Co było, jest tym, co będzie;
a to, co zostało zrobione, jest tym, co zostanie zrobione,
i nie ma nic nowego pod słońcem.
Księga Koheleta 1:9
Wieczna mądrość zawarta w tym epitafie ma zastosowanie w niemal każdej branży, w tym tak szybko zmieniającej się jak IT. Okazuje się bowiem, że wiele know-how, o których dopiero teraz się dyskutuje, opiera się na wynalazkach dokonanych kilkadziesiąt lat temu, a nawet z powodzeniem (lub nie tak skutecznie) wykorzystywanych w urządzeniach konsumenckich lub w sferze B2B. Dotyczy to również tak pozornie nowego kierunku jak mobilne gadżety i przenośne nośniki pamięci, które omówimy szczegółowo w dzisiejszym materiale.
Przykładów nie trzeba szukać daleko. Weźmy na przykład telefony komórkowe. Jeśli uważasz, że pierwszym „inteligentnym” urządzeniem całkowicie pozbawionym klawiatury był… iPhone, który pojawił się dopiero w 2007 roku, jesteś w głębokim błędzie. Pomysł stworzenia prawdziwego smartfona, łączącego funkcje komunikacji i PDA w jednym urządzeniu, nie należy do Apple, lecz do IBM. Pierwsze takie urządzenie zostało zaprezentowane publicznie 23 listopada 1992 roku na targach branży telekomunikacyjnej COMDEX w Las Vegas, a ten cud techniki wszedł do masowej produkcji w 1994 roku.
IBM Simon Personal Communicator – pierwszy na świecie smartfon z ekranem dotykowym
Komunikator osobisty IBM Simon był pierwszym telefonem komórkowym, który w ogóle nie miał klawiatury, a informacje wprowadzano wyłącznie za pomocą ekranu dotykowego. Jednocześnie gadżet łączył funkcjonalność organizera, umożliwiał wysyłanie i odbieranie faksów oraz pracę z pocztą elektroniczną. W razie potrzeby IBM Simon można było podłączyć do komputera osobistego w celu wymiany danych lub używać jako modemu o wydajności 2400 bps. Nawiasem mówiąc, wprowadzanie tekstu zostało zrealizowane w dość sprytny sposób: właściciel miał wybór między miniaturową klawiaturą QWERTY, która biorąc pod uwagę rozmiar wyświetlacza 4,7 cala i rozdzielczość 160×293 pikseli nie była szczególnie wygodna w użyciu, a inteligentnym asystentem PredictaKey. Ten ostatni wyświetlał na ekranie tylko 6 kolejnych symboli, które według algorytmu predykcyjnego mogły być użyte z największym prawdopodobieństwem.
Najlepszym epitetem, jaki można użyć do opisania IBM Simon, jest „wyprzedzający swoje czasy”, co ostatecznie przesądziło o całkowitym fiasku tego urządzenia na rynku. Z jednej strony, w tamtym czasie nie było technologii, które mogłyby uczynić komunikator naprawdę wygodnym: mało kto chciałby nosić przy sobie urządzenie o wymiarach 200×64×38 mm i wadze 623 gramów (i ponad 1 kg ze stacją ładującą), którego bateria wystarczała zaledwie na 1 godzinę rozmów i 12 godzin czuwania. Z drugiej strony, cena wydania: 899 USD z umową z operatorem komórkowym BellSouth, który został oficjalnym partnerem IBM w USA, i ponad 1000 USD bez niej. Nie zapominajmy również o możliwości (a raczej konieczności) zakupu pojemniejszej baterii — „tylko” za 78 USD.
Porównanie wizualne IBM Simon, nowoczesnych smartfonów i szyszki sosnowej
Zewnętrzne urządzenia pamięci masowej również nie są takie proste. Według wszystkich relacji, stworzenie pierwszego takiego urządzenia można przypisać IBM. 11 października 1962 r. korporacja ogłosiła rewolucyjny system pamięci masowej IBM 1311. Kluczową cechą nowego produktu było wykorzystanie wymiennych kaset, z których każda zawierała sześć 14-calowych płytek magnetycznych. Chociaż takie wymienne urządzenie pamięci masowej ważyło 4,5 kilograma, było to nadal ważne osiągnięcie, ponieważ przynajmniej można było wymieniać kasety w miarę ich zapełniania i przenosić je między instalacjami, z których każda miała rozmiar imponującej komody.
IBM 1311 - Przechowywanie danych z wymiennymi dyskami twardymi
Ale nawet taka mobilność musiała być okupiona produktywnością i pojemnością. Po pierwsze, aby zapobiec uszkodzeniu danych, zewnętrzne strony 1. i 6. płyty były pozbawione warstwy magnetycznej, a jednocześnie pełniły funkcję ochronną. Ponieważ do zapisu używano teraz tylko 10 płaszczyzn, całkowita pojemność wymiennego dysku wynosiła 2,6 megabajta, co było i tak całkiem sporo w tamtych czasach: jedna kaseta z powodzeniem zastępowała ⅕ standardowej szpuli z filmem magnetycznym lub 25 tysięcy kart perforowanych, zapewniając jednocześnie swobodny dostęp do danych.
