Välistest andmesalvestitest: IBM 1311 ajastust tänapäevani. Osa 1

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

Ekleesia Raamat, 1:9

Igavene tarkus, mis on toodud epigraafi, kehtib praktiliselt igas valdkonnas, sealhulgas niivõrd kiiresti muutuvates, nagu IT. Selgub, et paljusid uuendusi, millest räägitakse alles nüüd, põhinevad leiutustel, mis tehti mitu päeva tagasi ja mida on edukalt (või mitte nii edukalt) kasutatud tarbijaseadmetes või B2B valdkonnas. See puudutab ka sellist, näiliselt moes suunda nagu mobiilseadmed ja kaasaskantavad andmekandjad, millest me räägime täna.

Näiteid ei pea kaugele otsima. Võtke näiteks mobiiltelefonid. Kui arvate, et esimene "nutikas" seade, millel ei olnud klaviatuuri, on 2007. aastal ilmunud iPhone, siis olete sügavalt eksiteel. Tõelise nutitelefoni loomise idee, mis ühendas endas suhtlemise ja PDA võimalused, kuulus mitte Apple'ile, vaid IBM'ile, ning esimene selline seade esitati avalikkusele juba 23. novembril 1992 Las Vegases toimunud telekommunikatsiooni saavutuste näitusel COMDEX, ning seeria tooted jõudsid turule 1994. aastal.

IBM Simon - maailma esimene nutitelefon puutetundliku ekraaniga.

Isiklik kommunikaator IBM Simon oli esimene mobiiltelefon, millel ei olnud puutetundlikku klaviatuuri, vaid teavet sisestati ainult puutetundliku ekraani abil. Seade ühendas endas korraldaja funktsionaalsuse, võimaldades saata ja vastu võtta fakse, samuti töötada e-postiga. Vajadusel sai IBM Simoni ühendada isikliku arvutiga andmevahetuseks või kasutada seda modemina, mille jõudlus oli 2400 bps. Muide, teksti sisestamine toimus üsna nutikal viisil: kasutajal oli valida miniatuurse QWERTY-klaviatuuri ja intelligentse abimehe PredictaKey vahel. Viimane näitas ekraanil ainult järgmisi 6 sümbolit, mis, nagu näitas prognoosimisalgoritm, võiks kõige tõenäolisemalt olla kasutatud.

Parim epiteet, millega IBM Simoni iseloomustada, on «aegade eest», mis lõpuks määras selle seadme täieliku ebaõnnestumise turul. Ühelt poolt polnud tol ajal veel tehnoloogiaid, mis oleksid teinud kommunikaatori tõeliselt mugavaks: vähesed inimesed soovivad endaga kaasas kanda seadet mõõtmetega 200×64×38 mm ja kaaluga 623 grammi (koos laadimisjaamaga üle 1 kg), mille akut jätkus vaid 1 tunniks kõneks ja 12 tunniks ooterežiimiks. Teiselt poolt oli hind: 899 dollarit koos BellSouthi mobiilside operaatori lepinguga, kes oli IBM ametlik partner USAs, ja üle 1000 dollari ilma selleta. Samuti ei tohi unustada, et oli vaja (või pigem isegi kohustus) osta suurema mahutavusega aku — „ainult“ 78 dollari eest.

Visuaalne võrreldavus IBM Simon, tänapäevased nutitelefonid ja kuusekäbi

Välistel andmekandjatel ei ole samuti lihtne. Hamburgi arvestuse järgi võib esimese sellise seadme loomise taas IBM-ile omistada. 11. oktoobril 1962 teatas ettevõte revolutsioonilisest andmesalvestussüsteemist IBM 1311. Uue seadme peamine omadus oli vahetatavad kassettid, milles igas oli kuus 14-tollist magnetplaati. Kuigi selline eemaldatav seadmega kaal oli 4,5 kilogrammi, oli see ikkagi oluline saavutus, kuna vähemalt olid kassette võimalik vahetada täitumise ajal ja neid oli võimalik ühest seadmest teise transportida, millest igaüks oli suur nagu suur kummutiross.

IBM 1311 — andmesalvestusseade vahetatavate kõvaketastega

Kuid isegi selle liikuvuse eest tuli maksta tootlikkuse ja mahtude arvelt. Esiteks, et vältida andmete kahjustamist, ei olnud 1. ja 6. plaadi välimised pooled kaetud magnetkihiga ning nad täitsid kaitsefunktsiooni. Kuna nüüd kasutati ainult 10 tasapinda, siis töötava eemaldatava ketta kogumaht oli 2,6 megabaiti, mis tolle aja jaoks oli endiselt piisavalt palju: üks kassett asendas edukalt ⅕ standardse magnetlinti või 25 000 perfo kaarti, pakkudes samas juurdepääsu andmetele.

Teiseks, liikuvuse hind oli tootlikkuse vähenemine: spindli pöörlemiskiirus tuli vähendada 1500 pööret minutis ja seetõttu kasvas keskmine juurdepääsu aeg sektorile 250 millisekundini. Võrdluseks, selle seadme eelkäijal, IBM 1301-l, oli spindli pöörlemiskiirus 1800 rpm ja sektori juurdepääsu aeg 180 ms. Siiski, just tänu vahetatavate kõvaketaste kasutusele sai IBM 1311 ettevõtetes väga populaarseks, kuna selline konstruktsioon võimaldas oluliselt vähendada üksiku teabe salvestamise hindu, andes võimaluse vähendada ostetavate seadmete arvu ja vajalikku pinda nende paigutamiseks. Tänu sellele seadmel õnnestus saada üheks pikaealisemaks arvutitehnika turul ning see võeti tootmisest maha alles 1975. aastal.

