedoch externe Geräte auf den Markt, die ideologisch den modernen externen Laufwerken viel näher standen.

Iomegas Bernoulli-Box und die bedrohlichen „Todesklicks“

Was auch immer man sagen mag, das Volumen von Disketten war zu klein, um ausreichend große Informationsmengen zu speichern: Nach modernen Maßstäben können sie mit Flash-Laufwerken der Einstiegsklasse verglichen werden. Aber was kann man in diesem Fall als Analogon einer externen Festplatte oder eines Solid-State-Laufwerks bezeichnen? Iomega-Produkte sind für diese Rolle am besten geeignet.

Ihr erstes Gerät, das 1982 eingeführt wurde, war die sogenannte Bernoulli-Box. Trotz der für die damalige Zeit großen Kapazität (die ersten Laufwerke hatten eine Kapazität von 5, 10 und 20 MB) erfreute sich das ursprüngliche Gerät aufgrund seiner ohne Übertreibung gigantischen Abmessungen keiner Beliebtheit: „Disketten“ von Iomega hatten Abmessungen von 21 by 27,5 cm, was einem Blatt A4-Papier entspricht.

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So sahen die Originalpatronen für die Bernoulli-Box aus

Die Geräte des Unternehmens erfreuen sich seit der Bernoulli Box II zunehmender Beliebtheit. Die Abmessungen der Laufwerke wurden deutlich reduziert: Sie hatten bereits eine Länge von 14 cm und eine Breite von 13,6 cm (was mit herkömmlichen 5,25-Zoll-Disketten vergleichbar ist, wenn man die Dicke von 0,9 cm nicht berücksichtigt), während mit einer viel beeindruckenderen Kapazität: von 20 MB für Einstiegsmodelle bis zu 230 MB für Laufwerke, die 1993 auf den Markt kamen. Solche Geräte gab es in zwei Formaten: als interne Module für PCs (dank ihrer geringen Größe konnten sie anstelle von 5,25-Zoll-Diskettenlesegeräten installiert werden) und als externe Speichersysteme, die über eine SCSI-Schnittstelle an den Computer angeschlossen wurden.

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Bernoulli-Box der zweiten Generation

Der direkte Nachfolger von Bernoullis Box war die Iomega ZIP, die das Unternehmen 1994 auf den Markt brachte. Ihre Popularität wurde durch Partnerschaften mit Dell und Apple erheblich erleichtert, die damit begannen, ZIP-Laufwerke in ihren Computern zu installieren. Das erste Modell, ZIP-100, verwendete Laufwerke mit einer Kapazität von 100 Byte (ca. 663 MB), hatte eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von ca. 296 MB/s und eine Direktzugriffszeit von nicht mehr als 96 Millisekunden, was bei externen Laufwerken der Fall war über LPT oder SCSI mit einem PC verbunden. Etwas später erschien ZIP-1 mit einer Kapazität von 28 Byte (250 MB) und am Ende der Serie ZIP-250, die abwärtskompatibel mit ZIP-640-Laufwerken sind und die Arbeit mit ZIP-384 im Legacy-Modus unterstützen ( von veralteten Laufwerken war nur das Lesen von Informationen möglich). Externe Flaggschiffe haben es übrigens sogar geschafft, USB 239 und FireWire zu unterstützen.

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Externes Iomega ZIP-100-Laufwerk

Mit dem Aufkommen von CD-R/RW gerieten die Kreationen von Iomega natürlich in Vergessenheit – der Verkauf von Geräten begann zu sinken, nachdem er sich bis 2003 fast vervierfacht hatte, und verschwand bereits 2007 vollständig (obwohl die Produktion erst 2010 eingestellt wurde). Die Dinge wären vielleicht anders gekommen, wenn es bei ZIP nicht gewisse Zuverlässigkeitsprobleme gegeben hätte.