Po drugie, ceną zapłaconą za mobilność był spadek produktywności: prędkość wrzeciona musiała zostać zmniejszona do 1500 obr./min, a w rezultacie średni czas dostępu do sektora wzrósł do 250 milisekund. Dla porównania, poprzednik tego urządzenia, IBM 1301, miał prędkość wrzeciona 1800 obr./min i czas dostępu do sektora 180 ms. Niemniej jednak to właśnie dzięki zastosowaniu wymiennych dysków twardych IBM 1311 stał się bardzo popularny w środowisku korporacyjnym, ponieważ ta konstrukcja ostatecznie umożliwiła znaczne obniżenie kosztów przechowywania jednostki informacji, umożliwiając zmniejszenie liczby zakupionych jednostek i powierzchni wymaganej do ich umieszczenia. Dzięki temu urządzenie okazało się jednym z najdłużej żyjących według standardów rynku sprzętu komputerowego i zostało wycofane dopiero w 1975 roku.
Następca IBM 1311, o indeksie 3340, był efektem rozwoju idei włączonych przez inżynierów korporacji do projektu poprzedniego modelu. Nowy system przechowywania danych otrzymał całkowicie uszczelnione kasety, co pozwoliło z jednej strony zneutralizować wpływ czynników środowiskowych na płyty magnetyczne, zwiększając ich niezawodność, a jednocześnie znacznie poprawić aerodynamikę wewnątrz kaset. Obraz uzupełniał mikrokontroler odpowiedzialny za ruch głowic magnetycznych, którego obecność pozwoliła znacznie zwiększyć dokładność ich pozycjonowania.
IBM 3340, nazywany Winchester
W rezultacie pojemność każdego wkładu wzrosła do 30 megabajtów, a czas dostępu do sektora zmniejszył się dokładnie 10-krotnie - do 25 milisekund. Jednocześnie szybkość przesyłania danych osiągnęła rekordowe dla tamtych czasów 885 kilobajtów na sekundę. Nawiasem mówiąc, to dzięki IBM 3340 wprowadzono slang „Winchester”. Faktem jest, że urządzenie zostało zaprojektowane do jednoczesnej pracy z dwoma wymiennymi urządzeniami pamięci masowej, dlatego otrzymało dodatkowy indeks „30-30”. Ten sam indeks miał światowej sławy karabin Winchester, z tą różnicą, że jeśli w pierwszym przypadku chodziło o dwa dyski o pojemności 30 MB, to w drugim - o kaliber pocisku (0,3 cala) i wagę prochu w spłonce (30 granów, czyli około 1,94 grama).
Dyskietka – prototyp nowoczesnych zewnętrznych urządzeń pamięci masowej
Chociaż kasety IBM 1311 można uznać za praprapradziadków współczesnych zewnętrznych dysków twardych, urządzenia te były wciąż nieskończenie daleko od rynku konsumenckiego. Ale aby kontynuować drzewo genealogiczne mobilnych nośników pamięci, musimy najpierw zdefiniować kryteria wyboru. Oczywiście, karty dziurkowane zostaną pominięte, ponieważ są technologią ery „przeddyskowej”. Jest również mało prawdopodobne, abyśmy wzięli pod uwagę napędy oparte na taśmach magnetycznych: chociaż formalnie szpula ma taką właściwość jak mobilność, jej wydajność nie może być porównywana nawet z pierwszymi próbkami dysków twardych z prostego powodu, że taśma magnetyczna zapewnia tylko sekwencyjny dostęp do zapisanych danych. Tak więc najbliższe dyskom twardym pod względem właściwości konsumenckich są dyski „miękkie”. I to prawda: dyskietki są dość kompaktowe i, podobnie jak dyski twarde, mogą wytrzymać wielokrotne przepisywanie i są zdolne do pracy w trybie losowego odczytu. Zacznijmy od nich.
Jeśli spodziewasz się zobaczyć trzy cenione litery jeszcze raz, to... masz absolutną rację. W końcu to w laboratoriach IBM grupa badawcza Alana Shugarta szukała godnego następcy taśm magnetycznych, które świetnie nadawały się do archiwizacji danych, ale były gorsze od dysków twardych w codziennych zadaniach. Odpowiednie rozwiązanie zaproponował starszy inżynier David Noble, który dołączył do zespołu i w 1967 roku zaprojektował wyjmowany dysk magnetyczny z ochronną obudową, który był obsługiwany za pomocą specjalnego napędu dyskowego. Cztery lata później IBM wprowadził pierwszą na świecie dyskietkę o pojemności 4 kilobajtów i średnicy 80 cali, a w 8 roku światło dzienne ujrzała druga generacja dyskietek o pojemności 1972 kilobajtów.
Dyskietka IBM 8 cali, 128 kilobajtów
Płynąc na fali sukcesu dyskietek, Alan Shugart postanowił opuścić korporację w 1973 roku i założyć własną firmę, która otrzymała nazwę Shugart Associates. Nowe przedsiębiorstwo zajmowało się dalszym udoskonalaniem napędów dyskietek: w 1976 roku firma wprowadziła na rynek kompaktowe dyskietki 5,25 cala i oryginalne napędy dyskietek, które otrzymały zaktualizowany kontroler i interfejs. Koszt mini-dyskietki Shugart SA-400 na początku sprzedaży wynosił 390 USD za sam napęd i 45 USD za zestaw dziesięciu dyskietek. Przez całą historię firmy to SA-400 stała się najbardziej udanym produktem: tempo wysyłki nowych urządzeń osiągnęło 4000 sztuk dziennie, a stopniowo dyskietki 5,25 cala wyparły z rynku swoje nieporęczne ośmiocalowe odpowiedniki.
Jednak firma Alana Shugarta nie mogła długo dominować na rynku: w 1981 r. pałeczkę przejęło Sony, wprowadzając jeszcze mniejszą dyskietkę, której średnica wynosiła zaledwie 90 mm, czyli 3,5 cala. Pierwszym komputerem PC, który wykorzystywał wbudowany napęd dysków nowego formatu, był HP-150, wydany przez Hewlett-Packard w 1984 r.
