Co było, to będzie;
i co się działo, to się będzie dziać,
i nie ma nic nowego pod słońcem.
Księga Koheleta, 1:9
Wieczna mądrość, zawarta w epigrafie, ma zastosowanie praktycznie w każdej branży, w tym w tak szybko zmieniającej się jak IT. Okazuje się, że wiele nowinek, o których zaczynamy mówić dopiero teraz, bazuje na wynalazkach stworzonych kilkadziesiąt lat temu, które były z powodzeniem (lub mniej) wykorzystywane w urządzeniach konsumenckich lub w obszarze B2B. Dotyczy to również takiego, wydawałoby się, nowoczesnego kierunku, jak mobilne gadżety i przenośne nośniki informacji, o czym szczegółowo porozmawiamy w dzisiejszym materiale.
Nie trzeba daleko szukać przykładów. Weźmy na przykład telefony komórkowe. Jeśli sądzicie, że pierwszym „inteligentnym” urządzeniem, które całkowicie pozbawione było klawiatury, jest iPhone, który pojawił się dopiero w 2007 roku, to głęboko się mylicie. Pomysł stworzenia prawdziwego smartfona, łączącego w jednej obudowie środek komunikacji z możliwościami PDA, nie należy do Apple, lecz do IBM, a pierwszy taki aparat został zaprezentowany szerokiej publiczności już 23 listopada 1992 roku na wystawie osiągnięć branży telekomunikacyjnej COMDEX, która odbyła się w Las Vegas, a do produkcji seryjnej to cudo techniki trafiło już w 1994 roku.
IBM Simon — pierwszy na świecie smartfon z ekranem dotykowym
Osobisty komunikator IBM Simon był pierwszym telefonem komórkowym, który zasadniczo nie miał klawiatury, a wprowadzanie informacji odbywało się wyłącznie za pomocą ekranu dotykowego. Gadżet łączył w sobie funkcjonalność organizera, umożliwiał wysyłanie i odbieranie faksów, a także pracę z pocztą elektroniczną. W razie potrzeby IBM Simon można było podłączyć do komputera osobistego w celu wymiany danych lub korzystania z niego jako modemu o wydajności 2400 bps. Warto dodać, że wprowadzanie tekstu zrealizowano w dość pomysłowy sposób: właściciel miał do wyboru między miniaturową klawiaturą QWERTY, której, biorąc pod uwagę rozmiar wyświetlacza 4,7 cala i rozdzielczość 160×293 pikseli, nie było zbyt wygodnie używać, oraz inteligentnym asystentem PredictaKey. Ostatni wyświetlał na ekranie jedynie następne 6 znaków, które, według predyktywnego algorytmu, miały być używane z największym prawdopodobieństwem.
Najlepszym epitetem, którym można scharakteryzować IBM Simon, jest „wyprzedzający czas”, co ostatecznie zdefiniowało całkowitą klęskę tego urządzenia na rynku. Z jednej strony, w tamtym czasie nie istniały technologie, które mogłyby uczynić komunikator naprawdę wygodnym: niewielu osobom podobałoby się noszenie ze sobą urządzenia o wymiarach 200×64×38 mm i wadze 623 gramów (a razem z stacją dokującą – ponad 1 kg), którego bateria starczała jedynie na 1 godzinę rozmowy i 12 godzin w trybie czuwania. Z drugiej strony, cena: 899 dolarów z umową z operatorem komórkowym BellSouth, który był oficjalnym partnerem IBM w USA, oraz ponad 1000 dolarów bez niej. Nie zapominajmy także o konieczności (a wręcz potrzebie) zakupu bardziej pojemnej baterii – „zaledwie” za 78 dolarów.
Wizualne porównanie IBM Simon, współczesnych smartfonów i szyszki sosny
Z zewnętrznymi nośnikami informacji też nie jest tak prosto. Z punktu widzenia Hamburga, stworzenie pierwszego takiego urządzenia można ponownie przypisać firmie IBM. 11 października 1962 roku korporacja zapowiedziała rewolucyjny system przechowywania danych IBM 1311. Kluczową cechą nowości było wykorzystanie wymiennych wkładów, z których każdy zawierał sześć 14-calowych magnetycznych talerzy. Choć taki wymienny nośnik ważył 4,5 kilograma, to i tak było to ważne osiągnięcie, ponieważ przynajmniej można było wymieniać kasety w miarę ich zapełnienia i przenosić je pomiędzy instalacjami, z których każda miała rozmiar imponującej komody.
IBM 1311 — przechowalnia danych z wymiennymi dyskami twardymi
Jednak nawet za taką mobilność trzeba było zapłacić wydajnością i pojemnością. Po pierwsze, aby zapobiec uszkodzeniu danych, zewnętrzne strony 1. i 6. talerzy pozbawiono warstwy magnetycznej, pełniąc jednocześnie funkcję ochronną. Ponieważ do zapisu używano teraz tylko 10 powierzchni, całkowita pojemność wymiennego dysku wyniosła 2,6 megabajta, co w tamtych czasach nadal było całkiem dużo: jeden wkład skutecznie zastępował ⅕ standardowej szpuli z taśmą magnetyczną lub 25 tysięcy kart perforowanych, zapewniając przy tym losowy dostęp do danych.