Tatsache ist, dass die für diese Jahre beeindruckende Leistung der Geräte durch eine Rekorddrehzahl sichergestellt wurde: Die Diskette drehte sich mit einer Geschwindigkeit von 3000 U/min! Sie haben wahrscheinlich schon erraten, warum die ersten Geräte nichts anderes als Bernoulli-Box hießen: Durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit der Magnetplatte beschleunigte sich der Luftstrom zwischen Schreibkopf und seiner Oberfläche, der Luftdruck sank dadurch Dabei rückte die Scheibe näher an den Sensor heran (Bernoulli-Gesetz in Aktion). Theoretisch hätte diese Funktion das Gerät zuverlässiger machen sollen, aber in der Praxis waren Verbraucher mit einem so unangenehmen Phänomen wie Clicks of Death konfrontiert. Jeder noch so kleine Grat auf einer sich mit enormer Geschwindigkeit bewegenden Magnetplatte könnte den Schreibkopf irreversibel beschädigen, woraufhin das Laufwerk den Aktuator parkte und den Leseversuch wiederholte, was von charakteristischen Klickgeräuschen begleitet wurde. Eine solche Fehlfunktion sei „ansteckend“: Wenn der Benutzer sich nicht sofort zurechtfinde und eine weitere Diskette in das beschädigte Gerät einlege, werde es nach einigen Leseversuchen ebenfalls unbrauchbar, da der Schreibkopf mit einer gebrochenen Geometrie selbst das Gerät beschädigt habe Oberfläche der Diskette. Gleichzeitig könnte eine Diskette mit Graten einen anderen Leser sofort „töten“. Daher mussten diejenigen, die mit Iomega-Produkten arbeiteten, die Funktionsfähigkeit von Disketten sorgfältig prüfen, und auf späteren Modellen erschienen sogar entsprechende Warnhinweise.

Magnetooptische Scheiben: HAMR-Retro-Stil

Wenn wir schließlich bereits über tragbare Speichermedien sprechen, können wir nicht umhin, ein solches Wunder der Technologie wie magnetooptische Datenträger (MO) zu erwähnen. Die ersten Geräte dieser Klasse erschienen in den frühen 80er Jahren des 1988. Jahrhunderts, wurden jedoch erst 256 am weitesten verbreitet, als NeXT seinen ersten PC namens NeXT Computer vorstellte, der mit einem magnetooptischen Laufwerk von Canon ausgestattet war und die Arbeit unterstützte mit Festplatten mit einer Kapazität von XNUMX MB.

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NeXT Computer – der erste PC mit magnetooptischem Laufwerk

Die bloße Existenz magnetooptischer Platten bestätigt einmal mehr die Richtigkeit des Epigraphs: Obwohl die thermomagnetische Aufzeichnungstechnologie (HAMR) erst in den letzten Jahren aktiv diskutiert wurde, wurde dieser Ansatz in MO vor mehr als 30 Jahren erfolgreich eingesetzt! Das Prinzip der Aufzeichnung auf magnetooptischen Datenträgern ähnelt bis auf einige Nuancen dem von HAMR. Die Scheiben selbst bestanden aus Ferromagneten – Legierungen, die in der Lage sind, die Magnetisierung bei Temperaturen unter dem Curie-Punkt (etwa 150 Grad Celsius) aufrechtzuerhalten, ohne dass sie einem externen Magnetfeld ausgesetzt sind. Während der Aufnahme wurde die Oberfläche der Platte durch einen Laser auf die Temperatur des Curie-Punktes vorgeheizt, woraufhin ein Magnetkopf auf der Rückseite der Platte die Magnetisierung des entsprechenden Bereichs veränderte.

Der Hauptunterschied zwischen diesem Ansatz und HAMR bestand darin, dass Informationen auch mit einem Laser geringer Leistung gelesen wurden: Ein polarisierter Laserstrahl ging durch die Scheibenplatte, wurde vom Substrat reflektiert und traf dann, nachdem er das optische System des Lesegeräts passiert hatte, auf die Platte Sensor, der die Änderung der ebenen Laserpolarisation aufzeichnete. Hier können Sie die praktische Anwendung des Kerr-Effekts (quadratischer elektrooptischer Effekt) beobachten, dessen Kern darin besteht, den Brechungsindex eines optischen Materials proportional zum Quadrat der elektromagnetischen Feldstärke zu ändern.

