Эволюция накопителей: от перфокарт до облачных хранилищ 20.04.2021 (23:01)

Эволюция накопителей

https://webhost1.ru/upload/email/2021/WEBHOST%20disk%20out-01.png

Перфокарта

Перфокарта представляет собой тонкий картон, где информация определялась наличием или отсутствием отверстий в позициях карты.
https://webhost1.ru/upload/email/2021/perfocarta.png

Перфокарта

Впервые начали применяться в ткацких станках Жаккарда в 1808 году, чтобы управлять узорами на тканях. В 1908 году их стали использовать в информатике, а именно в аналитической машине Бэббиджа и в интеллектуальных машинах Корсакова. Наиболее распространенный формат «формат IBM» был введен в 1928 году и включал в себя 12 строк и 80 колонок. Поддерживался как двоичный, так и текстовый режим.

https://webhost1.ru/upload/email/2021/anmachine.png

Аналитическая машина Бэббиджа

https://webhost1.ru/upload/email/2021/intkorsakovmach.png

Интеллектуальная машина Корсакова

В конце XIX века перфокарты начали использовать в США для обработки результатов переписи населения.

Одна такая карта содержала примерно 70 байт данных, но такой объем оказался слишком мал, а скорость записи и чтения низка. К тому же, картонку слишком легко повредить, а даже одно неправильно сделанное маленькое отверстие портит всю карту.

Сейчас, конечно же, перфокарты вытеснили другие носители информации, однако они все еще ипользуются для автоматизированных ткацких устройств, правда в более компактном виде.

Магнитная лента

Магнитная лента представляет собой гибкую ленту с магнитным слоем. Информация на ней хранится впоследствии магнитной записи. Объем накопителя составлял 1 мегабайт.

https://webhost1.ru/upload/email/2021/maglenta.png

Магнитная лента

Магнитную ленту изобрел немецкий химик Фриц Пфлёймер в 1928 году, он сделал напыление магнитным порошком из оксида железа на тонкой бумаге с помощью клея. Первую ленту изготовил немецкий концерн BASF. Позже, в 1951 году, она впервые была использована для записи и хранения компьютерных данных. В 1952 году IBM представила ленту из ацетата целлюлозы вместе с компьютерным магнитофоном IBM 726.

https://webhost1.ru/upload/email/2021/IBM%20726.png

Магнитофон IBM 726

На протяжении всего времени было разработано много вариантов с различными видами пластика. На тот момент производителям требовалось найти надежный базовый материал и покрытие на него. И все это для того, чтобы записывать цифровую информацию посредством положительного либо отрицательного заряда на дорожку.

Данный носитель мог считывать данные со скоростью 7 кбит/с. Первая коммерческая пленка вмещала в себя 1 мегабайт.

В наше время магитная лента до сих пор используются. Теперь уже утверждены картриджи формата LTO (стандарт записи на магнитную ленту). Они используются для бекапов и архивации, преимущественно в дата-центрах. Объем данных достигает 12 терабайт, а срок жизни — до 30 лет. Однако для других целей данный вид накопителя уже не используется.

https://webhost1.ru/upload/email/2021/LTO-car.png

LTO-картридж

На данный момент ученые из химического факультета Токийского университета разработали новый материал для магнитных лент. Теперь они способны хранить сотни терабайт данных. Материал носит название “эпсилон-оксид железа”. Некоторые уверены, что новые магнитные ленты смогут вытеснить SSD и жесткие диски, ведь они имеют более высокие показатели надежности, плотности записи, меньшие энергозатраты и стоимость. Что же, посмотрим, что из этого выйдет через пять-десять лет. Такой срок назвал профессор Окоси.

Первый съемный жесткий диск

Первый жесткий диск был выпущен IBM в 1956 году. HDD RAMAC 305 представлял собой устройство, состоящее из 50 алюминиевых пластин, покрытых ферромагнетиком. Он имел огромные размеры и весил почти целую тонну!

https://webhost1.ru/upload/email/2021/HDD%20RAMAC%20305.png

HDD RAMAC 305

Объем данных носителя составлял уже 5 мегабайт, считывание происходило со скоростью 8,8 байтов/c.