IBM 1311 järglane, mille indeks on 3340, sai arengutulemusena inseneride ideedest, kes töötasid välja eelmise mudeli konstruktsiooni. Uus andmesalvestussüsteem sai täielikult suletud kassette, mis võimaldas üheaegselt vähendada keskkonnategurite mõju magnetplaatidele, suurendades nende usaldusväärsust, ning oluliselt parandada aerodünaamikat kassettide sees. Pildile lisas vastutav mikrokontroller magnetpeade liikumise eest, mille olemasolu tõi kaasa täpsuse märkimisväärse paranemise nende paigutamises.

IBM 3340, hüüdnimega Winchester

Selle tulemuseks suurenes iga kassetti mahutavus 30 megabaidi võrra ja ligipääsu aeg sektorile vähenes kümme korda – kuni 25 millisekundit. Samuti saavutas andmeedastuskiirus tollastele aegadele rekordilised 885 kilobaiti sekundis. Ühtlasi, just tänu IBM 3340-le ilmus slängi termin «winchester». Asi on selles, et seade oli mõeldud töötama samaaegselt kahe eemaldatava salvestiga, mistõttu sai täiendava indeksi «30-30». Sama indeksi omas ka kogu maailmas tuntud Winchesteri vintpüss, erinevusega selles, et esimesel juhul rääkisime kahest 30 MB mahutavusega kettast, teisel — kuuli läbimõõdust (0,3 tolli) ja padrunikaalu (30 graani, st umbes 1,94 grammi).

Floppy Disk — kaasaegsete välistalitorside eelkäija

Kuigi IBM 1311 kastrid võib pidada modernsete väliste kõvakettade esivanemateks, olid need seadmed tarbijaturust siiski kaugel. Kuid et jätkata mobiilsete andmehoidlate genealoogiat, tuleb kõigepealt kindlaks teha valikukriteeriumid. Ilmselt jäävad välja perforatsioonikaardid, kuna need kuuluvad ‘enne-kettac’ ajastusse. Samuti ei tasu arvesse võtta magnetlintidele põhinevaid mäluseadmeid: ehkki formaalselt on rullil liikuvuse omadus, ei saa selle jõudlus võrreldagi esimeste kõvakettadega, kuna magnetlint pakub ainult järjestikust juurdepääsu salvestatud andmetele. Seega on pehme kettad kõige lähemal kõvakettadele tarbijahinna poolest. See on tõsi: diskette on piisavalt kompaktsed, kuna need, nagu kõvakettad, taluvad korduvat üle kirjutamist ja suudavad töötada juhuslikus lugemise režiimis. Alustame nendest.

Kui te ootad, et näete taas kolme maagilist tähte, siis... olete täiesti õiged. Just IBM-i laborites otsis Alan Shugarti uurimisrühm väärilist asendust magnetlintidele, mis sobisid andmete arhiveerimiseks, kuid kaotasid kõvakettadele igapäevastes ülesannetes. Sobiva lahenduse pakkus meeskonda liitunud vaneminsener David Noble, kes projekteeris 1967. aastal eemaldatava magnetketta kaitsekestaga, mille töötluseks oli vajalik eriline kettaseade. Neli aastat hiljem esitles IBM esimest maailmas diskette, mille maht oli 80 kilobaiti ja läbimõõt 8 tolli, ning juba 1972. aastaks nägi ilmavalgust teise põlvkonna flopi-kettad, mille maht oli juba 128 kilobaiti.

128 kilobaiti IBM 8-tollise ketta

Õnnestumise laine peal lahkus Alan Shugart 1973. aastal ettevõttest ja asutas oma firma, mis sai nimeks Shugart Associates. Uus ettevõte keskendus paindlike diskide edasisele täiustamisele: 1976. aastal tõi firma turule kompaktsed 5,25-tollised diskette ja originaalsed võtmehoidjad, mis said uue kontrolleri ja liidese. Shugart SA-400 mini-floppy müügihind alguses oli 390 USA dollarit ise seadme eest ja 45 dollarit kümne diskette komplekti eest. Aja jooksul on SA-400 olnud ettevõtte edukaim toode: uute seadmete väljastamise tempo ulatus 4000 ühikuni päevas, ja järk-järgult 5,25-tollised diskette asendasid turul mahukaid kaheksatolliseid kolleege.

Kuid ka Alan Shugarti ettevõte ei suutnud kaua turul domineerida: juba 1981. aastal võttis juhtimise üle Sony, esitades veelgi kompaktsema diskette, mille diameeter oli vaid 90 mm, või 3,5 tolli. Esimene personaalarvuti, mis kasutas uue vormingu sisse ehitatud ketta jaoturit, oli HP-150, mille tootis Hewlett-Packard 1984. aastal.