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Das Prinzip des Lesens und Schreibens von Informationen auf magnetooptischen Datenträgern

Die ersten magnetooptischen Platten unterstützten kein Wiederbeschreiben und wurden mit der Abkürzung WORM (Write Once, Read Many) bezeichnet, später erschienen jedoch Modelle, die mehrere Schreibvorgänge unterstützten. Das Umschreiben erfolgte in drei Durchgängen: Zuerst wurden die Informationen von der Festplatte gelöscht, dann wurde die eigentliche Aufzeichnung durchgeführt und anschließend die Datenintegrität überprüft. Dieser Ansatz gewährleistete eine garantierte Aufnahmequalität, wodurch MOs noch zuverlässiger waren als CDs und DVDs. Und im Gegensatz zu Disketten unterlagen magnetooptische Medien praktisch keiner Entmagnetisierung: Nach Schätzungen der Hersteller beträgt die Speicherdauer von Daten auf wiederbeschreibbaren MOs mindestens 50 Jahre.

Bereits 1989 kamen doppelseitige 5,25-Zoll-Laufwerke mit einer Kapazität von 650 MB auf den Markt, die Lesegeschwindigkeiten von bis zu 1 MB/s und Direktzugriffszeiten von 50 bis 100 ms ermöglichten. Am Ende der Popularität von MO konnte man Modelle auf dem Markt finden, die bis zu 9,1 GB Daten speichern konnten. Am weitesten verbreitet sind jedoch kompakte 90-mm-Festplatten mit Kapazitäten von 128 bis 640 MB.

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Kompaktes magnetooptisches 640-MB-Laufwerk von Olympus

Bis 1994 lagen die Stückkosten für 1 MB auf einem solchen Laufwerk gespeicherter Daten je nach Hersteller zwischen 27 und 50 Cent, was sie zusammen mit hoher Leistung und Zuverlässigkeit zu einer völlig wettbewerbsfähigen Lösung machte. Ein zusätzlicher Vorteil magnetooptischer Geräte im Vergleich zu denselben ZIPs war die Unterstützung einer Vielzahl von Schnittstellen, darunter ATAPI, LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a.

Trotz aller Vorteile hatte die Magnetooptik auch eine Reihe von Nachteilen. Beispielsweise erwiesen sich Laufwerke verschiedener Marken (und MO wurde von vielen großen Unternehmen hergestellt, darunter Sony, Fujitsu, Hitachi, Maxell, Mitsubishi, Olympus, Nikon, Sanyo und andere) aufgrund von Formatierungsfunktionen als nicht miteinander kompatibel. Der hohe Stromverbrauch und die Notwendigkeit eines zusätzlichen Kühlsystems schränkten wiederum den Einsatz solcher Laufwerke in Laptops ein. Schließlich verlängerte ein dreifacher Zyklus die Aufnahmezeit erheblich, und dieses Problem wurde erst 1997 mit der Einführung der LIMDOW-Technologie (Light Intensity Modulated Direct Overwrite) gelöst, die die ersten beiden Stufen durch Hinzufügen von in die Disc eingebauten Magneten zu einer kombinierte Patrone, die das Löschen von Informationen durchgeführt hat. Dadurch verlor die Magnetooptik auch im Bereich der Langzeitdatenspeicherung nach und nach an Bedeutung und machte den klassischen LTO-Streamern Platz.

Und mir fehlt immer etwas...

Alles, was oben gesagt wurde, verdeutlicht die einfache Tatsache, dass eine Erfindung, egal wie genial sie auch sein mag, unter anderem zeitgemäß sein muss. IBM Simon war zum Scheitern verurteilt, da die Menschen zum Zeitpunkt seines Erscheinens keine absolute Mobilität brauchten. Magnetooptische Platten wurden zu einer guten Alternative zu Festplatten, blieben jedoch bei Profis und Enthusiasten beliebt, da für den Massenverbraucher damals Geschwindigkeit, Komfort und natürlich niedrige Kosten viel wichtiger waren, wofür der Durchschnittskäufer bereit war Zuverlässigkeit zu opfern. Dieselben ZIPs konnten sich trotz all ihrer Vorteile nie wirklich zum Mainstream durchsetzen, da die Leute nicht wirklich jede Diskette unter der Lupe auf Grate untersuchen wollten.