Pierwszy komputer osobisty z napędem dyskietek 3,5 cala, Hewlett-Packard HP-150
Dyskietka Sony okazała się tak udana, że szybko wyparła z rynku wszystkie alternatywne rozwiązania, a sam format przetrwał prawie 30 lat: masowa produkcja dyskietek 3,5-calowych zakończyła się dopiero w 2010 roku. Popularność nowego produktu wynikała z kilku czynników:
- twarda plastikowa obudowa i przesuwana metalowa osłona zapewniały niezawodną ochronę samego dysku;
- dzięki obecności metalowej tulei z otworem do prawidłowego pozycjonowania nie ma już potrzeby wykonywania otworu bezpośrednio w dysku magnetycznym, co również pozytywnie wpływa na jego bezpieczeństwo;
- Do zabezpieczenia przed ponownym zapisem danych stosowano przełącznik suwakowy (wcześniej, aby zablokować możliwość ponownego zapisu, należało zakleić taśmą klejącą wycięcie sterujące na dysku).
Ponadczasowa klasyka - dyskietka Sony 3,5 cala
Oprócz swojej zwartości, dyskietki 3,5-calowe wyróżniały się również znacznie większą pojemnością w porównaniu do swoich poprzedników. Tak więc najbardziej zaawansowane dyskietki 5,25-calowe o wysokiej gęstości, które pojawiły się w 1984 roku, mogły pomieścić 1200 kilobajtów danych. Chociaż pierwsze próbki 3,5-calowe miały pojemność 720 KB i były pod tym względem identyczne z 5-calowymi dyskietkami o poczwórnej gęstości, dyskietki o wysokiej gęstości 1987 MB pojawiły się w 1,44 roku, a dyskietki o rozszerzonej gęstości, które mogły pomieścić 1991 MB danych, pojawiły się w 2,88 roku.
Niektóre firmy próbowały tworzyć jeszcze mniejsze dyskietki (na przykład Amstrad opracował 3-calowe dyskietki, które były używane w ZX Spectrum +3, a Canon wyprodukował 2-calowe specjalistyczne dyskietki do nagrywania i przechowywania kompozytowego wideo), ale nigdy się nie przyjęły. Ale na rynku zaczęły pojawiać się urządzenia zewnętrzne, które ideologicznie były znacznie bliższe nowoczesnym zewnętrznym urządzeniom pamięci masowej.
Skrzynka Bernoulliego firmy Iomega i złowieszcze „kliknięcia śmierci”
Cokolwiek by nie mówić, dyskietki były zbyt małe, aby przechowywać duże ilości informacji: według dzisiejszych standardów można je porównać do dysków flash klasy podstawowej. Ale co w tym przypadku można nazwać analogiem zewnętrznego dysku twardego lub dysku SSD? Najlepiej do tej roli nadają się produkty Iomega.
Pierwszym ich urządzeniem, zaprezentowanym w 1982 r., był tzw. Bernoulli Box. Pomimo dużej pojemności jak na tamte czasy (pierwsze napędy miały pojemność 5, 10 i 20 MB), oryginalne urządzenie nie cieszyło się popularnością ze względu na swoje, bez przesady, gigantyczne rozmiary: „dyski dyskietek” Iomega miały wymiary 21 na 27,5 cm, co odpowiadało kartce papieru A4.
Tak wyglądały oryginalne wkłady do skrzynki Bernoulliego
Urządzenia firmy zyskały popularność począwszy od Bernoulli Box II. Rozmiar napędów został znacznie zmniejszony: miały już 14 cm długości i 13,6 cm szerokości (co jest porównywalne ze standardowymi dyskietkami 5,25 cala, jeśli nie weźmiemy pod uwagę grubości 0,9 cm), różniąc się przy tym znacznie bardziej imponującą pojemnością: od 20 MB dla modeli z linii startowej do 230 MB dla dysków, które trafiły do sprzedaży w 1993 roku. Takie urządzenia były dostępne w dwóch formatach: jako wewnętrzne moduły do komputerów PC (ze względu na zmniejszone rozmiary można je było instalować zamiast czytników dyskietek 5,25 cala) oraz zewnętrzne systemy pamięci masowej podłączane do komputera za pomocą interfejsu SCSI.
Skrzynka Bernoulliego drugiej generacji
Bezpośrednimi następcami skrzynki Bernoulliego były Iomega ZIP, wprowadzone przez firmę w 1994 roku. Ich popularyzacja została w dużej mierze ułatwiona przez partnerstwa z Dell i Apple, które zaczęły instalować napędy ZIP w swoich komputerach. Pierwszy model, ZIP-100, wykorzystywał napędy o pojemności 100 663 296 bajtów (około 96 MB), szczycił się szybkością transferu danych około 1 MB/s i czasem dostępu losowego nie dłuższym niż 28 milisekund, a zewnętrzne napędy można było podłączyć do komputera za pomocą interfejsu LPT lub SCSI. Nieco później pojawił się ZIP-250 o pojemności 250 640 384 bajtów (239 MB), a na końcu serii - ZIP-750, które były wstecznie kompatybilne z napędami ZIP-250 i obsługiwały pracę z ZIP-100 w trybie legacy (można było odczytywać informacje tylko ze starszych napędów). Nawiasem mówiąc, zewnętrzne flagowce doczekały się nawet wsparcia dla USB 2.0 i FireWire.