Поскольку элементы системы быстро нагревались и изнашивались, был выпущен IBM 1301 и далее IBM 1311 со сменными кассетами. В 1973 году был выпущен первый в мире винчестер (HDD) IBM 3340. Скорость передачи данных составляла 886 кб/c.

https://webhost1.ru/upload/email/2021/IBM%203340.png

IBM 3340

В 1979 году появился IBM 3370, когда в мире винчестеров случилась революция в виде тонкопленочного магнитного покрытия. А в 1980 году был выпущен IBM 3380 с объемом 2,52 гигабайт и скоростью передачи данных 3 мб/c.

Конечно же, после этого было еще несколько разработок, но самым значительным стал HDD PrairieTek 220 в 1988 году, чей формат в дальнейшем стали использовать в производстве ноутбуков. Запись информации на винчестер напоминает проигрыватель грампластинок - пластины под корпусом насажены на общую ось, головки считывают информацию с обеих сторон каждой пластины, а скорость этих пластин постоянная, и чем она выше, тем плотность записи больше.

https://webhost1.ru/upload/email/2021/HDD%20PrairieTek%20220.png

HDD PrairieTek 220

В 1986 был представлен стандарт IDE (ATA), в котором контроллер привода размещался внутри устройства, а в январе 2003 года была представлена новая спецификация SATA с применением последовательной шины. Второе поколение было выпущено в 2004 году, а третье в 2009 году.

Безусловно, HDD все еще развиваются, несмотря на популярность SSD и облачного хранилища, ведь его преимущество в простоте восстановления данных, большой надежности и сроком эксплуатации при серьезных нагрузках и низкой стоимости.

Дискеты

Первая дискета была представлена IBM в 1971 году. Она представляет собой гибкий пластиковый диск, покрытый ферромагнитным слоем в защитном корпусе из пластика.

https://webhost1.ru/upload/email/2021/disketa.png

Первая в мире дискета

Объем данных составлял до 80 кбайт, а скорость передачи данных 50 кбайт/c. Считывание и запись данных происходила с помощью дисковода.

С помощью дискеты люди передавали друг другу файлы, документы, изображения и даже устанавливали Windows 95. Если объем файлов был слишком большой, то использовали архиваторы.

В 2016 году стало известно, что Министерство обороны США используют на ядерных ракетах компьютеры, поддерживающие только дискеты. Министерством обороны РФ с 2010 по 2016 год было закуплено дискет на 2,3 миллиона рублей. Считается, что дискеты военным нужны для того, чтобы хранить архивы, которые при необходимости можно быстро уничтожить.

Помимо этого, дискеты могут использоваться в здравоохранении, а лидерами в их закупке на 2018 были Пенсионный фонд России, Федеральная налоговая служба, суды и администрации городов и поселков. Связано это с устаревшей техникой и низкой стоимостью дискеты (около 30 рублей),так как наблюдается нехватка бюджета на закупку новой техники и носителей данных. Системный администратор может хранить в своем арсенале дискету для установки SCSI-драйверов (набор стандартов для физического подключения и передачи данных между компьютерами и периферийными устройствами) при инсталляции операционной системы и подключения специфического оборудования.

Дискеты перестали пользоваться особым спросом из-за малого объема для хранения данных, частых поломок, размагничивания и слабой защиты от сбоев.

Оптические диски

Носители данных в виде диска, где чтение ведется с помощью оптического (лазерного) излучения. Основа из поликарбоната, на который нанесен специальный слой, служащий для хранения информации.

Запись на диск производится с помощью углублений (питов) в виде спиральной дорожки, которые выдавливаются на алюминиевом слое (в CD-ROM запись происходит цилиндрически).

Джеймс Рассел занимался вопросом хранения информации на оптическом диске еще в 1965 году и в итоге изобрел общую концепцию оптической цифровой записи и воспроизведения, а в 1969 году был выдан патент на оптический видеодиск Дэвиду Полу Греггу. В 1982 году благодаря совместному проекту Sony и Philip появился на рынке. А в 1985 году свет увидел CD-ROM.

Кстати, для тех, кто путается, чем отличаются CD-ROM, CD-R и CD-RW:
CD-ROM предназначается только для чтения данных.
CD-R позволяет сделать однократную запись данных.
CD-RW позволяет сделать многократную запись данных.

Следующим этапом развития оптических дисков стал DVD, который вмещал в себя уже не 640 мб, а 4,7-17 гб. На смену DVD пришел HD-DVD с объемом в 15 гб на однослойном диске и 30 гб на двухслойном, предназначен для видео разрешения в 720p и 1080p. Ну и, конечно же, это не все, ведь был представлен Blue Ray, с объемом данных 25 гб на однослойном и 50 гб на двухслойном.