Deshalb hat die natürliche Selektion den Markt letztlich klar in zwei parallele Bereiche abgegrenzt: Wechselspeichermedien (CD, DVD, Blu-Ray), Flash-Laufwerke (zur Speicherung kleiner Datenmengen) und externe Festplatten (für große Datenmengen). Unter letzteren sind kompakte 2,5-Zoll-Modelle im Einzelfall zum unausgesprochenen Standard geworden, deren Erscheinung wir vor allem Laptops verdanken. Ein weiterer Grund für ihre Beliebtheit ist ihre Kosteneffizienz: Wenn klassische 3,5-Zoll-Festplatten im externen Gehäuse kaum als „tragbar“ bezeichnet werden können und sie zwangsläufig den Anschluss einer zusätzlichen Stromquelle erfordern (was bedeutet, dass man immer noch einen Adapter mit sich führen muss). ), dann brauchten 2,5-Zoll-Laufwerke höchstens einen zusätzlichen USB-Anschluss, und spätere und energieeffiziente Modelle benötigten nicht einmal diesen.

Das Erscheinen der Miniatur-HDDs verdanken wir übrigens PrairieTek, einem kleinen Unternehmen, das 1986 von Terry Johnson gegründet wurde. Nur drei Jahre nach seiner Entdeckung stellte PrairieTek mit der PT-2,5 die weltweit erste 20-Zoll-Festplatte mit einer Kapazität von 220 MB vor. Das Laufwerk ist im Vergleich zu Desktop-Lösungen 30 % kompakter und hat eine Höhe von nur 25 mm, was es zur optimalen Option für den Einsatz in Laptops macht. Leider gelang es PrairieTek selbst als Pionier des Miniatur-HDD-Marktes nie, den Markt zu erobern, was einen fatalen strategischen Fehler beging. Nachdem die Produktion des PT-220 etabliert war, konzentrierten sie ihre Bemühungen auf die weitere Miniaturisierung und brachten bald das Modell PT-120 auf den Markt, das bei gleichen Kapazitäts- und Geschwindigkeitseigenschaften eine Dicke von nur 17 mm aufwies.

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2,5-Zoll-Festplatte PrairieTek PT-120 der zweiten Generation

Die Fehleinschätzung bestand darin, dass die PrairieTek-Ingenieure um jeden Millimeter kämpften, während Konkurrenten wie JVC und Conner Peripherals das Volumen der Festplatten erhöhten, und dies erwies sich als entscheidend in einer so ungleichen Konfrontation. Um den Zug zu erwischen, startete PrairieTek das Wettrüsten und bereitete das Modell PT-240 vor, das 42,8 MB Daten enthielt und einen für die damalige Zeit rekordverdächtigen Stromverbrauch von nur 1,5 W aufwies. Aber leider rettete auch dies das Unternehmen nicht vor dem Ruin und so hörte es bereits 1991 auf zu existieren.

Die Geschichte von PrairieTek ist ein weiteres klares Beispiel dafür, wie technologische Fortschritte, egal wie bedeutsam sie auch erscheinen mögen, aufgrund ihrer Unzeitgemäßheit vom Markt einfach nicht beansprucht werden können. Zu Beginn der 90er Jahre waren Verbraucher noch nicht mit Ultrabooks und ultradünnen Smartphones verwöhnt, sodass kein dringender Bedarf für solche Laufwerke bestand. Es genügt, an das erste GridPad-Tablet zu erinnern, das 1989 von der GRiD Systems Corporation herausgebracht wurde: Das „tragbare“ Gerät wog mehr als 2 kg und war 3,6 cm dick!

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GridPad – das weltweit erste Tablet

Und so ein „Baby“ galt damals als recht kompakt und praktisch: Der Endverbraucher sah einfach nichts Besseres. Gleichzeitig war die Frage des Speicherplatzes viel dringlicher. Dasselbe GridPad verfügte beispielsweise überhaupt nicht über eine Festplatte: Die Informationsspeicherung erfolgte auf Basis von RAM-Chips, deren Ladung durch eingebaute Batterien aufrechterhalten wurde. Im Vergleich zu ähnlichen Geräten wirkte das später erschienene Toshiba T100X (DynaPad) wie ein wahres Wunder, da es eine vollwertige 40-MB-Festplatte an Bord hatte. Dass das „mobile“ Gerät 4 Zentimeter dick war, störte niemanden.