Po drugie, ceną za mobilność była obniżona wydajność: prędkość obrotowa wrzeciona musiała zostać zmniejszona do 1500 obrotów na minutę, a średni czas dostępu do sektora wzrósł do 250 milisekund. Dla porównania, u poprzednika tego urządzenia, IBM 1301, prędkość obrotowa wrzeciona wynosiła 1800 rpm, a czas dostępu do sektora — 180 ms. Niemniej jednak dzięki zastosowaniu wymiennych dysków twardych, IBM 1311 stała się bardzo popularna w środowisku korporacyjnym, ponieważ taka konstrukcja ostatecznie pozwoliła znacznie obniżyć koszty przechowywania jednostki informacji, umożliwiając zmniejszenie liczby zakupowanych instalacji oraz powierzchni potrzebnej do ich umiejscowienia. Dzięki temu urządzenie okazało się jednym z najdłużej żyjących na rynku sprzętu komputerowego i zostało wycofane z produkcji dopiero w 1975 roku.
Następca IBM 1311, oznaczony jako 3340, był wynikiem rozwoju pomysłów, które inżynierowie firmy wprowadzili do konstrukcji poprzedniego modelu. Nowy system przechowywania danych zyskał całkowicie hermetyczne kartridże, co z jednej strony pozwoliło zniwelować wpływ czynników zewnętrznych na płyty magnetyczne, zwiększając ich niezawodność, a z drugiej strony znacząco poprawiło aerodynamikę wewnątrz kaset. Całość dopełniał mikrokontroler odpowiedzialny za przemieszczanie głowic magnetycznych, którego obecność znacznie zwiększyła precyzję ich pozycjonowania.
IBM 3340, zwany Winchesterem
W rezultacie pojemność każdego kartridża wzrosła do 30 megabajtów, a czas dostępu do sektora zmniejszył się dokładnie dziesięciokrotnie – do 25 milisekund. Jednocześnie prędkość przesyłu danych osiągnęła rekordowe jak na te czasy 885 kilobajtów na sekundę. Przy okazji, to właśnie dzięki IBM 3340 do języka potocznego wszedł termin „winchester”. Wynikało to z faktu, że urządzenie było zaprojektowane do jednoczesnej pracy z dwoma wymiennymi nośnikami, przez co zyskało dodatkowy indeks „30-30”. Taki sam indeks nosiła najsłynniejsza na świecie karabin Winchester, z tą tylko różnicą, że w pierwszym przypadku chodziło o dwa dyski o pojemności 30 MB, a w drugim o kaliber pocisku (0,3 cala) i wagę prochu w kapsule (30 grainów, czyli około 1,94 grama).
Floppy Disk – protoform współczesnych zewnętrznych nośników
Choć to właśnie wkłady do IBM 1311 można uznać za praprapradziadków nowoczesnych zewnętrznych dysków twardych, te urządzenia były wciąż dalekie od rynku konsumenckiego. Aby jednak kontynuować drzewo genealogiczne mobilnych nośników informacji, najpierw musimy określić kryteria selekcji. Oczywiście, na boczny tor odstają karty dziurkowane, jako że są one technologią z epoki "przed-dyskowej". Również mało prawdopodobne jest, aby uwzględniać nośniki oparte na taśmach magnetycznych: chociaż formalnie szpulka posiada cechę mobilności, jej wydajność nie ma się nijak do pierwszych modeli dysków twardych, z prostej przyczyny – taśma magnetyczna zapewnia jedynie sekwencyjny dostęp do zapisanych danych. Tak więc, najbliżej do dysków twardych pod względem właściwości konsumenckich znajdują się dyskietki. I rzeczywiście: dyskietki są wystarczająco kompaktowe, a jednocześnie, podobnie jak dyski twarde, wytrzymują wielokrotne zapisy i mogą pracować w trybie losowego odczytu. Z nich właśnie zaczniemy.
Jeśli oczekujesz ponownie zobaczyć trzy ukochane litery, to… masz absolutnie rację. To właśnie w laboratoriach IBM zespół badawczy Alana Shugarta szukał godnego zastępstwa dla taśm magnetycznych, które świetnie nadawały się do archiwizacji danych, ale przegrywały z dyskami twardymi w codziennych zadaniach. Odpowiednie rozwiązanie zaproponował dołączający do zespołu starszy inżynier David Noble, który w 1967 roku zaprojektował wymienny dysk magnetyczny z ochronną obudową, którego obsługa odbywała się za pomocą specjalnego napędu. Cztery lata później IBM zaprezentowało pierwszą na świecie dyskietkę o pojemności 80 kilobajtów i średnicy 8 cali, a już w 1972 roku na świat przyszła druga generacja dyskietek, których pojemność wyniosła już 128 kilobajtów.
Dyskietka IBM 8-calowa o pojemności 128 kilobajtów
Na fali sukcesu dyskietek w 1973 roku Alan Shugart postanowił opuścić firmę i założyć własne przedsiębiorstwo o nazwie Shugart Associates. Nowa firma zajęła się dalszym udoskonalaniem napędów na dyskietkach: w 1976 roku wprowadziła na rynek kompaktowe dyskietki o rozmiarze 5,25 cala oraz innowacyjne napędy z nowym kontrolerem i interfejsem. Cena Shugart SA-400 mini-floppy na początku sprzedaży wyniosła 390 dolarów amerykańskich za sam napęd i 45 dolarów za zestaw dziesięciu dyskietek. W całej historii firmy to właśnie SA-400 stał się jej najbardziej udanym produktem: tempo wysyłki nowych urządzeń osiągało 4000 sztuk dziennie, a 5,25-calowe dyskietki stopniowo wypierały z rynku masywne ośmiodiamentowe odpowiedniki.
Jednakże firma Alana Shugarta również nie mogła długo dominować na rynku: już w 1981 roku pałeczkę przejęła Sony, przedstawiając jeszcze mniejszą dyskietkę o średnicy zaledwie 90 mm, czyli 3,5 cala. Pierwszym komputerem osobistym wykorzystującym wbudowany napęd nowego formatu był HP-150, wydany przez Hewlett-Packard w 1984 roku.