Esimene personaalarvuti 3,5-tollise diskiboksi Hewlett-Packard HP-150

Sony diskette osutus nii edukaks, et tõrjus kiiresti turult kõik alternatiivsed lahendused, ning see vorming püsis peaaegu 30 aastat: 3,5-tolliste diskette masstoodang lõpetati alles 2010. aastal. Uue toote populaarsust tõstsid mitmed tegurid:

• jäik plastikust korpus ja liugmetallist sulgur pakkusid usaldusväärset kaitset ketta enda eest;
• metallist pöördmutter, millel oli ava õige paigutuse jaoks, kõrvaldas vajaduse teha ava magnetketas ise, mis parandas ka selle säilimist;
• liuguri abil tehti realiseeritud kaitse kirjutamise eest (varem, et blokeerida uuesti kirjutamise võimalust, tuli diskette kleeplindiga sulgeda kontrollauku).

Ajatu klassika — 3,5-tolline Sony diskette

Koos nende kompaktsete mõõtmete kõrghouseid sisaldas 3,5-tolline kõvaketas ka märksa suuremat mahtuvust võrreldes eelkäijatega. Näiteks kõige arenenumad 5,25-tollised kõrge tihedusega ketaste mudelid, mis ilmusid 1984. aastal, mahutasid 1200 kilobaiti andmeid. Kuigi esimesed 3,5-tollised näidised olid mahtuvusega 720 KB ja olid sellega võrreldavad 5-tolliste ketastega, mille tihedus oli neli korda suurem, siis juba 1987. aastal tutvustati kõrge tihedusega kettaid 1,44 MB mahuga ning 1991. aastal tuli välja laiendatud tihedusega ketas, mis mahutas juba 2,88 MB andmeid.

Mõned ettevõtted üritasid luua veelgi pisemaid kettaid (näiteks Amstrad töötas välja 3-tollised kettad, mida kasutati ZX Spectrum +3 juures, ning Canon valmistas 2-tolliseid spetsialiseeritud kettaid komposiitvideo salvestamiseks ja hoidmiseks), kuid need ei leidnud laiemat kasutust. Selle asemel hakati turule tooma väliseid seadmeid, mis ideoloogiliselt olid juba palju lähemal tänapäevastele välistele mäluseadmetele.

Iomega Bernoulli kast ja kurjad "surnud klõpsud"

Kuidas seda ka ei võtaks, ketaste mahud olid liiga väikesed, et talletada piisavalt suuremaid infokogumeid: tänapäeva mõistes saab neid võrrelda algtaseme mälupulkadega. Kuid mis siis võiks olla analoogne välise kõvakettaga või tahkis-SSD-ga? Parimaks kandidaadiks on Iomega tooted.

Esimene neist seadmetest, mis esitlemine toimus 1982. aastal, oli nii-öelda Bernoulli kast. Hoolimata sellest, et sellel oli toona suur maht (esimesed salvestid olid mahutusega 5, 10 ja 20 MB), ei olnud originaalne seade populaarne oma tõeliselt suurte mõõtmete tõttu: Iomega "kettad" olid mõõtmetelt 21 x 27,5 cm, mis on vastavuses A4 paberilehega.

Nii nägid välja originaalsed kartrid Bernoulli kastile.

Ettevõtte seadmed said populaarseks alates Bernoulli Box II-st. Salvestite mõõtmeid õnnestus oluliselt vähendada: need olid juba 14 cm pikad ja 13,6 cm laiad (mis on võrreldav standardsete 5,25-tolliste diskettide mõõtmetega, kui mitte arvestada paksust 0,9 cm), erinedes samas märgatavalt suurema mahutavuse poolest: alates 20 MB algtaseme mudelitest kuni 230 MB kettadeni, mis tulid müüki 1993. aastal. Tooted olid saadaval kahes formaadis: sisemoodulitena PC-dele (tänu väiksematele mõõtmetele sai neid paigaldada 5,25-tolliste diskettide lugerite asemele) ja väliste salvestussüsteemidena, mida sai arvutiga ühendada SCSI liidese kaudu.

Bernoulli II põlvkonna kast

Bernoulli kasti otsesed järeltulijad olid Iomega ZIP, mille esitles ettevõte 1994. aastal. Nende populaarsust toetas suurel määral koostöö Dell'i ja Apple'iga, kes hakkasid ZIP-kettasi oma arvutitesse paigaldama. Esimene mudel, ZIP-100, kasutas salvestite mahutavust 100 663 296 baiti (umbes 96 MB), oli uhke 1 MB/s edastuskiirus ja juhusliku juurdepääsu aeg mitte üle 28 millisekundi, kusjuures välised seadmed said arvutiga ühendada LPT või SCSI liidese kaudu. Veidi hiljem ilmus ZIP-250, mille mahutavus oli 250 640 384 baiti (239 MB), ja seeria lõpuks ilmnes ZIP-750, mis toetas tagasinüüdlikkust ZIP-250 salvestitega ning töötas legacy režiimis ZIP-100 ketastega (vana salvestiga sai vaid andmeid lugeda). Üldiselt said välised lipulaevad isegi USB 2.0 ja FireWire toe.

Väline Iomega ZIP-100 draiv

CD-R/RW tekkimisega jäid Iomega loometeosed loogiliselt minevikku — seadmete müük langes 2003. aastaks praktiliselt neli korda, ja 2007. aastaks kadusid need täielikult (kuigi tootmise lõpetamine toimus alles 2010. aastal). Võimalik, et kõik oleks võinud teistmoodi minna, kui ZIP-il ei oleks olnud teatud usaldusprobleeme.