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Toshiba T100X-Tablet, in Japan besser bekannt als DynaPad

Aber wie Sie wissen, kommt der Appetit mit dem Essen. Von Jahr zu Jahr wuchsen die Benutzerwünsche und es wurde immer schwieriger, sie zu erfüllen. Da die Kapazität und Geschwindigkeit der Speichermedien zunahm, dachten immer mehr Menschen, dass mobile Geräte kompakter sein könnten und die Möglichkeit, über ein tragbares Laufwerk zu verfügen, das alle erforderlichen Dateien aufnehmen könnte, praktisch sein würde. Mit anderen Worten: Es gab auf dem Markt eine Nachfrage nach Geräten, die sich hinsichtlich Komfort und Ergonomie grundlegend unterschieden, und diese musste befriedigt werden, und die Konfrontation zwischen IT-Unternehmen ging mit neuer Kraft weiter.

An dieser Stelle lohnt es sich, noch einmal auf das heutige Epigraph einzugehen. Die Ära der Solid-State-Laufwerke begann lange vor den 1984er Jahren: Der erste Prototyp eines Flash-Speichers wurde bereits 1988 vom Ingenieur Fujio Masuoka bei der Toshiba Corporation erstellt und das erste darauf basierende kommerzielle Produkt, die Digipro FlashDisk, kam auf den Markt bereits 16. Das technische Wunderwerk enthielt 5000 Megabyte an Daten und kostete XNUMX US-Dollar.

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Digipro FlashDisk – das erste kommerzielle SSD-Laufwerk

Der neue Trend wurde von der Digital Equipment Corporation unterstützt, die Anfang der 90er Jahre 5,25-Zoll-Geräte der EZ5x-Serie mit Unterstützung für SCSI-1- und SCSI-2-Schnittstellen auf den Markt brachte. Das israelische Unternehmen M-Systems blieb nicht daneben und kündigte 1990 eine Familie von Solid-State-Laufwerken namens Fast Flash Disk (oder FFD) an, die mehr oder weniger an moderne Laufwerke erinnerten: SSDs hatten ein 3,5-Zoll-Format und konnten es aufnehmen von 16 bis 896 Megabyte Daten. Das erste Modell mit der Bezeichnung FFD-350 kam 1995 auf den Markt.

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M-Systems FFD-350 208 MB – der Prototyp moderner SSDs

Im Gegensatz zu herkömmlichen Festplatten waren SSDs wesentlich kompakter, hatten eine höhere Leistung und waren vor allem resistent gegen Stöße und starke Vibrationen. Dies machte sie möglicherweise zu nahezu idealen Kandidaten für die Entwicklung mobiler Speichergeräte, wenn nicht wegen eines „aber“: hohe Preise pro Informationsspeichereinheit, weshalb sich solche Lösungen für den Verbrauchermarkt als praktisch ungeeignet erwiesen. Sie waren im Unternehmensumfeld beliebt, wurden in der Luftfahrt zur Herstellung von „Black Boxes“ verwendet und in Supercomputern von Forschungszentren installiert, aber die Schaffung eines Einzelhandelsprodukts kam zu dieser Zeit nicht in Frage: Niemand würde sie kaufen, selbst wenn dies der Fall wäre Jedes Unternehmen beschloss, solche Laufwerke zum Selbstkostenpreis zu verkaufen.

Doch die Marktveränderungen ließen nicht lange auf sich warten. Die Entwicklung des Consumer-Segments der austauschbaren SSD-Laufwerke wurde durch die digitale Fotografie erheblich erleichtert, da in dieser Branche ein akuter Mangel an kompakten und energieeffizienten Speichermedien herrschte. Urteile selbst.

Die erste Digitalkamera der Welt erschien (in Erinnerung an die Worte des Predigers) bereits im Dezember 1975: Sie wurde von Stephen Sasson, einem Ingenieur bei der Eastman Kodak Company, erfunden. Der Prototyp bestand aus mehreren Dutzend Leiterplatten, einer von Kodak Super 8 entlehnten optischen Einheit und einem Tonbandgerät (Fotos wurden auf gewöhnlichen Audiokassetten aufgezeichnet). Als Energiequelle für die Kamera dienten 16 Nickel-Cadmium-Akkus, das Ganze wog 3,6 kg.