Dysk zewnętrzny Iomega ZIP-100
Wraz z pojawieniem się CD-R/RW, kreacje Iomegi naturalnie popadły w zapomnienie - sprzedaż urządzeń zaczęła spadać, zmniejszając się prawie czterokrotnie do 2003 r., a już w 2007 r. całkowicie zniknęły (choć likwidacja produkcji nastąpiła dopiero w 2010 r.). Być może wszystko potoczyłoby się inaczej, gdyby ZIP nie miał pewnych problemów z niezawodnością.
Rzecz w tym, że imponującą wydajność urządzeń w tamtych latach zapewniały rekordowe obroty na minutę: dyskietka obracała się z prędkością 3000 obrotów na minutę! Na pewno już zgadłeś, dlaczego pierwsze urządzenia nazywano po prostu pudełkiem Bernoulliego: ze względu na dużą prędkość obrotową płytki magnetycznej przepływ powietrza między głowicą piszącą a jej powierzchnią przyspieszał, ciśnienie powietrza spadało, w wyniku czego dysk zbliżał się do czujnika (prawo Bernoulliego w działaniu). Teoretycznie ta cecha powinna była uczynić urządzenie bardziej niezawodnym, ale w praktyce konsumenci napotkali tak nieprzyjemne zjawisko jak Kliknięcia Śmierci. Każdy, nawet najmniejszy, zadzior na płycie magnetycznej poruszającej się z dużą prędkością mógł nieodwracalnie uszkodzić głowicę piszącą, po czym napęd parkował siłownik i powtarzał próbę odczytu, której towarzyszyły charakterystyczne kliknięcia. Taka awaria była „zaraźliwa”: jeśli użytkownik nie zorientował się od razu i nie włożył kolejnej dyskietki do uszkodzonego urządzenia, to po kilku próbach odczytu również stawała się ona bezużyteczna, ponieważ sama głowica zapisująca z uszkodzoną geometrią uszkadzała powierzchnię dyskietki. Jednocześnie dyskietka z zadziorami mogła „zabić” innego czytnika za jednym zamachem. Dlatego osoby pracujące z produktami Iomega musiały dokładnie sprawdzać przydatność dyskietek, a w późniejszych modelach pojawiały się nawet odpowiednie znaki ostrzegawcze.
Dyski magnetooptyczne: HAMR w stylu retro
Na koniec, jeśli mówimy o przenośnych nośnikach danych, nie sposób nie wspomnieć o takim cudzie techniki, jak dyski magnetooptyczne (MOD). Pierwsze urządzenia tej klasy pojawiły się na początku lat 80. XX wieku, ale stały się najbardziej rozpowszechnione dopiero w 1988 roku, kiedy NeXT wprowadził na rynek swój pierwszy komputer PC o nazwie NeXT Computer, który był wyposażony w napęd magnetooptyczny firmy Canon i obsługiwał pracę z dyskami o pojemności 256 MB.
NeXT Computer był pierwszym komputerem wyposażonym w napęd magnetooptyczny
Samo istnienie dysków magnetooptycznych po raz kolejny potwierdza prawdziwość epigrafu: chociaż technologia zapisu termomagnetycznego (HAMR) jest aktywnie omawiana dopiero w ostatnich latach, to podejście to zostało z powodzeniem zastosowane w Ministerstwie Obrony ponad 30 lat temu! Zasada zapisu na dyskach magnetooptycznych jest podobna do HAMR, z wyjątkiem kilku niuansów. Same dyski zostały wykonane z ferromagnetyków - stopów zdolnych do utrzymania namagnesowania w temperaturach poniżej punktu Curie (około 150 stopni Celsjusza) przy braku zewnętrznego pola magnetycznego. Podczas zapisu powierzchnia płytki była podgrzewana laserem do temperatury punktu Curie, po czym głowica magnetyczna, umieszczona z tyłu dysku, zmieniała namagnesowanie odpowiedniego odcinka.
Kluczową różnicą między tym podejściem a HAMR było to, że informacje odczytywano również za pomocą lasera o małej mocy: spolaryzowana wiązka laserowa przechodziła przez płytkę dysku, odbijała się od podłoża, a następnie, po przejściu przez układ optyczny czytnika, trafiała na czujnik, który rejestrował zmianę płaszczyzny polaryzacji lasera. Tutaj można zaobserwować praktyczne zastosowanie efektu Kerra (kwadratowego efektu elektrooptycznego), którego istotą jest zmiana współczynnika załamania światła materiału optycznego proporcjonalna do kwadratu natężenia pola elektromagnetycznego.
Zasada odczytu i zapisu informacji na dyskach magnetooptycznych
Pierwsze dyski magnetooptyczne nie obsługiwały ponownego zapisu i były oznaczane skrótem WORM (Write Once, Read Many), ale później pojawiły się modele obsługujące wielokrotny zapis. Ponowny zapis odbywał się w trzech przejściach: najpierw informacje były kasowane z dysku, następnie przeprowadzano sam zapis, po czym sprawdzano integralność danych. Takie podejście zapewniało gwarantowaną jakość zapisu, co czyniło MO jeszcze bardziej niezawodnymi niż dyski CD i DVD. I w przeciwieństwie do dyskietek, nośniki magnetooptyczne praktycznie nie podlegały rozmagnesowaniu: według producentów czas przechowywania danych na MO z możliwością ponownego zapisu wynosi co najmniej 50 lat.