Küsimus on selles, et nende aegade muljetavaldav seadmete jõudlus saavutati rekordilise RPM näitaja kaudu: paindlik kett pöörles kiirusel 3000 pöördet minutis! Kindlasti olete juba arvanud, miks esimesi seadmeid kutsuti Bernauli kastideks: kõrgendatud pöörlemiskiirus võimaldas suurendada õhuvoolu kirjutamispea ja selle pinna vahel, mis viis õhurõhu languseni ning aitas taldriku läheneda sensorile (Bernauli seadus toimib). Teoreetiliselt pidi see omadus tegema seadme usaldusväärsemaks, kuid praktikas kogesid tarbijad ebameeldivust, nimega Clicks of Death — „suremispauk”. Iga, isegi kõige väiksem, ebatasasus magnetplaadi pinnal, mis liigub tohutu kiirusel, võis kirjutamispead pöördumatult kahjustada, mille järel viskas drive aktuaatori tagasi ja üritas lugemist korrata, mis kaasnes iseloomulike paukudega. Selline tõrge oli „nakkav”: kui kasutaja esialgu ei tähelepanud ja sisestas rikutud seadmesse teise diskette, siis see muutus pärast paarikatset lugemist samuti kasutuskõlbmatuks, kuna geomeetriaga kahjustatud kirjutamispea kahjustas juba paindliku ketta pinda. Samuti võis disk, millel olid ebatasasused, esmakatsel „tappa” ka teise lugeja. Seetõttu tuli Iomega toodete kasutajatel hoolikalt kontrollida diskettide töökindlust, ja hilisematel mudelitel ilmusid isegi vastavad hoiatavad sildid.

Magneetooptilised kettad: HAMR retrolik vorm

Lõpuks, kui juba jutuks tuli kaasaskantavad andmekandjad, ei saa mainimata jätta tehnikaimed, nagu magneetooptilised kettad (MO). Esimesed selle klassi seadmed ilmusid juba XX sajandi 80. aastate alguses, kuid laiemalt levisid need alles 1988. aastal, kui ettevõte NeXT tutvustas oma esimest isiklikku arvutit nimega NeXT Computer, mis oli varustatud Canon'i tootmisest pärit magneetooptilise mängijaga ja toetas 256 MB mahutavusega ketaste kasutamist.

NeXT Computer — esimene isiklik arvuti, mis oli varustatud magneetooptilise mängijaga

Magneetoptikaalsete ketaste olemasolu kinnitab veel kord epigraafi õigust: kuigi termomagneetilise salvestustehnoloogia (HAMR) kohta räägiti aktiivselt alles viimastel aastatel, on seda lähenemist edukalt kasutatud magneetoptikaalsete ketaste puhul juba rohkem kui 30 aastat tagasi! Salvestusprintsiip magneetoptikaalsetes ketastes sarnaneb HAMR-iga, välja arvatud mõned nüansid. Need kettad, mille koostises olid ferromagnetilised materjalid — sulamid, mis suudavad säilitada magnetiseerituse temperatuuridel, mis on madalamad kui Curie punkt (umbes 150 kraadi Celsiuse järgi) ilma välise magnetvälja mõjuta. Salvestamise ajal kuumutati plaadi pinda eelnevalt laseriga Curie punktini, pärast mida muutis ketta tagaküljel asuv magnetpea vastava piirkonna magnetiseeritust.

Selle lähenemise peamine erinevus HAMR-ist seisnes selles, et teabe lugemine toimus samuti nõrga laseri abil: polariseeritud laserikiir läbis ketta plaadi, kajastus aluspinnalt ning pärast optilise süsteemi kaudu üleminekut jõudis andurisse, mis registreeris laseripolarisatsiooni tasandi muutuse. Siin on näha Keri efekti praktilist rakendust (ruut-elektrooptika efekt), mille olemus seisneb optilise materjali murdumisnäitaja muutmises, mis on proportsionaalne elektromagnetvälja intensiivsuse ruuduga.

Teabe lugemise ja salvestamise printsiip magneetoptikaalsetes ketastes

Esimesed magneetoptikaalsed kettad ei toetanud uuesti kirjutamist ja neid tähistati lühendiga WORM (Write Once, Read Many), kuid hiljem ilmusid mudelid, mis toetasid korduvat kirjutamist. Uuesti kirjutamine toimus kolme läbimisega: esmalt pühiti teave kettalt, seejärel toimus vahetu salvestamine ning pärast seda viidi läbi andmete terviklikkuse kontroll. Selline lähenemine tagas salvestamise garanteeritud kvaliteedi, mis tegi magneetoptikaalsetest ketastest isegi usaldusväärsemad kui CD- ja DVD-kettad. Erinevalt diskettidest olid magneetoptikaalsed andmekandjad praktiliselt immuunsed demagnetiseerimise vastu: tootjate hinnangul on uuesti kirjutatavate magneetoptikaalsete ketaste andmete säilitamise aeg vähemalt 50 aastat.

Juba 1989. aastal ilmus turule kaheastmelisi 5,25-tolliseid mäluseadmeid, mille maht oli 650 MB, lugemiskiirus kuni 1 MB/s ja juhuslik juurdepääsu aeg 50 kuni 100 ms. MO populaarsuse langemise ajal võis turul leida mudeleid, mis mahutasid kuni 9,1 GB andmeid. Siiski saavutasid laialdase leviku kompaktsetest 90 mm diskidest, mille maht oli 128 kuni 640 MB.

Kompaktne 640 MB suurune magnetooptiline disk, tootja Olympus.