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Der erste Digitalkamera-Prototyp der Eastman Kodak Company

Die Auflösung der CCD-Matrix dieses „Babys“ betrug nur 0,01 Megapixel, was es ermöglichte, Bilder mit 125 × 80 Pixeln zu erhalten, und die Erstellung jedes Fotos dauerte 23 Sekunden. Unter Berücksichtigung dieser „beeindruckenden“ Eigenschaften war ein solches Gerät herkömmlichen Spiegelreflexkameras in jeder Hinsicht unterlegen, was bedeutet, dass die Schaffung eines darauf basierenden kommerziellen Produkts nicht in Frage kam, obwohl die Erfindung später als eine der wichtigsten anerkannt wurde Meilensteine ​​in der Geschichte der Entwicklung der Fotografie, und Steve wurde offiziell in die Consumer Electronics Hall of Fame aufgenommen.

Sechs Jahre später übernahm Sony die Initiative von Kodak und kündigte am 6. August 25 die filmlose Videokamera Mavica an (der Name ist eine Abkürzung für Magnetic Video Camera).

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Ein Prototyp einer Sony Mavica-Digitalkamera

Viel interessanter sah die Kamera des japanischen Riesen aus: Der Prototyp nutzte eine 10 x 12 mm große CCD-Matrix und verfügte über eine maximale Auflösung von 570 x 490 Pixeln, die Aufzeichnung erfolgte auf kompakten 2-Zoll-Mavipack-Disketten, die dazu in der Lage waren hält je nach Aufnahmemodus 25 bis 50 Bilder. Die Sache ist, dass der zu bildende Rahmen aus zwei Fernsehhalbbildern bestand, die jeweils als zusammengesetztes Video aufgezeichnet wurden, und es war möglich, beide Halbbilder gleichzeitig oder nur eines aufzuzeichnen. Im letzteren Fall sank die Bildauflösung um das Zweifache, aber ein solches Foto wog halb so viel.

Sony plante ursprünglich, 1983 mit der Massenproduktion der Mavica zu beginnen, und der Verkaufspreis für die Kameras sollte 650 US-Dollar betragen. In der Praxis erschienen die ersten Industriedesigns erst 1984, und die kommerzielle Umsetzung des Projekts in Form von Mavica MVC-A7AF und Pro Mavica MVC-2000 erblickte erst 1986 das Licht der Welt, und die Kameras kosteten fast eine Größenordnung mehr als ursprünglich geplant.

Externe Speichergeräte: von der Zeit des IBM 1311 bis heute. Teil 1
Digitalkamera Sony Pro Mavica MVC-2000

Trotz des sagenhaften Preises und der Innovation war es schwierig, die erste Mavica als ideale Lösung für den professionellen Einsatz zu bezeichnen, obwohl sich solche Kameras in bestimmten Situationen als nahezu ideale Lösung erwiesen. Beispielsweise verwendeten CNN-Reporter die Sony Pro Mavica MVC-5000, als sie über die Ereignisse am 4. Juni auf dem Platz des Himmlischen Friedens berichteten. Das verbesserte Modell erhielt zwei unabhängige CCD-Matrizen, von denen eine ein Luminanz-Videosignal und die andere ein Farbdifferenzsignal erzeugte. Dieser Ansatz ermöglichte es, auf den Einsatz eines Bayer-Farbfilters zu verzichten und die horizontale Auflösung auf 500 TVL zu erhöhen. Der Hauptvorteil der Kamera war jedoch die Unterstützung des direkten Anschlusses an das PSC-6-Modul, wodurch empfangene Bilder per Funk direkt an die Redaktion übermittelt werden können. Dadurch konnte CNN als erster einen Bericht aus der Szene veröffentlichen und Sony erhielt anschließend sogar einen besonderen Emmy Award für seinen Beitrag zur Entwicklung der digitalen Übertragung von Nachrichtenfotos.

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Sony Pro Mavica MVC-5000 – dieselbe Kamera, die Sony zum Emmy-Gewinner gemacht hat

Was aber, wenn der Fotograf eine lange Geschäftsreise abseits der Zivilisation vor sich hat? In diesem Fall könnte er eine der wunderbaren Kodak DCS 100-Kameras mitnehmen, die im Mai 1991 auf den Markt kamen. Ein monströser Hybrid aus einer kleinformatigen Nikon F3 HP Spiegelreflexkamera mit einer digitalen Set-Top-Box DCS Digital Film Back, die mit einem Aufwickler ausgestattet war und mit einer externen digitalen Speichereinheit verbunden war (sie musste an einem Schultergurt getragen werden). Ein Kabel.