Pierwszy komputer osobisty z 3,5-calowym napędem Hewlett-Packard HP-150
Dyskietka od Sony okazała się na tyle udana, że szybko wypierała wszystkie alternatywne rozwiązania dostępne na rynku, a sam form-factor przetrwał prawie 30 lat: masowa produkcja 3,5-calowych dyskietek zakończyła się dopiero w 2010 roku. Popularność nowego produktu wynikała z kilku czynników:
- sztywną plastikową obudowę i przesuwaną metalową osłonę, które zapewniały solidną ochronę samego dysku;
- dzięki obecności metalowego trzpienia z otworem do prawidłowego pozycjonowania, zniknęła konieczność perforowania samego dysku magnetycznego, co również korzystnie wpłynęło na jego trwałość;
- za pomocą przesuwanego przełącznika zrealizowano ochronę przed zapisem (wcześniej, aby zablokować możliwość ponownego zapisu, należało zaklejać kontrolne wycięcie taśmą).
Ponadczasowa klasyka — 3,5-calowa dyskietka Sony
Obok kompaktowości, dyskietki 3,5-calowe charakteryzowały się znacznie większą pojemnością w porównaniu do swoich poprzedników. Najbardziej zaawansowane dyskietki 5,25-calowe o wysokiej gęstości, które pojawiły się w 1984 roku, mieściły 1200 kilobajtów danych. Chociaż pierwsze wzory dyskietek 3,5-calowych miały pojemność 720 KB i były pod tym względem identyczne z 5-calowymi dyskietkami o czterokrotnej gęstości, to już w 1987 roku pojawiły się dyskietki o wysokiej gęstości na 1,44 MB, a w 1991 roku — o rozszerzonej gęstości, mieszczące już 2,88 MB danych.
Niektóre firmy podjęły próbę stworzenia jeszcze bardziej miniaturowych dyskietek (na przykład Amstrad opracował dyskietki o średnicy 3 cali, które były używane w ZX Spectrum +3, a Canon produkował 2-calowe specjalizowane dyskietki do nagrywania i przechowywania wideo złożonego), jednak się nie przyjęły. Na rynku zaczęły się za to pojawiać zewnętrzne urządzenia, które ideologicznie były już znacznie bliżej współczesnych zewnętrznych nośników.
Skrzynka Bernoulliego od Iomegi i złowieszcze "kliknięcia śmierci"
Nie da się ukryć, że pojemności dyskietek były zbyt małe, aby przechować wystarczająco duże zbiory informacji: według dzisiejszych standardów można je porównać do podstawowych pamięci flash. Ale co można w takim razie nazwać odpowiednikiem zewnętrznego dysku twardego lub pamięci SSD? Najlepiej do tej roli pasuje produkt firmy Iomega.
Ich pierwszym urządzeniem, zaprezentowanym w 1982 roku, była tak zwana skrzynka Bernoulliego (Bernoulli Box). Mimo dużej jak na tamte czasy pojemności (pierwsze nośniki miały pojemność 5, 10 i 20 MB), oryginalne urządzenie nie zyskało popularności z powodu, nie przesadzając, gigantycznych rozmiarów: "dyskietki" od Iomegi miały wymiary 21 na 27,5 cm, co odpowiadało kartce papieru formatu A4.
Tak wyglądały oryginalne kartridże do skrzynki Bernoulliego.
Urządzenia firmy zyskały popularność zaczynając od Bernoulli Box II. Wymiary nośników udało się znacznie zmniejszyć: miały już długość 14 cm i szerokość 13,6 cm (co odpowiada standardowym dyskietkom 5,25 cala, nie licząc grubości 0,9 cm), a przy tym wyróżniały się znacznie większą pojemnością: od 20 MB w modelach podstawowych do 230 MB w dyskach, które trafiły na rynek w 1993 roku. Takie urządzenia były dostępne w dwóch formatach: w postaci wewnętrznych modułów do PC (dzięki zmniejszonym wymiarom mogły być montowane w miejsce czytników dyskietek 5,25 cala) oraz zewnętrznych systemów pamięci, podłączanych do komputera przez interfejs SCSI.
Bernoulli Box drugiej generacji
Bezpośrednimi następcami Bernoulli Box były Iomega ZIP, zaprezentowane przez firmę w 1994 roku. Ich popularyzacji w znacznym stopniu sprzyjało partnerstwo z Dell i Apple, które zaczęły instalować napędy ZIP w swoich komputerach. Pierwszy model, ZIP-100, wykorzystywał nośniki o pojemności 100 663 296 bajtów (około 96 MB), mógł pochwalić się prędkością transferu danych rzędu 1 MB/s oraz czasem dostępu losowego nieprzekraczającym 28 milisekund, przy czym zewnętrzne napędy mogły być podłączane do PC przez interfejs LPT lub SCSI. Nieco później pojawiły się ZIP-250 o pojemności 250 640 384 bajtów (239 MB), a pod koniec serii - ZIP-750, które miały wsteczna zgodność z nośnikami ZIP-250 i obsługiwały pracę z ZIP-100 w trybie legacy (z przestarzałych nośników można było tylko odczytywać informację). Przy okazji zewnętrzne flagowce zdążyły nawet uzyskać wsparcie dla USB 2.0 i FireWire.