Już w 1989 roku na rynku pojawiły się dwustronne dyski 5,25 cala o pojemności 650 MB, zapewniające prędkość odczytu do 1 MB/s i czas dostępu losowego od 50 do 100 ms. Pod koniec popularności MO na rynku można było znaleźć modele, które mogły pomieścić do 9,1 GB danych. Najbardziej rozpowszechnione były jednak kompaktowe dyski 90 mm o pojemności od 128 do 640 MB.
Kompaktowy dysk magneto-optyczny o pojemności 640 MB firmy Olympus
Do 1994 r. konkretny koszt 1 MB danych przechowywanych na takim dysku wahał się od 27 do 50 centów w zależności od producenta, co wraz z wysoką wydajnością i niezawodnością czyniło je dość konkurencyjnym rozwiązaniem. Dodatkową zaletą urządzeń magnetooptycznych w porównaniu z tym samym ZIP-em była obsługa szerokiej gamy interfejsów, w tym ATAPI, LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a.
Mimo wszystkich zalet, magnetooptyka miała również szereg wad. Na przykład napędy różnych marek (a MO było produkowane przez wiele dużych firm, w tym Sony, Fujitsu, Hitachi, Maxell, Mitsubishi, Olympus, Nikon, Sanyo i inne) były ze sobą niekompatybilne ze względu na funkcje formatowania. Z kolei wysokie zużycie energii i konieczność dodatkowego układu chłodzenia ograniczały stosowanie takich napędów w laptopach. Wreszcie, potrójny cykl znacznie wydłużył czas nagrywania, a problem ten został rozwiązany dopiero w 1997 roku wraz z pojawieniem się technologii LIMDOW (Light Intensity Modulated Direct Overwrite), która połączyła dwa pierwsze etapy w jeden, dodając magnesy wbudowane w kasetę z dyskiem, co kasowało informacje. W rezultacie magnetooptyka stopniowo traciła na znaczeniu nawet w dziedzinie długoterminowego przechowywania danych, ustępując miejsca klasycznym streamerom LTO.
I zawsze mi czegoś brakuje...
Wszystko powyższe wyraźnie ilustruje prosty fakt, że bez względu na to, jak genialny jest wynalazek, musi on między innymi być na czasie. IBM Simon był skazany na porażkę, ponieważ w momencie jego pojawienia się ludzie nie potrzebowali absolutnej mobilności. Dyski magnetooptyczne stały się dobrą alternatywą dla HDD, ale pozostały udziałem profesjonalistów i entuzjastów, ponieważ w tamtym czasie masowy konsument był znacznie bardziej zainteresowany szybkością, wygodą i oczywiście taniością, dla których przeciętny nabywca był gotów poświęcić niezawodność. Ten sam ZIP, ze wszystkimi swoimi zaletami, nie mógł stać się prawdziwym mainstreamem, ponieważ ludzie nie chcieli szczególnie badać każdej dyskietki pod lupą, szukając zadziorów.
Dlatego dobór naturalny ostatecznie wyraźnie podzielił rynek na dwa równoległe kierunki: wymienne nośniki danych (CD, DVD, Blu-Ray), dyski flash (do przechowywania niewielkich ilości danych) i dyski twarde zewnętrzne (do dużych ilości). Wśród tych ostatnich niepisanym standardem stały się kompaktowe modele 2,5-calowe w indywidualnych obudowach, których wygląd zawdzięczamy przede wszystkim laptopom. Innym powodem ich popularności jest ich ekonomia: jeśli klasyczne 3,5-calowe dyski twarde w zewnętrznej obudowie trudno było nazwać „przenośnymi”, a wymagały dodatkowego źródła zasilania (co oznaczało, że trzeba było też nosić ze sobą adapter), to maksymalnie dyski 2,5-calowe mogły potrzebować dodatkowego portu USB, a późniejsze i bardziej energooszczędne modele nawet tego nie potrzebowały.
Nawiasem mówiąc, pojawienie się miniaturowych dysków twardych zawdzięczamy PrairieTek, małej firmie założonej przez Terry'ego Johnsona w 1986 roku. Zaledwie trzy lata po otwarciu PrairieTek wprowadziła na rynek pierwszy na świecie 2,5-calowy dysk twardy o pojemności 20 MB, zwany PT-220. Dysk był o 30% bardziej kompaktowy niż rozwiązania stacjonarne, miał tylko 25 mm wysokości, co czyniło go najlepszą opcją do stosowania w laptopach. Niestety, nawet jako pionierzy na rynku miniaturowych dysków twardych, PrairieTek nie zdołał podbić rynku, popełniając fatalny błąd strategiczny. Po uruchomieniu produkcji PT-220, skupili swoje wysiłki na dalszej miniaturyzacji, wkrótce wypuszczając model PT-120, który przy tej samej pojemności i charakterystyce prędkości miał tylko 17 mm grubości.
PrairieTek PT-2,5 120-calowy dysk twardy drugiej generacji
Błąd w obliczeniach polegał na tym, że podczas gdy inżynierowie PrairieTek walczyli o każdy milimetr, konkurenci JVC i Conner Peripherals zwiększali pojemność swoich dysków twardych, co okazało się decydujące w tak nierównej konfrontacji. Próbując dogonić odjeżdżający pociąg, PrairieTek dołączył do wyścigu zbrojeń, przygotowując model PT-240, który mieścił 42,8 MB danych i miał rekordowo niski pobór mocy jak na tamte czasy - zaledwie 1,5 W. Ale niestety, nawet to nie uchroniło firmy przed bankructwem i w rezultacie w 1991 roku przestała istnieć.