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Die Digitalkamera Kodak DCS 100 ist der Inbegriff von „Kompaktheit“

Kodak bot zwei Modelle an, von denen jedes mehrere Varianten hatte: die Farb-DCS DC3 und die Schwarzweiß-DCS DM3. Alle Kameras der Reihe waren mit Matrizen mit einer Auflösung von 1,3 Megapixeln ausgestattet, unterschieden sich jedoch in der Größe des Puffers, der die maximal zulässige Anzahl von Bildern bei Serienaufnahmen bestimmte. Modifikationen mit 8 MB an Bord konnten beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 2,5 Bildern pro Sekunde in Serien von 6 Bildern aufnehmen, und fortgeschrittenere Modifikationen mit 32 MB ermöglichten eine Serienlänge von 24 Bildern. Wenn dieser Schwellenwert überschritten wurde, sank die Aufnahmegeschwindigkeit auf 1 Bild pro 2 Sekunden, bis der Puffer vollständig geleert war.

Die DSU-Einheit war mit einer 3,5-Zoll-200-MB-Festplatte ausgestattet, die mithilfe eines Hardware-JPEG-Konverters (zusätzlich gekauft und installiert) 156 „Rohfotos“ bis zu 600 komprimierten Bildern speichern konnte, sowie mit einem LCD-Display zum Anzeigen von Bildern . Mit Smart Storage konnten Sie sogar kurze Beschreibungen zu Fotos hinzufügen, allerdings war hierfür der Anschluss einer externen Tastatur erforderlich. Zusammen mit den Batterien betrug sein Gewicht 3,5 kg, während das Gesamtgewicht des Bausatzes 5 kg erreichte.

Trotz der zweifelhaften Bequemlichkeit und des Preises von 20 bis 25 Dollar (in der Maximalkonfiguration) wurden in den nächsten drei Jahren etwa 1000 ähnliche Geräte verkauft, die neben Journalisten auch medizinische Einrichtungen, die Polizei und eine Reihe von Industrieunternehmen interessierten. Kurz gesagt, es gab eine Nachfrage nach solchen Produkten sowie einen dringenden Bedarf an weiteren Miniaturspeichermedien. Eine passende Lösung bot SanDisk mit der Einführung des CompactFlash-Standards im Jahr 1994.

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CompactFlash-Speicherkarten von SanDisk und ein PCMCIA-Adapter zum Anschluss an einen PC

Das neue Format erwies sich als so erfolgreich, dass es heute erfolgreich eingesetzt wird. Die 1995 gegründete CompactFlash Association hat derzeit mehr als 200 teilnehmende Unternehmen, darunter Canon, Eastman Kodak Company, Hewlett-Packard, Hitachi Global Systems Technologies und Lexar Media, Renesas Technology, Socket Communications und viele andere.

CompactFlash-Speicherkarten hatten Gesamtabmessungen von 42 mm x 36 mm und eine Dicke von 3,3 mm. Die physische Schnittstelle der Laufwerke war im Wesentlichen eine abgespeckte PCMCIA-Schnittstelle (50 statt 68 Pins), dank derer eine solche Karte mithilfe eines passiven Adapters problemlos an den PCMCIA-Typ-II-Erweiterungskartensteckplatz angeschlossen werden konnte. Mithilfe eines passiven Adapters konnte CompactFlash wiederum Daten mit Peripheriegeräten über IDE (ATA) austauschen und spezielle aktive Adapter ermöglichten die Arbeit mit seriellen Schnittstellen (USB, FireWire, SATA).