Zewnętrzny napęd Iomega ZIP-100
Z pojawieniem się CD-R/RW, twory Iomega musiały naturalnie odejść w zapomnienie — sprzedaż urządzeń spadła do 2003 roku praktycznie czterokrotnie, a już w 2007 roku całkowicie ustąpiła (choć likwidacja produkcji miała miejsce dopiero w 2010 roku). Możliwe, że wszystko potoczyłoby się inaczej, gdyby ZIP nie miał pewnych problemów z niezawodnością.
Chodzi o to, że imponująca wydajność urządzeń z tamtych lat była możliwa dzięki rekordowej prędkości obrotowej: dysk elastyczny obracał się z prędkością 3000 obrotów na minutę! Zapewne domyśliliście się, dlaczego pierwsze aparaty nosiły nazwę pudełko Bernoulliego: dzięki wysokiej prędkości obrotowej talerza magnetycznego zwiększał się również przepływ powietrza między głowicą zapisu a jej powierzchnią, co powodowało spadek ciśnienia powietrza, a w wyniku tego dysk zbliżał się do czujnika (prawo Bernoulliego w działaniu). Teoretycznie cecha ta powinna uczynić urządzenie bardziej niezawodnym, jednak w praktyce użytkownicy napotkali nieprzyjemne zjawisko, jakim były Kliknięcia Śmierci – „clicks of death”. Każda, nawet najmniejsza, ostra krawędź na talerzu magnetycznym poruszającym się z ogromną prędkością mogła trwale uszkodzić głowicę zapisu, po czym napęd parkował aktuator i ponawiał próbę odczytu, co towarzyszyło charakterystycznymi kliknięciami. Tego typu uszkodzenie było „zaraźliwe”: jeśli użytkownik od razu nie zorientował się i wkładał do uszkodzonego urządzenia inną dyskietkę, ona po kilku próbach odczytu także ulegała zniszczeniu, ponieważ głowica zapisu z naruszoną geometrią sama uszkadzała powierzchnię elastycznego dysku. Jednocześnie dyskietka z ostrymi krawędziami mogła natychmiast „zabić” również inny czytnik. Dlatego ci, którzy pracowali z produktami Iomega, musieli dokładnie sprawdzać sprawność dyskietek, a w późniejszych modelach pojawiły się odpowiednie ostrzeżenia.
Dyski magnetooptyczne: retro HAMR
W końcu, gdy mowa o przenośnych nośnikach informacji, nie sposób nie wspomnieć o takim cudzie techniki, jak dyski magnetooptyczne (MO). Pierwsze urządzenia tej klasy pojawiły się już na początku lat 80. XX wieku, jednak najszersze zastosowanie zyskały dopiero w 1988 roku, gdy firma NeXT zaprezentowała swój pierwszy komputer osobisty o nazwie NeXT Computer, który wyposażony był w napęd magnetooptyczny produkcji Canon i obsługiwał dyski o pojemności 256 MB.
NeXT Computer – pierwszy PC z napędem magnetooptycznym
Samo istnienie dysków magnetooptycznych ponownie potwierdza prawdziwość epigrafu: chociaż technologia zapisu termomagnetycznego (HAMR) stała się przedmiotem dyskusji dopiero w ostatnich latach, to jednak podejście to było z powodzeniem stosowane w MO ponad 30 lat temu! Zasada zapisu na dyskach magnetooptycznych jest podobna do HAMR, z wyjątkiem pewnych niuansów. Same dyski były wytwarzane z ferromagnetyków – stopów zdolnych do utrzymywania nam magnetyzowanej przy temperaturach poniżej punktu Curie (około 150 stopni Celsjusza) w braku wpływu zewnętrznego pola magnetycznego. Podczas zapisu powierzchnia płyty była wcześniej podgrzewana laserem do temperatury punktu Curie, po czym głowica magnetyczna, umieszczona po przeciwnej stronie dysku, zmieniała nam magnetyzację odpowiedniego obszaru.
Kluczowa różnica między tym podejściem a HAMR polegała na tym, że odczyt informacji także odbywał się z pomocą lasera o niskiej mocy: spolaryzowana wiązka laserowa przechodziła przez płytę dysku, odbijała się od podłożą, a następnie, przechodząc przez układ optyczny czytnika, trafiała na czujnik, który rejestrował zmianę płaszczyzny polaryzacji lasera. Tutaj można zaobserwować praktyczne zastosowanie efektu Kerra (kwadratowy efekt elektrooptyczny), który polega na zmianie wskaźnika załamania materiału optycznego proporcjonalnie do kwadratu natężenia pola elektromagnetycznego.
Zasada odczytu i zapisu informacji na dyskach magnetooptycznych
Pierwsze dyski magnetooptyczne nie wspierały wielokrotnego zapisu i oznaczane były akronimem WORM (Write Once, Read Many), jednak później pojawiły się modele obsługujące wielokrotny zapis. Proces ponownego zapisu odbywał się w trzech przejściach: najpierw informacje usuwano z dysku, następnie odbywał się sama zapis, a potem sprawdzano integralność danych. Takie podejście zapewniało gwarantowaną jakość zapisu, co sprawiało, że MO były nawet bardziej niezawodne niż płyty CD i DVD. A w przeciwieństwie do dyskietek, nośniki magnetooptyczne były praktycznie odporne na demagnetyzację: według ocen producentów, czas przechowywania danych na wielokrotnie zapisywanych MO wynosi co najmniej 50 lat.
Już w 1989 roku na rynku pojawiły się dwustronne napędy 5,25 cale o pojemności 650 MB, zapewniające prędkość odczytu do 1 MB/s i czas dostępu od 50 do 100 ms. Na schyłku popularności MO na rynku można było spotkać modele mieszczące do 9,1 GB danych. Jednak największą popularnością cieszyły się kompaktowe dyski o średnicy 90 mm, o pojemności od 128 do 640 MB.