Aastal 1994 varieerus 1 MB andmete säilitamise maksumus sellisel mäluseadmest 27 kuni 50 senti, sõltuvalt tootjast, mis koos kõrge efektiivsuse ja usaldusväärsusega tegi neist konkurentsivõimelise lahenduse. Magnetooptiliste seadmete täiendavaks eeliseks võrreldes ZIP-ide oli lai valik liidesi, sealhulgas ATAPI, LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a.

Hoolimata kõigist eelistest, olid magnetooptikatel ka mitmed puudused. Näiteks kohandamatuse tõttu erinevate kaubamärkide (MO-d tootis mitmed suured ettevõtted, sealhulgas Sony, Fujitsu, Hitachi, Maxell, Mitsubishi, Olympus, Nikon, Sanyo jt) vaheline disparateerumine formateerimise tõttu. Samuti, kõrge energiatarve ja vajadus täiendava jahutussüsteemi järele piiras nende seadmete kasutamist sülearvutites. Lõpuks pikendas kolmekordne tsükkel oluliselt kirjutamise aega, kuid see probleem saadi lahendatud alles 1997. aastaks LIMDOW (Light Intensity Modulated Direct Overwrite) tehnoloogia ilmumisega, mis ühendas kaks esimest etappi üheks, tänu kilega varustatud magnetite lisamisele ketta karbile, mis kustutas andmeid. Lõppkokkuvõttes kaotas magnetooptika järk-järgult oma tähtsuse isegi püsivate andmete salvestamise alal, andes teed traditsioonilistele LTO ribaseadmetele.

Ma tunnen alati midagi puudu...

Kõik eelnevas on selgelt näidatud, et sõltumata sellest, kui geniaalne on leiutis, peab see olema ka õigeaegne. IBM Simon oli hukule määratud, kuna selle ilmumise hetkel ei olnud inimestel vajadust absoluutse mobiilsuse järele. Magnetooptilised kettad olid head HDD alternatiivid, kuid jäid professionaalide ja entusiastide pärusmaaks, kuna toona olid masskasutajatele palju olulisemad kiirus, mugavus ja muidugi odavus, mille eest olid tavakasutajad valmis loobuma usaldusväärsusest. Samuti ei suutnud ZIP kõikidest oma eeliste, vaatamata, tõeliselt peavooluks saada, kuna inimestele ei olnud justkui huvi vahtida iga sõrmeketta üle suurendusklaasi, otsides välju.

Just sel põhjusel tõi looduslik valik lõpuks turule selged eristused kahe paralleelse suuna vahel: eemaldatavad andmekandjad (CD, DVD, Blu-Ray), USB-mäluseadmed (väikeste andmemahtude salvestamiseks) ja välishardid (suurte andmemahtude jaoks). Viimaste seas on saamas mitteformaalne standard kompaktsetest 2,5-tollistest mudelitest individuaalsetes korpustes, mille tekkele oleme tänu esmalt sülearvutitele. Teine põhjus nende populaarsusele on ökonoomsus: kui klassikalisi 3,5-tolliseid HDD-d oli välistel korpustel raske nimetada "portatiivseteks", nõudsid need alati täiendavat toiteallikat (see tähendab, et tuli kaasas kanda ka adapter), siis maksimaalselt, mida 2,5-tollised mäluseadmed vajavad, on täiendav USB-pistiku liides, ja hilisemad energiatõhusad mudelid ei nõudnud isegi seda.

Muide, me miniatuurse HDD-de olemasolu oleme tänu PrairieTek'ile — väikeettevõttele, mille asutas Terry Johnson 1986. aastal. Kolme aasta möödumisel avamisest esitles PrairieTek esimest maailmas 2,5-tollist kõvaketta, mille maht oli 20 MB ja mille nimi oli PT-220. See oli 30% kompaktsem kui lauaarvuti lahendused, omades vaid 25 mm kõrgust, mistõttu oli see ideaalne valik sülearvutites kasutamiseks. Kahjuks, isegi olles miniatuurse HDD turu pioneer, ei suutnud PrairieTek end turule kindlustada, tehes fataalse strateegilise vea. Pärast PT-220 tootmise käivitamist keskendusid nad edasisele miniatuursele arendusele, tulles turule mudeliga PT-120, millel sama maht ja kiirus, kuid paksus vaid 17 mm.

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

Probleem seisnes selles, et seni kuni PrairieTek'i insenerid võitlesid iga millimeetri nimel, suurendasid konkurendid nagu JVC ja Conner Peripherals kõvaketaste mahutavust, mis osutus sellises ebaausas vastasseisus otsustavaks. Püüdes püüda minevat rongi, astus PrairieTek relvade võidujooksu, valmistades ette mudeli PT-240, mille maht oli 42,8 MB ja mis erines tol ajal rekordiliselt madala energiatarbimisega — vaid 1,5 W. Kuid kahjuks ei päästnud see ettevõtet pankrotist ja 1991. aastaks lõpetas see oma tegevuse.

PrairieTek'i lugu on veel üks selge näide sellest, kuidas tehnilised saavutused, kui olulised nad ka ei tunduks, võivad oma õigeaegsuse tõttu muutuda turul lihtsalt nõudmatuks. 90ndate alguses ei olnud tarbijad veel ultrabookide ja ülimalt õhukeste nutitelefonide üle külluslikult ära hellitatud, mistõttu ei olnud selliste ketaste jaoks suurt vajadust. Piisab, kui meenutada esimest tahvelarvutit GridPad, mille tootis GRiD Systems Corporation 1989. aastal: "portatiivne" seade kaalus üle 2 kg ja selle paksus ulatus 3,6 cm-ni!

