Väline andmesalvestid: IBM 1311 ajaloost tänapäevani. Osa 1

Mis oli, see jääb;
ja mis tehti, see tehakse;
ja ei ole midagi uut päikese all.

Kohalikud jutud, 1:9

Igavene tarkus, mis on välja toodud epigraafis, on rakendatav praktiliselt igas valdkonnas, sealhulgas sellises kiiresti muutuvas kui IT. Selgub, et paljusid uuendusi, millest hakatakse rääkima alles nüüd, põhinevad leiutistel, mis tehti mitukümmend aastat tagasi ja mida on edukalt (või vähem edukalt) kasutatud tarbija seadmetes või B2B valdkonnas. See kehtib ka näiliselt uue suuna kohta nagu mobiilsed seadmed ja kantavad andmekandjad, mille üle me räägime põhjalikult täna.

Näidiste otsimiseks ei pea kaugele minema. Võtame näiteks mobiiltelefonid. Kui arvate, et esimene "nutikas" seade, millel ei olnud klaviatuuri, oli 2007. aastal ilmunud iPhone, siis olete sügavalt eksiteel. Idee luua tõeline nutitelefon, mis ühendab endas suhtlemisvahendi ja PDA võimalused, kuulub kaugel mitte Apple'ile, vaid IBM-ile. Esimene selline seade esitati avalikkusele juba 23. novembril 1992 COMDEX-i telekommunikatsiooni saavutuste näitusel Las Vegases, ning sarjatootmisele jõudis see tehnikaime juba 1994. aastal.

IBM Simon — maailma esimene nutitelefon puuteekraaniga

IBM Simon isiklik kommunikator oli esimene mobiiltelefon, millel polnud klaviatuuri, info sisestamine toimus ainult puutetundlikul ekraanil. Seade ühendab endas organisaatori funktsionaalsuse, võimaldades saata ja vastu võtta fakse ning hallata e-kirju. Vajadusel sai IBM Simoni ühendada isikliku arvutiga andmevahetuseks või kasutada modemina, millel oli kiirus 2400 bps. Üks huvitav detail on see, et tekstisisyde teostamine toimus nutikal moel: omanikul oli valida miniatuurse QWERTY-klaviatuuri ja intelligentse assistendi PredictaKey vahel. Viimane kuvab ekraanil vaid järgmised 6 sümbolit, mis olid ennustusalgoritmi arvates kõige tõenäolisemad kasutamiseks.

IBM Simoni iseloomustav parim epitett on "ajast ees", mis lõppkokkuvõttes määras seadme täieliku ebaõnnestumise turul. Ühest küljest ei olnud tol ajal tehnoloogiaid, mis suudaksid muuta kommunikatori tõeliselt mugavaks: vähe kellelegi meeldiks kaasas kanda seadet, mille mõõdud on 200×64×38 mm ja kaal 623 grammi (koos laadimisdokiga üle 1 kg), mille aku kestvust jätkus ainult üheks tunniks kõneaja ja 12 tunniks ooteaja jaoks. Teisest küljest, see, kui palju see maksma läheb: 899 dollarit BellSouthi mobiloperaatoriga sõlmitud lepingu korral, mis sai IBM-i ametlikuks partneriks USA-s, ja üle 1000 dollari ilma selleta. Samuti ei tohiks unustada võimalust (või pigem vajadust) soetada suurema mahutavusega aku — "ainult" 78 dollari eest.

IBM Simoni, kaasaegsete nutitelefonide ja kuuse käbide visuaalne võrdlus

Andmete välistel salvestitel pole samuti kõik nii lihtne. Hamburgi arvestuse järgi võib esimese sellise seadme loomise taas IBM-ile omistada. 11. oktoobril 1962 teatas korporatsioon revolutsioonilisest andmesalvestussüsteemist IBM 1311. Uue seadme võtmeomaduseks oli asendatavate kassettide kasutamine, millest igaühes oli kuus 14-tollist magnetplaati. Kuigi selline eemaldatav salvesti kaalus 4,5 kilogrammi, oli see ikkagi suur saavutus, kuna vähemalt oli võimalik kassette vahetada nende täitumisel ja transportida neid erinevate seadmete vahel, millest igaüks oli suur nagu muljetavaldav kummut.

IBM 1311 — andmesalvestusseade asendatavate kõvaketastega

Kuid sellise mobiilsuse eest tuli maksta jõudluse ja mahutavuse arvelt. Esiteks, et andmeid kaitsta, eemaldati esimeselt ja kuuendalt kettalt magnetkiht, muutes need ka kaitsefunktsiooniga. Kuna andmete salvestamiseks kasutati nüüd vaid 10 tasapinda, oli eemaldatava ketta kogumaht 2,6 megabaiti, mis nende aegade kohta oli endiselt üsna palju: üks kassett asendas edukalt ⅕ standardse magnetlintteibi rulli või 25 tuhat perforatsioonikaarti, pakkudes samal ajal suvalist juurdepääsu andmetele.

Teiseks, liikuvuse hind oli jõudluse vähenemine: pöörlemiskiirus tuli vähendada 1500 p/min, mille tulemusena kasvas keskmine juurdepääsuaeg sektorile 250 millisekundini. Võrdluseks, eelkäija, IBM 1301, pöörlemiskiirus oli 1800 p/min ning juurdepääsuaeg sektorile 180 ms. Siiski, just eemaldatavate kõvaketaste kasutuse tõttu sai IBM 1311 ettevõtete seas väga populaarseks, kuna selline konstruktsioon võimaldas oluliselt vähendada andmehoidmise kulu, võimaldades vähendada ostetavate seadmete arvu ning ruumi, mida nende paigutamiseks vaja läks. Tänu sellele osutus seade üheks pikima elueaga tooteks arvutitehnika turul ja lõpetati tootmine alles 1975. aastal.