Kompaktowy dysk magnetooptyczny o pojemności 640 MB produkcji Olympus
W 1994 roku jednostkowy koszt 1 MB danych zapisanego na takim nośniku wahał się od 27 do 50 centów w zależności od producenta, co w połączeniu z wysoką wydajnością i niezawodnością czyniło je konkurencyjnym rozwiązaniem. Dodatkową zaletą urządzeń magnetooptycznych w porównaniu do ZIP było wsparcie dla szerokiego zakresu interfejsów, w tym ATAPI, LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a.
Mimo wszystkich zalet, magnetooptyka miała również szereg wad. Na przykład, napędy różnych marek (a MO produkowały wiele dużych firm, w tym Sony, Fujitsu, Hitachi, Maxell, Mitsubishi, Olympus, Nikon, Sanyo i inne) okazywały się ze sobą niekompatybilne z powodu szczególnych właściwości formatowania. Z drugiej strony, wysokie zużycie energii i konieczność stosowania dodatkowego systemu chłodzenia ograniczały użycie takich napędów w laptopach. Wreszcie, trzykrotny cykl znacznie wydłużał czas zapisu, a problem ten udało się rozwiązać dopiero w 1997 roku dzięki pojawieniu się technologii LIMDOW (Light Intensity Modulated Direct Overwrite), która połączyła dwa pierwsze etapy w jeden, dodając magnesy wbudowane w kartridż z dyskiem, które odpowiadały za kasowanie informacji. W efekcie magnetooptyka stopniowo traciła na znaczeniu nawet w zakresie długoterminowego przechowywania danych, ustępując miejsca klasycznym taśmom LTO.
Zawsze czegoś mi brakuje…
To wszystko, co zostało powyżej przedstawione, jasno ilustruje prosty fakt, że niezależnie od tego, jak genialne jest wynalazek, musi być również odpowiednie w czasie. IBM Simon był skazany na porażkę, ponieważ w chwili jego debiutu ludzie nie potrzebowali całkowitej mobilności. Dyski magnetooptyczne stały się przyzwoitą alternatywą dla HDD, jednak pozostały domeną profesjonalistów i entuzjastów, ponieważ w tamtym okresie dla przeciętnego konsumenta znacznie ważniejsze były szybkość, wygoda i, oczywiście, cena, za którą przeciętny klient był gotów poświęcić niezawodność. Zip, pomimo wszystkich swoich zalet, również nie stał się prawdziwym mainstreamem, ponieważ ludzie nie chcieli szczegółowo oglądać każdej dyskietki pod lupą, szukając zadziorów.
Dlatego właśnie naturalna selekcja ostatecznie wyraźnie podzieliła rynek na dwa równoległe kierunki: nośniki danych (CD, DVD, Blu-Ray), pamięci flash (do przechowywania małych ilości danych) oraz zewnętrzne dyski twarde (do dużych objętości). Wśród ostatnich nieformalnym standardem stały się kompaktowe modele 2,5-calowe w indywidualnych obudowach, za co przede wszystkim należy podziękować laptopom. Innym powodem ich popularności jest oszczędność: jeśli klasyczne 3,5-calowe dyski HDD w zewnętrznej obudowie trudno było nazwać „przenośnymi”, ponieważ w każdym przypadku wymagały podłączenia dodatkowego źródła zasilania (co oznacza, że trzeba było nosić ze sobą także adapter), to maksymalnie 2,5-calowe dyski potrzebowały jedynie dodatkowego portu USB, a nowsze i bardziej energooszczędne modele nie potrzebowały nawet tego.
Zresztą, pojawienie się miniaturowych HDD zawdzięczamy PrairieTek — małemu przedsiębiorstwu założonemu przez Terry'ego Johnsona w 1986 roku. Zaledwie trzy lata po otwarciu PrairieTek zaprezentowało pierwszy na świecie 2,5-calowy dysk twardy o pojemności 20 MB, nazwany PT-220. O 30% bardziej kompaktowy w porównaniu do rozwiązań desktopowych, dysk miał wysokość zaledwie 25 mm, stając się optymalnym wyborem do laptopów. Niestety, mimo że byli pionierami rynku miniaturowych HDD, PrairieTek nie udało się zdobyć rynku, popełniając fatalny błąd strategiczny. Po uruchomieniu produkcji PT-220 skupili się na dalszej miniaturyzacji, wydając model PT-120, który przy tej samej pojemności i wydajności miał grubość zaledwie 17 mm.
2,5-calowy twardy dysk drugiej generacji PrairieTek PT-120
Błąd polegał na tym, że podczas gdy inżynierowie PrairieTek walczyli o każdy milimetr, konkurenci tacy jak JVC i Conner Peripherals zwiększali pojemność dysków twardych, co okazało się decydujące w tej nierównej walce. Próbując nadążyć, PrairieTek włączyło się w wyścig zbrojeń, przygotowując model PT-240, mieszczący 42,8 MB danych i charakteryzujący się rekordowo niskim zużyciem energii jak na tamte czasy — zaledwie 1,5 W. Jednak niestety, nawet to nie uratowało firmy od bankructwa, a już w 1991 roku przestała istnieć.
Historia PrairieTek to kolejny wymowny przykład tego, jak osiągnięcia technologiczne, mimo że wydają się istotne, w wyniku braku odpowiedniego momentu mogą pozostać niewykorzystane przez rynek. Na początku lat 90. konsumenci nie byli jeszcze rozpieszczeni ultrabookami i supercienkimi smartfonami, dlatego nie było dużego zapotrzebowania na takie dyski. Wystarczy przypomnieć sobie pierwszy tablet GridPad, wydany przez GRiD Systems Corporation w 1989 roku: „przenośne” urządzenie ważyło ponad 2 kg, a jego grubość wynosiła 3,6 cm!