GridPad — maailma esimene tahvelarvuti

Ja selline "beebi" nende aegade jaoks peeti täiesti kompaktseks ja mugavaks: lõppkasutaja ei näinud lihtsalt midagi paremat. Samal ajal oli diskruumi küsimus palju teravam. Näiteks GridPadil ei olnud üldse kõvaketast: andmete salvestamine toimus RAM-kiipide baasil, mille laetust toetasid sisseehitatud akud. Selliste seadmete taustal tundus hiljem ilmunud Toshiba T100X (DynaPad) tõelisena imena, kuna sellel oli täielik kõvaketas mahuga 40 MB. See, et "mobiilne" seade oli 4 cm paks, ei häirinud paljusid.

Toshiba T100X tahvelarvut, Jaapanis tuntud nime all DynaPad

Kuid, nagu teate, kasvab isu söögi ajal. Iga aastaga suurenes kasutajate nõudmised ning nende rahuldamine muutus üha keerulisemaks. Aja edenedes, kui salvestusseadmete maht ja kiirus suurenesid, hakkas üha rohkem inimesi mõtlema sellele, et mobiilseadmed võiksid olla kompaktsemad, ja võimalus omada kaasaskantavat salvestusseadet, mis mahutab kõik vajalikud failid, oleks väga teretulnud. Teisisõnu, turule tekkis nõudlus täiesti erinevate seadmete järele nii mugavuse kui ka ergonoomika poolest, mida tuli rahuldada, ja IT-ettevõtete vastasseis jätkus uue jõuga.

Siin tasub taas pöörduda tänase epigraafi poole. SSD-ajastu algas juba ammu enne 2000. aastaid: esimene flash-mälu prototüüp loodi inseneri Fudzio Masuoka poolt Toshiba korporatsiooni sügavustes 1984. aastal, ning esimene kaubanduslik toode selle alusel, Digipro FlashDisk, tuli turule juba 1988. aastal. Tehnikaime mahutas 16 megabaiti andmeid ja selle hind oli 5000 USA dollarit.

Digipro FlashDisk — esimene kaubanduslik SSD-salvesti

Uut suundumust toetas Digital Equipment Corporation, kes tutvustas 90ndate alguses 5,25-tolliseid EZ5x seeria seadmeid, mis toetasid SCSI-1 ja SCSI-2 liideseid. Ka Iisraeli firma M-Systems ei jäänud kõrvale, esitades 1990. aastal SSD-de pereliini nimega Fast Flash Disk (või FFD), mis juba mõnevõrra meenutas kaasaegseid: SSD-d olid 3,5-tollises formaadis ja suutsid mahutada 16 kuni 896 megabaidist andmeid. Esimene mudel, nimega FFD-350, tuli turule 1995. aastal.

M-Systems FFD-350 208 MB — tänapäevase SSD eelkäija

Erinevalt traditsioonilistest kõvakettadest olid SSD-d palju kompaktsemad, nende sooritusvõime oli kõrgem ning mis peamine, nad olid löökide ja tugeva vibratsiooni suhtes vastupidavamad. Potentsiaalselt tegi see nad praktiliselt ideaalselt sobivaks mobiilsete andmekandjate loomiseks, kui mitte üks "aga": kõrged hinnad ladustamisinformatsiooni eest, mistõttu sarnased lahendused osutusid tarbijaturul praktiliselt kasutuskõlbmatuks. Need olid populaarsed ettevõtete seas, leidsid rakendust lennunduses „mustade kastide“ loomisel, paigaldati teadusasutuste superarvutitesse, kuid jaekaubanduse toote loomise üle ei saanud olla juttu: keegi ei oleks neid ostnud, isegi kui mõni ettevõte oleks julgenud neid müüa tootmiskulude järgi.

Kuid turumuutused ei lasknud end kaua oodata. Tarbimissegmentide eemaldatavad SSD-d said olulise toetuse digitaalsest fotograafiast, kuna just selles valdkonnas oli teravalt puudu kompaktsetest ja energiatõhusatest andmekandjatest. Mõelge ise.

Esimene maailmas digitaalne fotoaparaat ilmus (tuletame meelde Ekklesiast) juba detsembris 1975: selle leiutas Stephen Sasson, Eastman Kodak Company insener. Prototüüp koosnes mitmest kümnest trükkplaadist, optilisest plokist, mis oli laenatud Kodak Super 8-st, ja magnetofonist (fotod salvestati tavalistele helikassettidele). Kaamera toiteks kasutati 16 nikeldatud-kaadmiumaku, kõik see kaaluks kokku 3,6 kg.

Esimene digitaalne fotoaparaadi prototüüp, mille lõi Eastman Kodak Company

Selle «kõige väiksema» CCD sensoril oli vaid 0,01 megapikslit, mis võimaldas saada pilte suurusega 125×80 pikslit, kusjuures iga foto loomiseks kulus 23 sekundit. Arvestades selliseid „muljetavaldavaid“ omadusi, jääb sarnane seade traditsioonilistele filmikaamerate kõrval selgelt alla, mistõttu ei saanud isegi kauplemistoote loomise osas juttu olla, kuigi hiljem tunnustati leiutist kui ühte tähtsamat verstaposti fotograafia ajaloos, ning Steve kuulutati ametlikult tarbielektroonika kuulsuste halli (Consumer Electronics Hall of Fame) liikmeks.