IBM 1311-järglane, millele anti indeks 3340, sai teoks ettevõtte inseneride mõttearendustest, mis olid pandud eelmise mudeli konstruktsiooni. Uus andmesalvestussüsteem sai täiesti suletud kaanega kassetid, millega õnnestus ühelt poolt vähendada keskkonnategurite mõju magnetplaatidele, suurendades nende usaldusväärsust, ja samal ajal oluliselt parandada kassettide aerodünaamikat. Pilti täiendas liikuvaid magnetpea mikroprotsessor, mille olemasolu võimaldas oluliselt suurendada nende positsioneerimise täpsust.

IBM 3340, hüüdnimega Winchesters

Kuna tulemusena suurenes iga kasseti maht 30 megabaidini ning sektori juurde pääsemise aeg vähenes täpselt 10 korda — 25 millisekundini. Andmete edastuse kiirus saavutas tolleaegsetes tingimustes rekordilised 885 kilobaiti sekundis. Muide, just IBM 3340 tõttu sai populaarseks mõisted "vinchester". Asi on selles, et seade oli kavandatud samaaegselt töötama kahe vahetatava mäluseadmestikuga, mille tõttu sai lisainfoks "30-30". Sama indeks omas ka maailmakuulus Winchesteri püss, kuid erinevuseks on see, et esimesel juhul räägiti kahest 30 MB kettast, teisel juhul aga kuulikalibrist (0,3 tolli) ja padruni pulberkaalu (30 grain, mis on umbes 1,94 grammi).

Floppy Disk — tänapäevaste välistalleseadmete eelkäija

Kuigi IBM 1311 kassette võib pidada tänapäevaste välistähtede kaugemaks esivanemateks, olid need seadmed tarbijaturust siiski ääretult kaugel. Kuid selleks, et jätkata mobiilsete andmekandjate genealoogiat, tuleb esmalt selgelt määratleda valikukriteeriumid. Ilmselt jäävad välja perforeeritud kaardid, kuna need kuuluvad "enne-plaadiga" ajastu tehnoloogiate hulka. Samuti ei tasu arvesse võtta magnetlintide põhjal töötavaid seadmeid: kuigi rullil on tehniliselt kehtiv mobiilsuse omadus, ei suuda selle jõudlus võrreldagi isegi esimesi kõvakettaid, kuna magnetlint võimaldab vaid järjestikust juurdepääsu salvestatud andmetele. Seega on pehmed kettad tarbija omaduste poolest kõige lähemal kõvaketastele. Tõepoolest: ketaskettad on piisavalt kompaktsed, ka nagu kõvakettad, taluvad need korduvat kirjutamist ja suudavad töötada juhusliku lugemise režiimis. Alustame just nendest.

Kui ootate taas neid kolme maagilist tähte, siis... olete täiesti õige. Just IBM-i laborites otsis Alan Shugarti teadusgrupp väärilist asendust magnetlintidele, mis sobisid suurepäraselt andmete arhiivimiseks, kuid kaotasid kõvaketastele igapäevastes ülesannetes. Sobiva lahenduse pakkus meeskonda liitunud vaneminsener David Noble, kes projekteeris 1967. aastal eemaldatava magnetketta koos kaitsekorpusega, mille kasutamiseks oli vajalik spetsiaalne kettaseade. Neli aastat hiljem tutvustas IBM maailma esimest 80 kilobaiti mahutavat 8-tollist disketti, ning juba 1972. aastal tuli turule teise põlvkonna floppydisk, mille mahutavus oli 128 kilobaiti.

IBM 8-tolline diskett, mahutavus 128 kilobaiti

Edu õnnestumise laine harjal, 1973. aastal otsustas Alan Shugart lahkuda korporatsioonist ja asutada oma ettevõtte nimega Shugart Associates. Uus ettevõte keskendus paindlike diskide edasisele täiustamisele: 1976. aastal lansseeris ettevõte 5,25-tollised kompaktsed diskettid ja originaalsed kõvakettad, millel oli uus juhtkontroller ja liides. Shugart SA-400 mini-floppy algne müügihind oli 390 USA dollarit ja $45 — kümne diskedi komplekti eest. Ettevõtte ajaloo jooksul sai SA-400 kõige edukamaks tooteks: uute seadmete kohaletoimetamise tempo ulatus 4000 ühikuni päevas ning järk-järgult tõrjusid 5,25-tollised diskettid turult suured kaheksatollised kolleegid.

Siiski ei suutnud Alan Shugarti ettevõte pikka aega turul domineerida: juba 1981. aastal võttis juhtimise üle Sony, esitades veelgi kompaktsema diskette, mille diameeter oli vaid 90 mm ehk 3,5 tolli. Esimene personaalarvuti, mis kasutas uue formaadi sisseehitatud ketta, oli 1984. aastal välja antud HP-150, mille tootis Hewlett-Packard.