Historia PrairieTek to kolejny jasny przykład tego, jak osiągnięcia techniczne, bez względu na to, jak znaczące mogą się wydawać, mogą po prostu pozostać nieodebrane przez rynek z powodu ich nieaktualności. Na początku lat 90. konsumenci nie byli jeszcze rozpieszczani ultrabookami i ultracienkimi smartfonami, więc nie było pilnej potrzeby takich napędów. Wystarczy przypomnieć pierwszy tablet GridPad, wydany przez GRiD Systems Corporation w 1989 roku: „przenośne” urządzenie ważyło ponad 2 kg, a jego grubość sięgała 3,6 cm!
GridPad – pierwszy tablet na świecie
A takie „dziecko” w tamtym czasie uważano za całkiem kompaktowe i wygodne: użytkownik końcowy po prostu nie widział niczego lepszego. Jednocześnie kwestia miejsca na dysku była znacznie bardziej dotkliwa. Ten sam GridPad, na przykład, w ogóle nie miał dysku twardego: przechowywanie informacji zostało zrealizowane na podstawie układów RAM, których ładowanie było utrzymywane przez wbudowane baterie. Na tle podobnych urządzeń późniejsza Toshiba T100X (DynaPad) wyglądała jak prawdziwy cud już z tego powodu, że miała na pokładzie pełnoprawny dysk twardy o pojemności 40 MB. Fakt, że „mobilne” urządzenie miało 4 centymetry grubości, nie przeszkadzał wielu osobom.
Tablet Toshiba T100X, lepiej znany w Japonii jako DynaPad
Ale, jak wiemy, apetyt przychodzi wraz z jedzeniem. Z roku na rok wymagania użytkowników rosły i coraz trudniej było je zaspokoić. Wraz ze wzrostem pojemności i szybkości nośników pamięci coraz więcej osób zaczęło myśleć, że urządzenia mobilne mogą być bardziej kompaktowe, a możliwość posiadania przenośnego urządzenia pamięci masowej zdolnego pomieścić wszystkie niezbędne pliki byłaby przydatna. Innymi słowy, na rynku pojawił się popyt na urządzenia, które zasadniczo różniły się pod względem wygody i ergonomii, co należało zaspokoić, a konfrontacja między firmami IT trwała z nową energią.
Tutaj warto ponownie sięgnąć do dzisiejszego epigrafu. Era dysków półprzewodnikowych rozpoczęła się na długo przed rokiem 1984: pierwszy prototyp pamięci flash został stworzony przez inżyniera Fujio Masuokę w głębi korporacji Toshiba już w 1988 roku, a pierwszy komercyjny produkt na nim oparty, Digipro FlashDisk, pojawił się na rynku w 16 roku. Ten cud techniki zawierał 5000 megabajtów danych, a jego cena wynosiła XNUMX dolarów amerykańskich.
Digipro FlashDisk - Pierwszy komercyjny dysk SSD
Nowy trend wspierała firma Digital Equipment Corporation, która na początku lat 90. zaprezentowała 5,25-calowe urządzenia z serii EZ5x ze wsparciem interfejsów SCSI-1 i SCSI-2. Izraelska firma M-Systems nie pozostała bezczynna, ogłaszając w 1990 r. rodzinę dysków półprzewodnikowych o nazwie Fast Flash Disk (lub FFD), które mniej więcej przypominały współczesne: dyski SSD miały format 3,5 cala i mogły pomieścić od 16 do 896 megabajtów danych. Pierwszy model, o nazwie FFD-350, został wydany w 1995 r.
M-Systems FFD-350 208 MB – prototyp nowoczesnego dysku SSD
W przeciwieństwie do tradycyjnych dysków twardych, dyski SSD były znacznie bardziej kompaktowe, miały wyższą wydajność i, co najważniejsze, były odporne na wstrząsy i silne wibracje. Potencjalnie czyniło to z nich niemal idealnych kandydatów do tworzenia mobilnych urządzeń pamięci masowej, gdyby nie jedno „ale”: wysokie ceny za jednostkę pamięci masowej, przez co takie rozwiązania okazały się praktycznie nieodpowiednie dla rynku konsumenckiego. Były popularne w środowisku korporacyjnym, były wykorzystywane w lotnictwie do tworzenia „czarnych skrzynek”, instalowano je w superkomputerach ośrodków badawczych, ale stworzenie produktu detalicznego w tamtym czasie nie wchodziło w grę: nikt by ich nie kupił, nawet gdyby jakaś korporacja zdecydowała się sprzedawać takie dyski po kosztach.
Ale zmiany na rynku nie trwały długo. Rozwój konsumenckiego segmentu wymiennych dysków SSD był w dużej mierze ułatwiony przez fotografię cyfrową, ponieważ to właśnie w tej branży występował dotkliwy niedobór kompaktowych i energooszczędnych nośników pamięci. Oceń sam.
Pierwszy na świecie aparat cyfrowy pojawił się (ponownie przypominamy słowa Księgi Koheleta) w grudniu 1975 r.: wynalazł go Steven Sasson, inżynier z Eastman Kodak Company. Prototyp składał się z kilkudziesięciu płytek drukowanych, bloku optycznego zapożyczonego z Kodak Super 8 i magnetofonu (zdjęcia nagrywano na zwykłych kasetach audio). Aparat był zasilany 16 bateriami niklowo-kadmowymi, a całość ważyła 3,6 kg.