Kuus aastat hiljem haaras algatuse Kodakilt Sony, kuulutades 25. augustil 1981 välja filmivaba videosalvestuskaamera Mavica (nimi on lühend Magnetic Video Camera).

Kogemuslik digitaalne kaamera Sony Mavica

Jaapanlaste hiiglane nägi välja palju huvitavam: katseversioon kasutas 10 x 12 mm suurust CCD sensorit ja võis uhkeldada maksimaalse eraldusvõimega 570 x 490 pikslit, samas salvestamine toimus kompaktsetele 2-tollistele Mavipack ketastele, kuhu mahtus 25 kuni 50 pilti sõltuvalt salvestusrežiimist. Probleem seisnes selles, et loodud pilt koosnes kahest televisiooniväljast, millest igaüks salvestati kui komponendivideo, samas oli võimalik jäädvustada nii mõlemat väljast korraga kui ka ainult ühte. Viimase puhul langes pildi eraldusvõime kahel korral, kuid sel juhul kaalus selline foto poole vähem.

Alguses plaanis Sony alustada Mavica seeriatootmist 1983. aastal, kaamerate soovituslik jaehind pidi olema 650 dollarit. Praktikas ilmusid esimesed tööstuslikud prototüübid alles 1984. aastal, ning projekti kaubanduslik rakendamine Mavica MVC-A7AF ja Pro Mavica MVC-2000 nägi ilmavalgust alles 1986. aastal, kusjuures kaamerate hind oli praktiliselt kümme korda kõrgem, kui algselt plaanitud.

Digitaalne kaamera Sony Pro Mavica MVC-2000

Hoolimata meeletust hinnast ja uuenduslikkusest ei saa esimesi Mavica kaameraid nimetada professionaalseks lahenduseks, kuigi teatud olukordades osutusid sellised fotoaparaadid praktiliselt ideaalseks valikuks. Näiteks kasutas CNNi reportaažide tootmise meeskond Sony Pro Mavica MVC-5000 4. juuni sündmuste kajastamiseks Tiananmeni väljakul. Täiustatud mudel sisaldas kahte sõltumatut CCD-sensorit, millest üks edastas heleduse videomärguande ja teine värvide erinevuse signaali. See lähenemine võimaldas loobuda Bayeri värvifiltri kasutamisest ja suurendada horisontaalset eraldusvõimet 500 TVL-ni. Kuid kaamera peamiseks eeliseks oli otseühenduse toetus PSC-6 mooduliga, mis võimaldas saadud pilte otse raadiosageduse kaudu toimetada toimetusse. Just selle tõttu suudeti CNN-il esimesena avaldada reportaaž sündmuste kohalt ning Sony sai hiljem isegi eriauhinna „Emmy“ digitaalsete uudisfotode edastamise arendamise eest.

Sony Pro Mavica MVC-5000 on see kaamera, tänu millele sai Sony Emmy auhinna.

Aga mis siis, kui fotograafil on pikk tööreis tsivilisatsioonist kaugel? Sel juhul võiks ta kaasa võtta ühe suurepärase Kodak DCS 100 fotoaparaadi, mis tuli turule 1991. aasta mail. Monstrous hübriid väikese formaadi peegelkaamerast Nikon F3 HP ja digitaalsest lisandist DCS Digital Film Back, millel oli rihm, oli ühendatud välise andmesalvestusplokiga Digital Storage Unit (mida tuli kanda õlal) kaabli abil.

Digitaalne fotoaparaat Kodak DCS 100 on „kompaktsuse“ kehastus.

Kodak pakkus kahte mudelit, millest kummalgi oli mitu variatsiooni: värviline DCS DC3 ja mustvalge DCS DM3. Kõikide seeria fotoaparaatide lahendused sisaldasid 1,3 megapikslise eraldusvõimega sensoreid, kuid erinesid puhvermälu suuruse poolest, mis määras maksimaalse lubatud kaadrite arvu seeriapildistamisel. Näiteks 8 MB mudelid suudavad jäädvustada 2,5 kaadrit sekundis seeriates, mille pikkus on 6 kaadrit, samas kui edasijõudnud 32 MB mudelid võimaldasid seeria pikkust 24 kaadrit. Kui see piir ületatakse, väheneb jäädvustamise kiirus 1 kaadrini 2 sekundi jooksul, kuni puhver on täielikult tühjendatud.

Mis DSU-bloki osutusid 3,5-tollise kõvakettaga, mille maht oli 200 MB, mis suutis mahutada 156 «toores» foto kuni 600 kokku surutud fotot, kasutades lisaks riistvaralist JPEG-konverterit (müüdud ja paigaldatud eraldi), ning LCD-ekraaniga piltide vaatamiseks. Nutikas salvestuslahendus võimaldas lisada fotodele lühikesi kirjeldusi, kuid selleks tuli ühendada väline klaviatuur. Koos patareidega kaal oli 3,5 kg, samas kui komplekti kogukaal ulatus 5 kg.