Esimene isiklik arvuti 3,5-tollise kettaja Hewlett-Packard HP-150

Sony diskett osutus nii edukaks, et tõrjus kiiresti kõik alternatiivsed lahendused turul, ning selle formaadi tootmine kestis peaaegu 30 aastat: 3,5-tolliste diskettide massiliselt tootmine lõppes alles 2010. aastal. Uue toote populaarsus oli tingitud mitmest tegurist:

• jäik plastikust korpus ja liikuv metallist klapp pakkusid kõvaketta usaldusväärset kaitset;
• metallpõlve olemasolu õige positsioneerimise avaga kaotas vajaduse auku teha otse magnetketta sisse, mis mõjutas ka selle säilitamist positiivselt;
• liikuva lülitiga saavutati kaitse üle kirjutamise eest (varasemalt tuli diskettide kirjutamisvõime piiramiseks katteava kleeplindiga kinni katta).

Ajatu klassika — 3,5-tolline diskett Sony

Lisaks kompaktsete mõõtmete, olid 3,5-tollised diskette ka oluliselt suurema mahutavusega võrreldes eelkäijatega. Nii vajasid kõige arenenumad 5,25-tollised kõrge tihedusega diskette, mis ilmusid 1984. aastal, 1200 kilobaidi andmete salvestamiseks. Kuigi esimesed 3,5-tollised näidised olid mahutavusega 720 kB ja olid selles osas identsetes 5-tolliste neljakordse tihedusega diskettidega, ilmusid juba 1987. aastal kõrge tihedusega diskette mahutavusega 1,44 MB ja 1991. aastal laienenud tihedusega diskette, mis mahutasid juba 2,88 MB andmeid.

Mõned ettevõtted üritasid luua veelgi miniatuurselt diskette (näiteks Amstrad arendas välja 3-tollised diskette, mida kasutati ZX Spectrum +3, ning Canon tootis 2-tolliseid spetsialiseeritud diskette komposiitvideo salvestamiseks ja säilitamiseks), kuid need ei leidnud populaarsust. Küll aga hakkasid turule tulema välishoidjad, mis olid ideoloogiliselt palju lähemal tänapäevastele välishoidjatele.

Iomega Bernoulli kast ja kohutavad "surmakohed"

Kuidas iganes pöörata, olid ketaste mahud liiga väikesed, et salvestada piisavalt suuri andmekogusid: tänapäeva standardite kohaselt võib neid võrrelda algtaseme mälupulkadega. Kuid mis siis tõeliselt sobib välise kõvaketta või tahkisena mudeli analoogiks? Parim sobivus selleks rolliks on Iomega tooted.

Nende esimene seade, mis esitati 1982. aastal, oli nn Bernoulli kast (Bernoulli Box). Vaatamata suurele mahule tolle aja kohta (esimesed seadmed sisaldasid 5, 10 ja 20 MB), ei olnud originaalne seade populaarsust saavutanud, tänu oma tohututele mõõtmetele: Iomega „ketaste” suurus oli 21 x 27,5 cm, mis on identne A4 formaadis paberilehega.

Nii nägid välja originaalsed kassettid Bernoulli kastile.

Ettevõtte seadmed saavutasid populaarsuse Bernoulli Box II käivitamisega. Salvestite mõõtmeid õnnestus oluliselt vähendada: nende pikkus oli 14 cm ja laius 13,6 cm (mis on sarnane standardsete 5,25-tolliste diskettide mõõtmetele, välja arvatud 0,9 cm paksus), samas erinesid nad palju suurema mahutavuse poolest: alates 20 MB algse seeria mudelitelt kuni 230 MB ketasteni, mis tulid müügile 1993. aastal. Sellised seadmed olid saadaval kahes vormingus: sisemoodulitena arvutitele (vähenenud suuruse tõttu sai neid paigaldada 5,25-tolliste diskettide lugejate asemele) ja välistena salvestussüsteemidena, mis ühendati arvutiga SCSI liidese kaudu.

Teise põlvkonna Bernoulli kast

Bernoulli kasti otsesed järeltulijad olid Iomega ZIP, mis esitati ettevõtte poolt 1994. aastal. Nende populaarsusu tõusule aitas oluliselt kaasa koostöö Dell'i ja Apple'iga, kes hakkasid ZIP-draive oma arvutitesse paigaldama. Esimene mudel, ZIP-100, kasutas 100 663 296 baitise mahutavusega (umbes 96 MB) andmekandjat, mille andmeedastuskiirus oli umbes 1 MB/s ja juhusliku juurdepääsu aeg mitte rohkem kui 28 millisekundit; välised draivid said ühenduda PC-dega LPT või SCSI liidese kaudu. Veidi hiljem ilmusid ZIP-250, mille mahutavus oli 250 640 384 baiti (239 MB), ja seeria lõpus - ZIP-750, mis olid tagurpidi ühilduvad ZIP-250 andmekandjate ning toetasid töötlust ZIP-100-ga legacy režiimis (vana tehnoloogia andmekandjatelt sai ainult teavet lugeda). Üksikasjana, välised lipulaevad said isegi USB 2.0 ja FireWire toe.

Väline Iomega ZIP-100 draiv

CD-R/RW tehnoloogia saabudes kadusid Iomega loomingud tähelepanust — seadmete müük vähenes 2003. aastaks praktiliselt nelikordseks, ning 2007. aastaks kadusid nad täielikult (kuigi tootmise likvideerimine toimus alles 2010. aastal). Võib-olla oleks kõik läinud teisiti, kui ZIP-il ei oleks olnud teatud usaldusprobleeme.