GridPad — pierwszy na świecie tablet
I taki "maluch" w tamtych czasach był uważany za dość kompaktowy i wygodny: użytkownik końcowy po prostu nie widział nic lepszego. Jednocześnie znacznie bardziej paląca była kwestia przestrzeni dyskowej. Ten sam GridPad, na przykład, w ogóle nie miał dysku twardego: przechowywanie informacji było realizowane na bazie chipów RAM, których ładunek był podtrzymywany przez wbudowane akumulatory. Na tle podobnych urządzeń, później pojawiający się Toshiba T100X (DynaPad) wyglądał na prawdziwy cud, już tylko dzięki temu, że miał na pokładzie pełnowartościowy dysk twardy o pojemności 40 MB. To, że "mobilne" urządzenie miało grubość 4 centymetrów, mało kogo martwiło.
Tablet Toshiba T100X, bardziej znany w Japonii pod nazwą DynaPad
Jednak, jak wiadomo, apetyt rośnie w miarę jedzenia. Z każdym rokiem wymagania użytkowników rosły, a ich zaspokojenie stawało się coraz trudniejsze. Wraz ze wzrostem pojemności i wydajności nośników informacji, coraz więcej osób zaczęło myśleć o tym, że urządzenia mobilne mogłyby być bardziej kompaktowe, a możliwość posiadania przenośnego nośnika, mogącego pomieścić wszystkie potrzebne pliki, byłaby jak najbardziej na miejscu. Innymi słowy, na rynku pojawiło się zapotrzebowanie na zasadniczo inne urządzenia pod względem użyteczności i ergonomii, które trzeba było zaspokoić, a rywalizacja firm IT trwała z nową siłą.
Tutaj warto ponownie odwołać się do dzisiejszego epigrafu. Era dysków SSD rozpoczęła się na długo przed rokiem 2000: pierwszy prototyp pamięci flash został stworzony przez inżyniera Fujio Masuokę w laboratoriach firmy Toshiba już w 1984 roku, a pierwszy produkt komercyjny na jej podstawie w postaci Digipro FlashDisk pojawił się na rynku już w 1988 roku. Cud techniki pomieścił 16 megabajtów danych, a jego cena wynosiła 5000 dolarów amerykańskich.
Digipro FlashDisk — pierwszy komercyjny dysk SSD
Nowy trend wspierała Digital Equipment Corporation, która na początku lat 90-tych wprowadziła urządzenia 5,25 cala z serii EZ5x z obsługą interfejsów SCSI-1 i SCSI-2. Nie pozostała w tyle również izraelska firma M-Systems, która w 1990 roku zaprezentowała rodzinę dysków twardych pod nazwą Fast Flash Disk (lub FFD), które w większym stopniu przypominały nowoczesne: dyski SSD miały format 3,5 cala i mogły pomieścić od 16 do 896 megabajtów danych. Pierwszy model, nazwany FFD-350, ujrzał światło dzienne w 1995 roku.
M-Systems FFD-350 o pojemności 208 MB — protoplasta nowoczesnych SSD
W przeciwieństwie do tradycyjnych dysków twardych, SSD były znacznie bardziej kompaktowe, miały wyższą wydajność i, co najważniejsze, były odporne na wstrząsy i silne wibracje. Potencjalnie czyniło je praktycznie idealnymi kandydatami do tworzenia mobilnych nośników, gdyby nie jedno „ale”: wysokie ceny za jednostkę przechowywania danych, przez co takie rozwiązania stały się praktycznie nieprzydatne na rynku konsumenckim. Cieszyły się popularnością w środowisku korporacyjnym, wykorzystywano je w lotnictwie przy tworzeniu „czarnych skrzynek”, montowano w superkomputerach ośrodków badawczych, jednak o stworzeniu produktu detalicznego w tamtym czasie nie mogło być mowy: nikt by ich nie kupił, nawet jeśli jakaś korporacja zdecydowałaby się sprzedawać takie nośniki po kosztach.
Jednak zmiany na rynku nie kazały na siebie długo czekać. Rozwojowi konsumenckiego segmentu przenośnych nośników SSD w dużej mierze sprzyjała fotografia cyfrowa, ponieważ to właśnie w tej branży odczuwano ostry niedobór kompaktowych i energooszczędnych nośników danych. Oceńcie sami.
Pierwszy na świecie cyfrowy aparat był dostępny (ponownie przypominając sobie słowa Eklezjasty) jeszcze w grudniu 1975 roku: wynalazł go Steven Sasson, inżynier firmy Eastman Kodak Company. Prototyp składał się z kilku dziesięciu płytek drukowanych, bloku optycznego zapożyczonego od Kodak Super 8 i magnetofonu (zdjęcia były nagrywane na zwykłe kasety audio). Jako źródło zasilania dla kamery używano 16 akumulatorów niklowo-kadmowych, a wszystko to ważyło 3,6 kg.
Pierwszy prototyp cyfrowego aparatu stworzonego przez Eastman Kodak Company
Rozdzielczość matrycy CMOS tego „malucha” wynosiła zaledwie 0,01 megapiksela, co pozwalało uzyskiwać zdjęcia o rozmiarze 125×80 pikseli, przy czym na stworzenie każdego zdjęcia potrzeba było 23 sekund. Biorąc pod uwagę tak „imponujące” parametry, podobny aparat przegrywał we wszystkich kategoriach z tradycyjnymi, analogowymi lustrzankami, co oznaczało, że pomysł na stworzenie komercyjnego produktu na jego podstawie był całkowicie niemożliwy. Jednak w dalszym ciągu wynalazek ten został uznany za jeden z najważniejszych kamieni milowych w historii rozwoju fotografii, a sam Steve został oficjalnie włączony do Złotej Księgi Elektroniki Użytkowej (Consumer Electronics Hall of Fame).