Pierwszy prototyp aparatu cyfrowego stworzony przez Eastman Kodak Company
Rozdzielczość matrycy CCD takiego „malucha” wynosiła zaledwie 0,01 megapiksela, co pozwalało na klatki 125x80 pikseli, a wykonanie każdego zdjęcia zajmowało 23 sekundy. Biorąc pod uwagę tak „imponujące” cechy, taka jednostka była gorsza od tradycyjnych lustrzanek na film pod każdym względem, co oznaczało, że stworzenie komercyjnego produktu na jej podstawie nie wchodziło w grę, chociaż wynalazek ten został później uznany za jeden z najważniejszych kamieni milowych w historii fotografii, a sam Steve został oficjalnie wpisany do Galerii Sław Elektroniki Użytkowej.
Sześć lat później inicjatywę przejęło Sony, ogłaszając 6 sierpnia 25 r. wypuszczenie na rynek bezfilmowej kamery wideo Mavica (nazwa to skrót od Magnetic Video Camera).
Prototyp aparatu cyfrowego Sony Mavica
Znacznie ciekawiej prezentował się aparat japońskiego giganta: prototyp wykorzystywał matrycę CCD 10 x 12 mm i mógł pochwalić się maksymalną rozdzielczością 570 x 490 pikseli, a zapis odbywał się na kompaktowych 2-calowych dyskach Mavipack, które mogły pomieścić od 25 do 50 klatek w zależności od trybu fotografowania. Rzecz w tym, że utworzona klatka składała się z dwóch pól telewizyjnych, z których każde było rejestrowane jako wideo kompozytowe, a możliwe było rejestrowanie obu pól jednocześnie lub tylko jednego. W tym drugim przypadku rozdzielczość klatek spadała 2-krotnie, ale taka fotografia ważyła o połowę mniej.
Początkowo Sony planowało rozpocząć seryjną produkcję Mavica w 1983 roku, a cena detaliczna kamer miała wynosić 650 dolarów. W praktyce pierwsze przemysłowe próbki 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 kamery kosztowały niemal rząd wielkości więcej, niż pierwotnie planowano.
Aparat cyfrowy Sony Pro Mavica MVC-2000
Mimo bajecznej ceny i innowacyjności trudno było nazwać pierwszą Mavicę idealnym rozwiązaniem do użytku profesjonalnego, choć w pewnych sytuacjach takie kamery były niemal idealnym rozwiązaniem. Przykładowo reporterzy CNN wykorzystali Sony Pro Mavica MVC-5000 podczas relacjonowania wydarzeń z 4 czerwca na placu Tian’anmen. Ulepszony model otrzymał dwie niezależne matryce CCD, z których jedna tworzyła sygnał wideo luminancji, a druga — sygnał różnicy kolorów. Takie podejście pozwoliło zrezygnować z użycia filtra kolorów Bayera i zwiększyć rozdzielczość poziomą do 500 TVL. Jednak główną zaletą kamery była obsługa bezpośredniego połączenia z modułem PSC-6, który umożliwia przesyłanie powstałych obrazów kanałem radiowym bezpośrednio do redakcji. To dzięki temu CNN jako pierwsza opublikowała relację z miejsca zdarzenia, a Sony później otrzymało nawet specjalną nagrodę Emmy za wkład w rozwój cyfrowej transmisji zdjęć informacyjnych.
Sony Pro Mavica MVC-5000 — aparat, który zapewnił Sony nagrodę Emmy
Ale co, jeśli fotograf musiałby wyjechać w długą podróż służbową z dala od cywilizacji? W takim przypadku mógłby zabrać ze sobą jeden z niezwykłych aparatów Kodak DCS 100, wydanych w maju 1991 r. Monstrualny hybryd małoformatowego aparatu Nikon F3 HP SLR z mocowaniem DCS Digital Film Back wyposażonym w nawijacz, był podłączony do zewnętrznej jednostki pamięci cyfrowej (musiał być noszony na pasku na ramię) za pomocą kabla.
Cyfrowy aparat fotograficzny Kodak DCS 100 to kwintesencja „kompaktowości”
Kodak oferował dwa modele, każdy z kilkoma wariantami: kolorowy DCS DC3 i czarno-biały DCS DM3. Wszystkie aparaty z tej linii były wyposażone w matryce 1,3-megapikselowe, ale różniły się rozmiarem bufora, który określał maksymalną liczbę klatek dozwolonych podczas ciągłego fotografowania. Na przykład modyfikacje z 8 MB na pokładzie mogły fotografować z prędkością 2,5 klatki na sekundę w serii po 6 klatek, a bardziej zaawansowane, 32-megabajtowe, pozwalały na długość serii 24 klatek. Jeśli ten próg został przekroczony, prędkość fotografowania spadała do 1 klatki na 2 sekundy, aż do całkowitego wyczyszczenia bufora.
Jeśli chodzi o jednostkę DSU, została ona wyposażona w 3,5-calowy dysk twardy o pojemności 200 MB, który mógł pomieścić od 156 surowych zdjęć do 600 skompresowanych za pomocą sprzętowego konwertera JPEG (zakupionego i zainstalowanego osobno) oraz wyświetlacz LCD do przeglądania zdjęć. Inteligentna pamięć masowa pozwalała nawet dodawać krótkie opisy do zdjęć, ale w tym celu należało podłączyć zewnętrzną klawiaturę. Razem z bateriami ważył 3,5 kg, podczas gdy całkowita waga zestawu osiągnęła 5 kg.