Asi on see, et tolleaegsete seadmete muljetavaldav jõudlus saavutas rekordilise RPM näitaja: paindlik ketas pöörles kiirusel 3000 pöördest minutis! Olete tõenäoliselt juba aru saanud, miks esimesi seadmeid kutsuti muidu kui Bernoulli kastiks: tänu magnetplaadi suurele pöörlemiskiirusale kiirus suurenes ning õhuvool kirjutava pea ja selle pinna vahel vähenes, mis viis õhurõhu languseni, mistõttu ketas lähenes sensorile (Bernoulli seadus töötab). Teoreetiliselt pidi see eripära seadme usaldusväärsust suurendama, kuid praktikas seisid tarbijad silmitsi ebameeldiva nähtusega, mida tuntakse kui Clicks of Death — „surma klõpsud”. Iga, isegi kõige väiksem, karedus magnetplaadil, mis liigub tohutu kiirusel, võis kirjutava pea pöördumatult kahjustada, mille järel järgmine katse lugeda asetas aktuaatori parkimisrežiimi, mis kaasnes iseloomulike klõpsudega. Selline rike oli „nakkav”: kui kasutaja ei reageerinud kohe ja sisestas kahjustatud seadmesse teise diskette, ei töötanud see pärast paari lugemiskatset samuti, kuna kahjustatud geomeetriaga kirjutav pea kahjustas juba ise paindlikku ketast. Samal ajal võis karedustega ketas ka ühe hooga „tappa” teise lugeja. Seetõttu pidid Iomega toodete kasutajad diskette hoolikalt kontrollima ja hilisematel mudelitel ilmus isegi vastavad hoiatavad kirjutised.

Magneetoptilised kettad: retro HAMR

Ja rääkides kaasaskantavatest andmekandjatest, ei saa mainimata jätta sellist tehnikaime nagu magnetooptilised kettad (MO). Esimene seadmete klass ilmus juba 80ndate alguses, kuid laiemalt levisid nad alles 1988. aastal, kui ettevõte NeXT tutvustas oma esimest personaalarvutit nimega NeXT Computer, mis oli varustatud Canon'i magnetooptilise draiviga ja toetas 256 MB mahutavusega ketaste kasutamist.

NeXT Computer — esimene arvuti, mis on varustatud magnetooptilise draiviga.

Magneetoptiliste diskide olemasolu kinnitab veel kord epigraafi tõde: kuigi termomagnaatilise salvestuse tehnoloogiast (HAMR) on aktiivselt räägitud viimastel aastatel, on seda lähenemist edukalt kasutatud MAG-diskides enam kui 30 aastat tagasi! Salvestamispõhimõte magnetoptilistel diskidel on sarnane HAMR-ile, välja arvatud mõned nüansid. Need diskid valmistati ferromagnetilistest materjalidest — sulamitest, mis suudavad säilitada magnetiseerituse temperatuuridel, mis on madalamad Curie punktist (umbes 150 kraadi Celsiuse järgi) väliste magnetväljade mõjuta. Salvestamise ajal kuumutati plaadi pinda eelnevalt laseri abil Curie punktini, seejärel muutis diskipooluse küljes asuv magnetpea vastava ala magnetiseeritust.

Selle lähenemise peamine erinevus HAMR-iga seisnes selles, et teabe lugemine toimus ka madala võimsusega laseriga: polariseeritud laserkiir läbis ketta plaadi, peegeldus substraadilt ja seejärel, läbides lugemise optilise süsteemi, jõudis andurini, mis registreeris laserkiire polariseerimisplaadi muutuse. Siin on näha Kerr'i efekti praktikalist rakendust (kvadratuurne elektrooptiline efekt), mille olemus seisneb optilise materjali murdumisnäitaja muutmises, mis on proportsionaalne elektromagneetilise välja tugevuse ruuduga.

Teabe lugemise ja salvestamise printsiip magnetooptilistel diskidel

Esimese põlvkonna magnetooptilised kettad ei toetanud kirjutamist ja olid tähistatud akronüümiga WORM (Write Once, Read Many). Hiljem ilmusid aga mudelid, mis toetasid korduvat kirjutamist. Kirjutamine toimus kolmes etapis: esmalt pühiti ketas, seejärel toimus andmete kirjutamine ja lõpuks tehti andmete terviklikkuse kontrollimine. Selline lähenemine tagas kirjutamise garanteeritud kvaliteedi, mis tegi magnetooptilised kettad isegi usaldusväärsemaks kui CD- ja DVD-kettad. Erinevalt paindlikest ketastest olid magnetooptilised meediumid praktiliselt vastupidavad degaussimisele: tootjate hinnangul on ülekirjutatavate magnetooptiliste andmete säilitamise aeg vähemalt 50 aastat.

Juba 1989. aastal ilmus turule kahepoolseid 5,25-tolliseid salvestusseadmeid mahuga 650 MB, mis pakkusid lugemiskiirust kuni 1 MB/s ja juhuslikku pääsuaega 50 kuni 100 ms. Magnetooptiliste ketaste populaarsuse lõpus oli turul mudeleid, mis mahutasid kuni 9,1 GB andmeid. Kuid kõige laiemat levikut leidsid kompaktsed 90-mm kettad, mille mahud olid vahemikus 128 kuni 640 MB.