Po 6 latach inicjatywę Kodak przejęła Sony, ogłaszając 25 sierpnia 1981 roku bezfilmowy aparat videoMavica (nazwa jest skrótem od Magnetic Video Camera).
Eksperymentalny model cyfrowego aparatu Sony Mavica
Aparat od japońskiego giganta wyglądał znacznie ciekawiej: prototyp wykorzystywał matrycę CMOS o wymiarach 10 na 12 mm i mógł się pochwalić maksymalną rozdzielczością 570 x 490 pikseli, a zapis odbywał się na kompaktowych dyskietkach 2-calowych Mavipack, które mogły pomieścić od 25 do 50 zdjęć w zależności od trybu nagrywania. Chodzi o to, że tworzone zdjęcie składało się z dwóch pól telewizyjnych, z których każde było zapisywane jako wideo kompozytowe. Istniała możliwość rejestrowania zarówno obu pól jednocześnie, jak i tylko jednego. W ostatnim przypadku rozdzielczość zdjęcia zmniejszała się o połowę, ale za to takie zdjęcie ważyło dwa razy mniej.
Początkowo Sony planowało rozpocząć masową produkcję Mavica w 1983 roku, a cena detaliczna aparatów miała wynosić 650 dolarów. W praktyce pierwsze przemysłowe modele pojawiły się dopiero w 1984 roku, a komercyjna realizacja projektu w postaci Mavica MVC-A7AF i Pro Mavica MVC-2000 ujrzała światło dzienne dopiero w 1986 roku, a aparaty kosztowały niemal dwukrotnie więcej, niż początkowo planowano.
Cyfrowy aparat Sony Pro Mavica MVC-2000
Pomimo astronomicznej ceny i innowacyjności, nie dało się nazwać pierwszych Mavica idealnym rozwiązaniem dla profesjonalnego użytku, chociaż w niektórych sytuacjach takie aparaty okazywały się niemal idealnym wyborem. Na przykład reporterzy kanału CNN używali Sony Pro Mavica MVC-5000 podczas relacjonowania wydarzeń z 4 czerwca na placu Tiananmen. Udoskonalony model miał dwie niezależne matryce CCD, z których jedna tworzyła sygnał wideo w jasności, a druga – w kolorze. Takie podejście pozwoliło na rezygnację z zastosowania kolorowego filtra Bayera i zwiększenie poziomu poziomego rozdzielczości do 500 TVL. Jednak główną zaletą aparatu stało się wsparcie bezpośredniego połączenia z modułem PSC-6, umożliwiającym przesyłanie zdjęć poprzez kanał radiowy bezpośrednio do redakcji. Dzięki temu CNN mogli jako pierwsi opublikować relację z miejsca wydarzeń, a Sony później nawet zdobyła specjalną nagrodę Emmy za wkład w rozwój cyfrowej transmisji zdjęć prasowych.
Sony Pro Mavica MVC-5000 – to właśnie ten aparat sprawił, że Sony zdobyła nagrodę Emmy.
Ale co, jeśli fotograf ma przed sobą dłuższy wyjazd służbowy z dala od cywilizacji? W takim przypadku mógł zabrać ze sobą jeden z wyjątkowych aparatów Kodak DCS 100, który zadebiutował w maju 1991 roku. Monumentalny hybryda małoformatowej lustrzanki Nikon F3 HP z cyfrowym dodatkiem DCS Digital Film Back, wyposażonym w winde, łączył się z zewnętrzną jednostką pamięci Digital Storage Unit (którą trzeba było nosić na pasku) za pomocą kabla.
Cyfrowy aparat Kodak DCS 100 – ucieleśnienie "kompaktowości".
Kodak oferował dwa modele, z których każdy miał kilka wariacji: kolorową DCS DC3 i czarno-białą DCS DM3. Wszystkie aparaty z tej serii były wyposażone w matryce o rozdzielczości 1,3 megapiksela, ale różniły się wielkością bufora, który określał maksymalną liczbę klatek w trybie seryjnym. Na przykład modele z 8 MB pamięci mogły rejestrować z prędkością 2,5 klatki na sekundę w seriach po 6 klatek, natomiast bardziej zaawansowane, 32-megabajtowe, pozwalały na długość serii wynoszącą 24 klatki. W przypadku przekroczenia tego progu prędkość rejestracji spadała do 1 klatki co 2 sekundy, aż bufor został całkowicie opróżniony.
Jeśli chodzi o blok DSU, był on wyposażony w dysk twardy 3,5 cala o pojemności 200 MB, zdolny pomieścić od 156 „surowych” zdjęć do 600 skompresowanych za pomocą zewnętrznego konwertera JPEG (dokupywanego i instalowanego dodatkowo) oraz wyświetlacz LCD do przeglądania zdjęć. Inteligentna pamięć pozwalała nawet na dodawanie krótkich opisów do zdjęć, jednak wymagało to podłączenia zewnętrznej klawiatury. Razem z akumulatorami ważyła 3,5 kg, a całkowita waga zestawu osiągała 5 kg.