Trotz der relativ geringen Kapazität (das erste CompactFlash-Laufwerk konnte nur 2 MB Daten speichern) waren Speicherkarten dieses Typs im professionellen Umfeld aufgrund ihrer Kompaktheit und Effizienz gefragt (ein solches Laufwerk verbrauchte etwa 5 % des Stroms im Vergleich zu herkömmlichen 2,5-Zoll-Laufwerken). -Zoll-Festplatten, die es ermöglichten, die Akkulaufzeit eines tragbaren Geräts zu verlängern) und Vielseitigkeit, die sowohl durch die Unterstützung vieler verschiedener Schnittstellen als auch durch die Möglichkeit des Betriebs an einer Stromquelle mit einer Spannung von 3,3 oder 5 Volt erreicht wurde, und Am wichtigsten ist die beeindruckende Widerstandsfähigkeit gegen Überlastungen über 2000 g, was für klassische Festplatten eine nahezu unerreichbare Messlatte darstellte.

Tatsache ist, dass es aufgrund ihrer Konstruktionsmerkmale technisch unmöglich ist, wirklich stoßfeste Festplatten zu entwickeln. Beim Fallen wird jedes Objekt in weniger als 9,8 Millisekunde einem kinetischen Aufprall von Hunderten oder sogar Tausenden g (Standardbeschleunigung aufgrund der Schwerkraft gleich 2 m/s1) ausgesetzt, was für klassische Festplatten mit einer Reihe sehr unangenehmer Folgen verbunden ist , unter denen hervorzuheben ist:

  • Verrutschen und Verschieben von Magnetplatten;
  • das Auftreten von Spiel in den Lagern, deren vorzeitiger Verschleiß;
  • das Schlagen der Köpfe auf die Oberfläche der Magnetplatten.

Die letzte Situation ist die gefährlichste für die Fahrt. Wenn die Aufprallenergie senkrecht oder in einem leichten Winkel zur horizontalen Ebene der Festplatte gerichtet ist, weichen die Magnetköpfe zunächst von ihrer ursprünglichen Position ab und senken sich dann stark in Richtung der Oberfläche des Pfannkuchens ab, wobei sie ihn mit der Kante berühren wodurch die Magnetplatte Oberflächenschäden erleidet. Darüber hinaus leidet nicht nur der Ort, an dem der Aufprall stattfand (was übrigens ein erhebliches Ausmaß haben kann, wenn zum Zeitpunkt des Sturzes Informationen aufgezeichnet oder gelesen wurden), sondern auch die Bereiche, in denen sich mikroskopisch kleine Fragmente der magnetischen Beschichtung befanden Streuung: Da sie magnetisiert sind, verschieben sie sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nicht zur Peripherie, sondern verbleiben auf der Oberfläche der Magnetplatte, stören den normalen Lese-/Schreibvorgang und tragen zu weiteren Schäden sowohl am Pancake selbst als auch am Schreibkopf bei. Ist der Aufprall stark genug, kann dies sogar zum Abreißen des Sensors und zum Totalausfall des Antriebs führen.

Vor diesem Hintergrund waren die neuen Laufwerke für Fotoreporter wirklich unersetzlich: Es ist viel besser, ein Dutzend oder zwei unprätentiöse Karten dabei zu haben, als etwas in der Größe eines Videorekorders auf dem Rücken zu tragen, der fast 100 groß ist % Wahrscheinlichkeit, dass es schon bei der geringsten Krafteinwirkung versagt. Allerdings waren Speicherkarten für den Endverbraucher immer noch zu teuer. Aus diesem Grund dominierte Sony erfolgreich den Point-and-Shoot-Markt mit dem Mavica MVC-FD Cube, der Fotos auf standardmäßigen 3,5-Zoll-Disketten speicherte, die in DOS FAT12 formatiert waren, was die Kompatibilität mit fast jedem PC der damaligen Zeit gewährleistete.

Externe Speichergeräte: von der Zeit des IBM 1311 bis heute. Teil 1
Amateur-Digitalkamera Sony Mavica MVC-FD73

Und das hielt fast bis zum Ende des Jahrzehnts an, bis IBM intervenierte. Wir werden jedoch im nächsten Artikel darüber sprechen.

Welche ungewöhnlichen Geräte sind Ihnen begegnet? Vielleicht hatten Sie Gelegenheit, auf einer Mavica zu fotografieren, die Qualen einer Iomega ZIP mit eigenen Augen zu beobachten oder eine Toshiba T100X zu verwenden? Teilen Sie Ihre Geschichten in den Kommentaren.

Source: habr.com

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