Olympuse tootmine kompaktne magnetooptiline ketas mahuga 640 MB

Aastaks 1994 oli 1 MB andmete säilitamise ühekordne maksumus sellistes seadmetes vahemikus 27 kuni 50 senti sõltuvalt tootjast, mis koos kõrge jõudluse ja usaldusväärsusega muutis need tõeliselt konkurentsivõimeliseks lahenduseks. Magneto-optiliste seadmete täiendavaks eeliseks võrreldes näiteks ZIP-idega oli lai valik liideseid, sealhulgas ATAPI, LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a.

Kõigile eelistele vaatamata oli magnetooptikal ka mitmeid puudusi. Näiteks ei olnud erinevate brändide (mille seas olid paljud suurettevõtted nagu Sony, Fujitsu, Hitachi, Maxell, Mitsubishi, Olympus, Nikon, Sanyo ja teised) seadmed omavahel ühilduvad formaadi eripärade tõttu. Samuti piiravad kõrge energiatarve ja vajadus lisajahutussüsteemide järele selliste seadmete kasutust sülearvutites. Lõpuks, kolmekordne tsükkel suurendas kirjutamis aega oluliselt ning seda probleemi suudeti lahendada alles 1997. aastal tehnoloogia LIMDOW (Light Intensity Modulated Direct Overwrite) kaudu, mis ühendas kaks esimest etappi üheks, lisades kasseti magnetitega, mis kustutasid andmed. Lõppkokkuvõttes kaotas magnetooptika järk-järgult oma relevantsuse isegi pikaajalise andmete salvestamise valdkonnas, andes teed klassikalistele LTO streameritele.

Ja mul on alati midagi puudu...

Kõik eelneva selgitab selgelt, et ükskõik kui geniaalne ka leiutis ei ole, peab see olema ajakohane. IBM Simon oli ette määratud läbikukkumisele, kuna selle ilmumise ajal polnud inimestel vajadust absoluutse mobiilsuse järgi. Magnetoopilised kettad osutusid HDD-de heaks alternatiiviks, kuid jäid professionaalide ja entusiastide haaramiseks, kuna toona oli massilise tarbija jaoks palju olulisemad kiirus, mugavus ja loomulikult odavus, mille nimel oli keskmine ostja nõus loobuma usaldusväärsusest. Samuti ei suutnud ZIP-d, vaatamata oma eelistele, tõeliseks mainstream'iks saada, kuna inimestele ei meeldinud väga uurida iga diskette suurendusklaasi alt, otsides burrs-ide.

Just sellepärast on looduse valik lõpuks selgelt eristanud turgu kahe paralleelse suuna vahel: vahetatavad andmekandjad (CD, DVD, Blu-Ray), mälupulkade (väikeste andmemahtude jaoks) ja välistel kõvaketastel (suuremate andmemahtude jaoks). Viimaste seas on mitteametlikuks standardiks saanud kompaktset 2,5-tollised mudelid individuaalsetes korpustes, mille tekkimist me peame eelkõige sülearvutitele. Teine põhjus nende populaarsusele on ökonoomsus: kui klassikalisi 3,5-tolliseid HDD-sid, mis väliskorpus tehti, oli raske nimetada 'portatiivseteks', kuna nad nõudsid tingimata täiendavat toiteallikat (see tähendab, et pidime kaasas kandma ka adapterit), siis kõige rohkem, mida 2,5-tollised andurid võisid vajada, oli lis USB-pesa, ja hiljem esitatud energiatõhusate mudelite jaoks ei olnud seda isegi vajalik.

Muide, miniatuursed HDD-d on tänu PrairieTek'ile — väikesele ettevõttele, mille asutas Terry Johnson 1986. aastal. Ainult kolm aastat pärast avamist tutvustas PrairieTek esmakordselt maailmas 2,5-tollist 20 MB kõvakettast, mille nimi oli PT-220. See oli 30% kompaktsem kui lauaarvutite lahendused ja ulatus vaid 25 mm kõrguseks, muutes selle ideaalseteks sülearvutites. Kahjuks, isegi olles miniatuursed HDD-de turu pioneerid, ei suutnud PrairieTek siiski turgu vallutada, tehes hävitava strateegilise vea. PT-220 tootmise käivitamisel keskendusid nad edasisele miniaturiseerimisele, tuues peagi turule mudeli PT-120, mis sama mahutavuse ja kiirusomadustega oli vaid 17 mm paksune.

PrairieTek PT-120 2,5-tolline teise põlvkonna kõvaketas

Arvutust tehti selle põhjal, et seni, kui PrairieTek'i insenerid võitlesid iga millimeetri nimel, suurendasid konkurendid JVC ja Conner Peripherals kõvakettaste mahtu, mis osutus sellises ebaühtlases vastasseisus otsustavaks. Üritades rongist maha jääda, asus PrairieTek relvaga sõitu, valmistades ette mudeli PT-240, mis mahutas 42,8 MB andmeid ja mille energiatarve oli toona rekordiliselt madal — vaid 1,5 W. Kuid kahjuks ei päästnud see isegi ettevõtet pankrotilt, mistõttu see lakkas eksisteerimast juba 1991. aastal.

PrairieTek'i lugu on veel üks selge näide sellest, kuidas tehnilised edusammud, olgu need kui olulised tahes, võivad õigel ajal puudumise tõttu turul lihtsalt kasutusele mitte tulla. 90-ndate alguses ei olnud tarbijad ega häiritud ultrabook'ide ja superõhukeste nutitelefonide üle, seega ei olnud selliste ketaste järele tungivat vajadust. Piisab, kui meenutada esimest GridPad tahvelarvutit, mille tootis GRiD Systems Corporation 1989. aastal: "kannettava" seade kaalus üle 2 kg ning selle paksus ulatus 3,6 cm!