Mimo wątpliwej wygody i ceny 20-25 tysięcy dolarów (w maksymalnej konfiguracji) w ciągu następnych trzech lat sprzedano około 1000 takich urządzeń, co oprócz dziennikarzy przyciągnęło zainteresowanie instytucji medycznych, policji i szeregu przedsiębiorstw przemysłowych. Krótko mówiąc, istniał popyt na takie produkty, a także pilna potrzeba większej liczby miniaturowych nośników danych. Odpowiednie rozwiązanie zaproponowała firma SanDisk, która w 1994 roku zaprezentowała standard CompactFlash.
Karty pamięci CompactFlash firmy SanDisk i adapter PCMCIA umożliwiający podłączenie ich do komputera
Nowy format okazał się tak udany, że jest z powodzeniem stosowany do dziś, a stowarzyszenie CompactFlash Association, utworzone w 1995 r., zrzesza obecnie ponad 200 firm, w tym Canon, Eastman Kodak Company, Hewlett-Packard, Hitachi Global Systems Technologies, Lexar Media, Renesas Technology, Socket Communications i wiele innych.
Karty pamięci CompactFlash mogły pochwalić się wymiarami 42 mm na 36 mm przy grubości 3,3 mm. Fizycznym interfejsem napędów był w zasadzie okrojony PCMCIA (50 pinów zamiast 68), dzięki czemu taką kartę można było łatwo podłączyć do gniazda karty rozszerzeń PCMCIA typu II za pomocą pasywnego adaptera. Za pomocą pasywnego adaptera CompactFlash mógł wymieniać dane z urządzeniami peryferyjnymi za pośrednictwem IDE (ATA), a specjalne aktywne adaptery umożliwiały współpracę z interfejsami szeregowymi (USB, FireWire, SATA).
Mimo stosunkowo niewielkiej pojemności (pierwszy CompactFlash mógł pomieścić tylko 2 MB danych), karty pamięci tego typu cieszyły się popytem w środowisku profesjonalnym ze względu na kompaktowość, ekonomiczność (jeden taki dysk zużywał około 5% energii elektrycznej w porównaniu ze zwykłymi 2,5-calowymi dyskami twardymi, co pozwalało wydłużyć czas pracy baterii urządzenia przenośnego) i uniwersalność, którą osiągnięto dzięki zarówno obsłudze wielu różnych interfejsów, jak i możliwości zasilania ze źródła o napięciu 3,3 lub 5 V, a co najważniejsze - imponującej odporności na przeciążenia powyżej 2000 g, co było praktycznie nieosiągalną poprzeczką dla klasycznych dysków twardych.
Chodzi o to, że technicznie niemożliwe jest stworzenie prawdziwie odpornych na wstrząsy dysków twardych ze względu na ich cechy konstrukcyjne. Podczas upadku każdy obiekt jest poddawany kinetycznemu uderzeniu setek, a nawet tysięcy g (standardowe przyspieszenie grawitacyjne równe 9,8 m/s2) w czasie krótszym niż 1 milisekunda, co w przypadku klasycznych dysków twardych wiąże się z szeregiem bardzo nieprzyjemnych konsekwencji, w tym:
- poślizg i przemieszczenie płyt magnetycznych;
- pojawienie się luzów w łożyskach, ich przedwczesne zużycie;
- uderzanie głowami o powierzchnię płyt magnetycznych.
Ostatnia sytuacja jest najniebezpieczniejsza dla napędu. Gdy energia uderzenia jest skierowana prostopadle lub pod niewielkim kątem do płaszczyzny poziomej dysku HDD, głowice magnetyczne najpierw odchylają się od pierwotnej pozycji, a następnie gwałtownie spadają na powierzchnię dysku, dotykając go krawędzią, w wyniku czego płyta magnetyczna zostaje uszkodzona. Co więcej, cierpi nie tylko miejsce, w które uderzyło uderzenie (które, nawiasem mówiąc, może być znacznej długości, jeśli w momencie upadku zapisywano lub odczytywano informacje), ale także obszary, w których rozproszyły się mikroskopijne fragmenty powłoki magnetycznej: będąc namagnesowane, nie przesuwają się pod wpływem siły odśrodkowej na obrzeża, pozostając na powierzchni płyty magnetycznej, uniemożliwiając normalne operacje odczytu/zapisu i przyczyniając się do dalszych uszkodzeń zarówno samego dysku, jak i głowicy zapisującej. Jeśli uderzenie jest wystarczająco silne, może to nawet doprowadzić do oderwania czujnika i całkowitej awarii napędu.
W świetle powyższego, nowe urządzenia pamięci masowej były naprawdę niezastąpione dla fotoreporterów: o wiele lepiej było mieć przy sobie kilkanaście skromnych kart niż nosić na plecach coś wielkości magnetowidu, co niemal w 100% ulegało awarii nawet przy najmniejszym silnym uderzeniu. Jednak karty pamięci były nadal zbyt drogie dla detalicznego konsumenta. Dlatego Sony z powodzeniem zdominowało rynek aparatów typu „point-and-shoot” dzięki swojej „kostce” Mavica MVC-FD, która zapisywała zdjęcia na standardowych 3,5-calowych dyskietkach sformatowanych w systemie DOS FAT12, co zapewniało kompatybilność z niemal każdym komputerem PC tamtych czasów.
Amatorski aparat cyfrowy Sony Mavica MVC-FD73
I tak było niemal do końca dekady, aż do interwencji IBM. O tym jednak porozmawiamy w następnym artykule.
Jakie niezwykłe urządzenia napotkałeś? Może miałeś okazję kręcić na Mavica, być świadkiem agonii Iomega ZIP na własne oczy lub używać Toshiba T100X? Podziel się swoimi historiami w komentarzach.
Źródło: www.habr.com