Vaatamata kaheldavale mugavusele ja hinnale vahemikus 20 000 kuni 25 000 dollarit (maksimaalses konfiguratsioonis) müüdi järgmise kolme aasta jooksul umbes 1000 sarnast seadet, mille vastu olid huvi tundnud lisaks ajakirjanikele meditsiiniasutused, politsei ja mitmed tööstusettevõtted. Ühesõnaga, nõudlus selliste toodete järele oli olemas, samas oli terav vajadus ka miniatuursemate andmesalvestuslahenduste järele. Sobiva lahenduse pakkus ettevõte SanDisk, kes tutvustas 1994. aastal CompactFlash standardit.

SanDiski toodetud CompactFlash mälu kaardid ja PCMCIA adapter nende ühendamiseks arvutiga

Uus formaat osutus nii õnnestunuks, et seda kasutatakse edukalt ka tänapäeval, ning 1995. aastal asutatud CompactFlash Associationis on tänaseks rohkem kui 200 liikmesettevõtet, sealhulgas Canon, Eastman Kodak Company, Hewlett-Packard, Hitachi Global Systems Technologies, Lexar Media, Renesas Technology, Socket Communications ja paljud teised.

CompactFlash mälu kaardid said uhkustada mõõtmetega 42 mm x 36 mm ja paksusega 3,3 mm. Salvestusseadmete füüsiline liides oli sisuliselt kärbitud PCMCIA (50 naelu 68 asemel), mistõttu sai sellise kaardi lihtsasti ühendada PCMCIA Type II laienduskaardi pesaga passiivse adapteri abil. Samuti sai CompactFlash passiivsete adapterite abil edastada andmeid IDE (ATA) kaudu erinevate perifeersete seadmetega, samas kui spetsiaalsed aktiivsed adapterid võimaldasid töötada järjestikuste liidestega (USB, FireWire, SATA).

Vaatamata suhteliselt väikese mahutavusele (esimesed CompactFlash-kaardid suutsid mahutada vaid 2 MB andmeid), olid selle tüüpi mälukaardid professionaalses keskkonnas nõutud, tänu kompaktsetele mõõtmetele, ökonoomsusele (üks selline mäluseade kulutas ainult umbes 5% elektrienergiast võrreldes tavaliste 2,5-tolliste HDD-dega, mis võimaldas pikendada kaasaskantava seadme kasutusaega) ja universaalsusele, mis saavutati erinevate liideste toe ning töövõimega 3,3 või 5 voldise toiteallika abil, ja mis kõige tähtsam — muljetavaldavale ülekoormuskindlusele üle 2000 g, mis oli klassikaliste kõvadesseketaste jaoks praktiliselt kätkestamatu tase.

Asi on selles, et tõeliselt põrutuskindlate kõvaketaste valmistamine on nende konstruktsiooni eripärade tõttu tehniliselt võimatu. Kukkumise ajal on ükskõik milline objekt sadade, kui mitte tuhandete g (standardi vabakukkumise kiirus, mis on 9,8 m/s²) all vähem kui 1 millisekundi jooksul, mis klassikaliste HDD-de jaoks toob kaasa mitmeid tõeliselt ebameeldivaid tagajärgi, sealhulgas:

• magnetplaadikestade libisemine ja nihkumine;
• õõnsuse tekkimine laagrites, nende enneaegne kulumine;
• peade põrkumine magnetplaadikeste pinnale.

Kõige ohtlikum olukord salvestusseadme jaoks on just viimane. Kui löögienergia suunatakse pöördelt või veidi horisontaalsele HDD tasapinnale, siis magnetpead esmalt kaldub oma algsest asendist kõrvale ja seejärel langeb järsult plaadi pinnale, puudutades seda servaga, mille tulemusena magnetplaadil tekivad pinnakahjustused. Kahjustusi saadab mitte ainult see koht, kuhu löök tabas (millel võib suur ulatus olla, kui langemise ajal toimusid andmete salvestamine või lugemine), vaid ka alad, kuhu hajusid mikroskoopilised magnetkatte killud: olles magnetiseeritud, ei liigu need tsentrifuugival jõu mõjul perifeeriasse, jäädes magnetplaadi pinnale, takistades normaalset lugemise/salvestamise protsessi ja põhjustades edasist kahjustamist nii plaadile kui kirjutuspinnale. Kui löök on piisavalt tugev, võib see isegi sensori eemaldada ja täielikult seadme rikkuda.

Kuna kõik eespool öeldu, olid uued andmesalvestid fotoreporteritele tõeliselt asendamatud: parem on omada endaga kümmet-kakskümmend lihtsat kaarti, kui vedada endaga taga suurust videomagnetofoni seadeldis, mis praktiliselt 100% tõenäosusega puruneb juba väikesest tugevast löögist. Siiski olid jaemüüjate jaoks mälukaardid endiselt liiga kallid. Just seetõttu domineeris turul „taskukaamera“ Sony koos Mavica MVC-FD „kuupiks“, mis salvestas fotosid tavalistele 3,5-tollistele diskettidele, formaadis DOS FAT12, mis tagas ühilduvuse peaaegu iga toona olnud PC-ga.

Huvitav digitaalkaamera Sony Mavica MVC-FD73

Ja see kestis peaaegu kümnendi lõpuni, kuni sekkus IBM. Kuid sellest räägime juba järgmises materjalis.

Milliste ebatavaliste seadmete kohtamisega olete kokku puutunud? Võib-olla olete pidanud pilti tegema Mavicaga, näinud Iomega ZIP agonit või kasutanud Toshiba T100X? Jagage oma lugusid kommentaarides.

Allikas: habr.com