GridPad — esimene tahvelarvuti maailmas

Ja selline "kõige väiksem" oli tol ajal täiesti kompaktne ja mugav: lõppkasutaja ei näinud lihtsalt midagi paremat. Samal ajal oli aga tunduvalt teravam küsimus ketasruumist. Näiteks oli GridPadil täiesti puuduv kõvaketas: teave salvestati RAM-kiipide põhjal, mille elektrit hoiti elus sisseehitatud akude abil. Selliste seadmete taustal nägi hiljem ilmuv Toshiba T100X (DynaPad) välja tõeline ime, juba ainuüksi seetõttu, et sellel oli kaasas täisväärtuslik 40 MB kõvaketas. See, et "mobiilne" seade oli 4 sentimeetri paksune, ei häirinud paljusid.

Toshiba T100X tahvelarvuti, mis on Jaapanis tuntud nimega DynaPad

Kuid nagu öeldakse, tekib isu süües. Iga aastaga on kasutajate nõudmised suurenenud ja nende rahuldamine on muutunud üha keerulisemaks. Kui andmesalvestusseadmete maht ja kiirus kasvasid, hakkas üha rohkem inimesi mõtlema, et mobiilsed seadmed võiksid olla kompaktsemad, ja kaasaskantava salvestusseadmest, mis mahutaks kõik vajalikud failid, oleks suur kasu. Teisisõnu, turul ilmus nõudlus eriliselt mugavate ja ergonoomiliste seadmete järele, mida polnud võimalik rahuldada, ja IT-ettevõtete vastasseis jätkus uue jõuga.

Siin tuleb taas tagasi pöörduda tänase epigraafi juurde. Tugevate salvestusseadmete ajastu algas ammu enne aastat 2000: esimene prototüüp mälupulgast loodi inseneri Fujiо Масуокой poolt Toshiba ettevõtte raames juba 1984. aastal, ning esimene kommenteeritud toode selle alusel, Digipro FlashDisk, tuli turule juba 1988. aastal. Rikkus tehnoloogiat mahutas 16 megabaiti andmeid, mille hind oli 5000 USA dollarit.

Digipro FlashDisk — esimene kommertsssd-disk

Uue trendiga liitus Digital Equipment Corporation, kes tutvustas 90ndate alguses 5,25-tolliseid seadmeid seeriast EZ5x, mis toetasid SCSI-1 ja SCSI-2 liideseid. Samuti haaras sellest võimalusest kinni Iisraeli ettevõte M-Systems, kes teatas 1990. aastal tahkete andmekandjate perekonnast nimega Fast Flash Disk (või FFD), mis hakkasid juba enam-vähem meenutama tänapäevaseid lahendusi: SSD-d olid 3,5-tollises formaadis ja nende maht ulatus 16 megabaitist kuni 896 megabaidini. Esimene mudel, mille nimeks sai FFD-350, tuli turule 1995. aastal.

M-Systems FFD-350 208 MB — tänapäevaste SSD-de eelkäija

Erinevalt traditsioonilistest kõvakettadest olid SSD-d oluliselt kompaktsed, omasid kõrgemat jõudlust ja mis kõige tähtsam, olid põrutuskindlad ning suudsid taluda tugevat vibratsiooni. See tegi neist potentsiaalselt ideaalsed kandidaadid mobiilsete andmekandjate loomiseks, kui mitte arvestada üht "aga": kõrged hinnad andmehoidla kohta, mis muutis sarnased lahendused peaaegu tarbija turule sobimatuks. Need olid populaarsed ettevõtluses, neid kasutati lennunduses mustade kastide loomiseks ja need paigutati teaduslike uurimiskeskuste superarvutitesse, kuid toona ei saanud mingist jaemüügitoote loomise üle isegi jutt olla: keegi ei oleks neid ostnud, isegi kui mõni ettevõte oleks otsustanud müüa selliseid andmekandjaid omahinna eest.

Kuid turu muudatused ei lasknud end kaua oodata. Tarbijasegmendi arengus mängis olulist rolli digitaalne fotograafia, kuna just selles valdkonnas tunti intensiivset kompaktsete ja energiatõhusate andmekandjate puudust. Hindake ise.

Esimene digitaalne fotoaparaat ilmus (tuleb taas meenutada Ekleesia sõnu) juba 1975. aasta detsembris: selle leiutas Stephen Sasson, Eastman Kodak Company insener. Prototüüp koosnes mitmest kümnest trükkplaadist, optilisest blokist, mis oli pärit Kodak Super 8-lt, ja magnetofonist (fotod salvestati tavalistele audiokassettidele). Kaamerat toitis 16 nikkel-kaadmiumaku, kogu see kaal oli 3,6 kg.

Esimene digitaalne fotoaparaadi prototüüp, mille valmistas Eastman Kodak Company

Sellise "mutsi" PZC-matriisi eraldusvõime oli vaid 0,01 megapikslit, mis võimaldas salvestada 125×80 piksliseid kaadreid, kusjuures iga foto koostamiseks kulus 23 sekundit. Arvestades nii "muljetavaldavaid" omadusi, kaotas selline seade traditsioonilistele filmi peeglikameratele igas valdkonnas, mistõttu selle alusel kaubandustootmise loomine polnud päevakorral, kuigi hiljem tunnustati leiutist kui üht tähtsamat tegemist fotohariduse arengus, ja Steve kaasati ametlikult Tarbielektroonika Kuulsuste Halli (Consumer Electronics Hall of Fame).