Mimo wątpliwej użyteczności i cenie od 20 do 25 tysięcy dolarów (w maksymalnej konfiguracji), przez następne trzy lata sprzedano około 1000 takich urządzeń, którymi, obok dziennikarzy, zainteresowały się placówki medyczne, policja oraz kilka przedsiębiorstw przemysłowych. Innymi słowy, popyt na produkty tego rodzaju istniał, a także była pilna potrzeba bardziej miniaturowych nośników informacji. Odpowiednie rozwiązanie zaproponowała firma SanDisk, która w 1994 roku wprowadziła standard CompactFlash.
Karty pamięci CompactFlash, wyprodukowane przez firmę SanDisk, oraz adapter PCMCIA do ich podłączenia do PC
Nowy format okazał się na tyle udany, że stosuje się go z powodzeniem do dziś, a założona w 1995 roku CompactFlash Association liczy obecnie ponad 200 firm członkowskich, w tym Canon, Eastman Kodak Company, Hewlett-Packard, Hitachi Global Systems Technologies, Lexar Media, Renesas Technology, Socket Communications oraz wiele innych.
Karty pamięci CompactFlash mogły pochwalić się wymiarami 42 mm na 36 mm przy grubości 3,3 mm. Fizyczny interfejs nośników w zasadzie stanowił skróconą wersję PCMCIA (50 styków zamiast 68), dzięki czemu taką kartę można było łatwo podłączyć do gniazda kart rozszerzeń PCMCIA Type II za pomocą pasywnego adaptera. Dzięki ponownie pasywnemu przejściówce CompactFlash mogła wymieniać dane z urządzeniami peryferyjnymi przez IDE (ATA), a specjalne aktywne adaptery pozwalały na pracę z interfejsami szeregowymi (USB, FireWire, SATA).
Pomimo stosunkowo niewielkiej pojemności (pierwsze karty CompactFlash mogły pomieścić tylko 2 MB danych), karty pamięci tego typu były poszukiwane w profesjonalnym środowisku dzięki swojej kompaktowości, ekonomiczności (jeden taki nośnik zużywał około 5% energii w porównaniu do standardowych dysków HDD 2,5”, co pozwalało na wydłużenie czasu działania przenośnego urządzenia) oraz wszechstronności, osiąganej dzięki wsparciu wielu różnych interfejsów oraz możliwości pracy z zasilaniem o napięciu 3,3 lub 5 woltów, a co najważniejsze – imponującej odporności na przeciążenia powyżej 2000 g, co było praktycznie nieosiągalnym poziomem dla klasycznych dysków twardych.
Chodzi o to, że technicznie niemożliwe jest stworzenie naprawdę wstrząsoodpornych dysków twardych z uwagi na ich konstrukcyjne cechy. Podczas upadku każdy obiekt podlega działaniu sił kinetycznych wynoszących setki, a nawet tysiące g (standardowe przyspieszenie swobodnego spadku wynoszące 9,8 m/s²) w ciągu mniej niż 1 milisekundy, co dla klasycznych dysków HDD wiąże się z szeregiem bardzo nieprzyjemnych konsekwencji, wśród których należy wyróżnić:
- ślizganie się i przemieszczenie talerzy magnetycznych;
- pojawienie się luzu w łożyskach, ich przedwczesne zużycie;
- uderzenie głowic o powierzchnię talerzy magnetycznych.
Najbardziej niebezpieczną sytuacją dla dysku twardego jest ta ostatnia. Kiedy energia uderzenia jest skierowana prostopadle lub pod nieznacznym kątem do poziomej płaszczyzny HDD, głowice magnetyczne najpierw odchylają się od swojego pierwotnego położenia, a następnie nagle opadają na powierzchnię talerza, uderzając ją krawędzią, co skutkuje uszkodzeniami powierzchniowymi na płycie magnetycznej. Co więcej, cierpi nie tylko to miejsce, gdzie nastąpiło uderzenie (które, warto dodać, może mieć znaczną rozciągłość, jeśli w momencie upadku trwało zapisywanie lub odczytywanie informacji), ale również obszary, gdzie rozsypały się mikroskopijne fragmenty magnetycznej powłoki: będąc namagnetyzowanymi, nie przesuwają się na skutek siły odśrodkowej w kierunku obwodu, pozostając na powierzchni płyty magnetycznej, uniemożliwiając normalne operacje odczytu/zapisu i przyczyniając się do dalszego uszkodzenia zarówno talerza, jak i głowicy zapisującej. Jeśli jednak uderzenie jest wystarczająco silne, może to nawet prowadzić do odpadnięcia sensora i całkowitego uszkodzenia dysku.
W świetle powyższego, dla fotoreporterów nowe dyski były naprawdę niezastąpione: znacznie lepiej mieć przy sobie tuzin skromnych kart, niż nosić za sobą sprzęt wielkości magnetowidu, który z prawie 100-procentowym prawdopodobieństwem ulegnie awarii przy najmniejszym silnym uderzeniu. Jednak dla detalicznych konsumentów karty pamięci były nadal zbyt drogie. Dlatego na rynku 'kompaktów' dominowała skutecznie Sony z 'kostką' Mavica MVC-FD, zapisującą zdjęcia na standardowych dyskietkach 3,5 cala sformatowanych w DOS FAT12, co zapewniało kompatybilność z niemal każdym komputerem tamtych czasów.
Amatorski cyfrowy aparat Sony Mavica MVC-FD73
I tak trwało to niemal do końca dekady, aż do momentu, gdy w sprawę zaangażowała się IBM. O tym opowiemy już w następnym artykule.
A z jakimi nietypowymi urządzeniami się spotkałeś? Może miałeś okazję fotografować z Mavica, na własne oczy obserwować agonię Iomega ZIP lub korzystać z Toshiby T100X? Podziel się swoimi historiami w komentarzach.
Źródło: habr.com