Aastaid hiljem haaras Kodakilt initsiatiivi Sony, kuulutades välja 25. augustil 1981 ahlabigest järjest vähendamata videosalvestuse kaamera Mavica (nimi on lühend Magnetic Video Camera).

Sony Mavica eksperimenteerimise näidis digitaalsest kaamerast

Jaapani hiiglase kaamera nägi välja palju huvitavam: prooviversioon kasutas 10 x 12 mm suurust CCD-andurit ja maksimaalseks eraldusvõimeks oli 570 x 490 pikslit, samas kui salvestamine toimus kompaktsel 2-tollisel Mavipack diskettidel, mis suutsid mahutada 25 kuni 50 kaadrit sõltuvalt salvestusrežiiimidest. Probleem seisnes selles, et kujundatav kaader koosnes kahest televisiooniväljast, millest igaüht salvestati kui komposiitvideo, ning oli võimalik fikseerida nii mõlemad väljad korraga kui ka ainult üks. Viimase võimaluse korral langes kaadri eraldusvõime kaks korda, kuid selline foto kaalus ka kaks korda vähem.

Alguses plaanis Sony alustada Mavica seeriatootmist 1983. aastal ning kaamerate jaemüügihinnaks pidi olema 650 dollarit. Praktikas ilmusid esimesed tööstuslikud mudelid alles 1984. aastal ning projekti kommertslik elluviimine Mavica MVC-A7AF ja Pro Mavica MVC-2000 kujul nägi ilmavalgust alles 1986. aastal, kuid kaamerate hind oli praktiliselt kordades kõrgem kui algselt planeeritud.

Digikaamera Sony Pro Mavica MVC-2000

Hoolimata kõrgest hinnast ja uuenduslikkusest, ei saa esimest Mavicat nimetada ideaalseks lahenduseks professionaalseks kasutamiseks, kuigi teatud olukordades osutusid sellised kaamerad praktiliselt ideaalseks lahenduseks. Näiteks kasutas CNN-i reporter Sony Pro Mavica MVC-5000, kui kajastas 4. juuni sündmusi Tienanmeni väljakul. Täiendatud mudel sai kaks sõltumatut CCD-matriitsi, millest üks genereeris heledusvideSignaali ja teine värvide eristamise. See lähenemine lubas loobuda Bayeri värvifiltri kasutamisest ning suurendada horisontaalset lahutust 500 TVL-ni. Kuid kaamera peamiseks eeliseks sai otsene ühendus PSC-6 mooduliga, mis võimaldab edastada saadud pilte raadioside kaudu otse toimetusse. Just tänu sellele suutis CNN esimesena avaldada sündmuspaiga reportaazi ja Sony sai hiljem isegi eriauhinna „Emmy” digitaalsete uudispiltide edastamise arendamise eest.

Sony Pro Mavica MVC-5000 — just see kaamera, mille tõttu sai Sony „Emmy” auhinna laureaadiks.

Aga mis siis, kui fotograaf peab olema kaua eemal tsivilisatsioonist? Sel juhul võis ta kaasa võtta ühe suurepärase Kodak DCS 100 kaamera, mis ilmus maikuus 1991. Muutlik hübriid, mis oli väike formaat peegelkaamerast Nikon F3 HP koos digitaalsete lisaseadmetega DCS Digital Film Back, ühendati välise andmesalvestusseadmega Digital Storage Unit (mida tuli kanda õlavööl) kaabli abil.

Digikaamera Kodak DCS 100 — "kompaktsete" ideede kehastus.

Kodak pakkus kahte mudelit, mõlemal oli mitmeid variatsioone: värviline DCS DC3 ja mustvalge DCS DM3. Kõik kaamerad olid varustatud 1,3 megapikslise resolutsiooniga sensoritega, kuid erinesid vahemälu suuruse poolest, mis määras maksimaalselt lubatud kaadrite arvu seeriapildistamisel. Näiteks 8 MB mäluga mudelid said jäädvustada 2,5 kaadrit sekundis seeriate kaupa 6 kaadrit, samas kui arenenumad, 32-megabaidised, lubasid seeria pikkust 24 kaadrit. Kui see piir ületati, langes jäädvustamise kiirus 1 kaadrini 2 sekundi jooksul, kuni vahemälu oli täielikult tühjendatud.

Mis on DSU plokk, see oli varustatud 3,5-tollise 200 MB kõvakettaga, mis suudab mahutada 156 „toorik“ fotot kuni 600 pildiga, mis on tihendatud riistvaralise JPEG-muunduriga (ostetav ja paigaldatav eraldi), ja LCD-ekraaniga piltide vaatamiseks. Nutikas salvestus võimaldas isegi fotodele lühikirjeldusi lisada, kuid selleks oli vaja välise klaviatuuri ühendada. Koos akude kaal oli 3,5 kg, samas kui kogu komplekti kaal ulatus 5 kg-ni.

Hoolimata kaheldavast mugavusest ja hinnast vahemikus 20 000 kuni 25 000 dollarit (maksimaalses konfigureerimises) müüdi kolme järgmise aasta jooksul umbes 1000 sarnast seadet, millest huvitusid lisaks ajakirjanikele ka meditsiiniasutused, politsei ja mitmed tööstusettevõtted. Ühesõnaga, nõudlus sellise toote järele oli olemas, nagu ka terav vajadus väiksema mahutavusega andmekandjate järele. Sobiva lahenduse pakkus ettevõte SanDisk, esitades 1994. aastal CompactFlash standardi.

SanDiski poolt välja antud CompactFlash mälukaardid ja PCMCIA adapter nende ühendamiseks PC-ga

Uus formaat on osutunud nii edukaks, et seda kasutatakse edukalt ka praegu, ning 1995. aastal asutatud CompactFlash Associationis on tänapäeval üle 200 liikme, nende seas Canon, Eastman Kodak Company, Hewlett-Packard, Hitachi Global Systems Technologies, Lexar Media, Renesas Technology, Socket Communications ja paljud teised.

CompactFlash mälukaardid said uhkeldada mõõtmetega 42 mm x 36 mm ja paksusega 3,3 mm. Mäluseadmete füüsiline liides oli põhimõtteliselt kärbitud PCMCIA (50 pistikut 68-st), mistõttu sai sellist kaarti hõlpsasti ühendada PCMCIA Type II laienduskaardi pesasse passiivse adaptriga. Edasi, jälle passiivse adapteri kaudu, suutis CompactFlash vahetada andmeid perifeersete seadmete kaudu IDE (ATA) kaudu, ja spetsiaalsed aktiivsed adapterid võimaldasid töötada järjestikuste liidestega (USB, FireWire, SATA).

Hoolimata suhteliselt väikesest mahutavusest (esimese põlvkonna CompactFlash kaardid suutsid talletada vaid 2 MB andmeid) oli selle tüüpi mälukaartidel professionaalses keskkonnas suur nõudlus, kuna need olid kompaktsed, ökonoomsed (üks selline seade kasutas energiat umbes 5% võrra vähem kui tavalised 2,5-tollised HDD-d, mis pikendas kaasaskantavate seadmete aku kasutusiga) ja universaalsed, toetades mitmeid erinevaid liideseid ning võimaldades töötada 3,3 või 5 volti toites. Peale selle oli neil muljetavaldav vastupidavus ülekoormusele, mis ületas 2000 g, mis oli klassikaliste kõvaketaste jaoks praktiliselt saavutatav piir.

Asi on selles, et tõeliselt põrutuskindlate kõvaketaste loomine on nende konstruktsiooniliste omaduste tõttu tehniliselt võimatu. Langemise korral on iga ese eksponeeritud sadadele või isegi tuhandetele g (standardsed vaba langemise kiirus, mis on 9,8 m/s2) vähem kui 1 millisekundi jooksul, mis klassikaliste HDD-de puhul võib põhjustada mitmeid väga ebameeldivaid tagajärgi, sealhulgas tuleb rõhutada:

• magnetplaadi libisemine ja nihkumine;
• võllide mängu teke, varakult kulumine;
• pea põrkumine magnetplaatide pinnale.

Kõige ohtlikum olukord kõvakettale on viimane. Kui löögi energia suunatakse risti või väikese nurga all HDD horisontaalsele pinnale, kalduvad magnetpead esmalt oma algsest asendist kõrvale ja seejärel langevad järsult plaadi pinnale, puudutades seda servaga, mille tulemusena tekivad magnetplaadil pinnakahjustused. Samuti ei kahjustu ainult löögikoht (mis, muide, võib olla märkimisväärselt ulatuslik, kui langemise ajal toimusid andmete kirjutamine või lugemine), vaid ka piirkonnad, kuhu hajusid mikrooelised magnetkatte killud: olles magnetiseeritud, ei nihku nad tsentrifugaaljõu toimel perifeeriasse, jäädes magnetplaadi pinnale, takistades normaalset lugemis-/kirjutamisprotsessi ja edendades edasisi kahjustusi nii plaadi kui ka kirjutuspeade osas. Kui löök on piisavalt tugev, võib see isegi viia sensori eraldumiseni ja salvestusseadmest täielikku riket.

Kõik eelnevat arvesse võttes olid fotoreporteritele uued mäluseadmed tõeliselt hädavajalikud: kümne või paari lihtsa mälukaardi kaasas kandmine oli oluliselt parem kui mõõtmetelt videomagnetofoniga võrreldava seadme seljas tassimine, mis tõenäoliselt puruneks juba kergestki löögist. Ent jaekaubanduses olid mälukaardid endiselt liiga kallid. Seetõttu domineeris turul kompaktkaameratega Sony, pakkudes Mavica MVC-FD mudelit, mis salvestas fotosid tavapärastesse 3,5-tollistesse diskettidesse, mis olid formateeritud DOS FAT12 süsteemis, tagades seeläbi ühilduvuse peaaegu igaga tol ajal levinud PC-st.

Huvialade digitaalne fotoaparaat Sony Mavica MVC-FD73

Nii jätkus peaaegu kümnendi lõpuni, kuni sekkus IBM. Kuid sellest räägime juba järgmises artiklis.

Milliste ebatavaliste seadmetega olete teie kokku puutunud? Kas teil on olnud au pildistada Mavicaga, näha Iomega ZIP agooniat või kasutada Toshiba T100X? Jagage oma lugusid kommentaarides.

Allikas: habr.com