Корпорации разделились на 2 лагеря: Sony Pictures Home Entertainment, Twentieth Century Fox и Disney заявили, что будут выпускать фильмы только на Blu-ray. Warner Bros., Universal Pictures, и HBO заявили, что будут выпускать фильмы только на HD DVD. Paramount объявила о выпуске фильмов в обоих форматах.

К недостаткам оптического диска можно отнести слабую защиту от механических повреждений. Сейчас они менее распространены, чем обычно, ведь на смену им пришли внешние жесткие диски, USB флешки, из многих ноутбуков убраны дисководы. Однако они все равно не умирают, в клиниках, например, результаты КТ и МРТ выдают на дисках, от чего у людей, купивших новые ноутбуки, могут возникнуть проблемы.

USB-флешки

Запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флэш-память. Подключается к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB.

История флешки началась с момента, когда Фудзи Масуока запатентовал электронно стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, флеш-память, в 1984 году. Многие компании заявляли, что именно они изобрели устройство, и в разных источниках об этом говорится по разному. Оно было представлено на международной конференции, и Intel, проявив интерес, выпустила в 1998 году флеш-чип на рынок, хотя на той же самой Википедии говорится о том, что патент получила компания China Netac Corporation. В любом случае, благодарим за современные флешки мы именно Фудзи Масуока.

В США флешка продавалась совместно с IBM и имела объем памяти в 8 мб, далее вышли флешки с объемом в 16 мб, 32 мб и более.

https://webhost1.ru/upload/email/2021/flashibm.png

Флешка IBM

С каждым годом устройство эволюционирует и пользуется большой популярностью. Флешки становятся все меньше и вмещают в себя все больше. Интерфейс USB на свет появился в 1995 году благодаря Intel и в дальнейшем притерпел изменения.

Первые спецификации USB 1.0 представлены в 1994-1995 годах. К разработке присоединись Microsoft, Philips, US Robotics. В 1998 году вышла спецификация USB 1.1, в которой были исправлены ошибки первой версии. В 2000 году появился USB 2.0 с режимом High-Speed. В отличие от предыдущих спецификаций здесь было уже не два, а три режима работы:
Low-speed - 10-1500 кбит/c; клавиатуры, мыши, джойстики, геймпады;
Full-speed - 0,5-12 мбит/c; аудио- и видеоустройства;
High-speed - 25-480 мбит/c; видеоустройства; устройства хранения информации.

В 2008 году появился USB 3.0, в котором скорость передачи данных выросла до 5 гбит/c, также изменилась и сила тока, до 4.5 Вт. Важно понимать, что для работы со стандартом USB 3.0 оба устройства и кабель должны быть именно этой версии. Впоследствии появились type-A, type-B, mini type-B, micro type-B, type-C, а в сентябре 2019 года был опубликован USB 4 (USB-C), который позволяет подключение двух дисплеев 4К или одного 5К по одному кабелю.

Облачные хранилища

Конечно, выделять облака в отдельную группу хранилищ будет не совсем правильно, ведь они работают на HDD и SSD. Но все же давайте узнаем историю.

В 2000 году в США изобрели «грид вычисления» — сетевую технологию, которая позволяет пользователям делиться ресурсами. В 2002 году Amazon Web Services выпустила сервисы, которые основаны на облачных технологиях, в том числе вычислительные сервисы и хранение. В 2006 эта компания представила сервис Elastic Compute cloud для аренды компьютеров, на которых можно ставить свои приложения и работать с ними. Когда появился Web 2.0 — Google начал предлагать предприятиям приложения, которые работали через браузер. В 2008 году свет увидел всем известный Dropbox и другие известные «облачные» ресурсы.

Прогресс дошел до того, что люди, не имеющие мощный компьютер, могут играть в тяжелые игры с помощью облака. Nvidia развивает GeForce Now с 2013 года. Серверы обещают комфортное препровождение в играх на расстоянии до 500 км от Москвы.

Итог

Конечно, в этой статье мы лишь поверхностно охватили основыне технологии и вехи развития, не углубляясь и не затрагивая многие направления, такие как ROM-картриджи, lomega и Zip Drive, cd-карты и др. Но благодаря этой статье можно понять, как быстро идет развитие технологий.

История носителей информации тянется очень давно. Все начиналось с простой бумаги, а сейчас мы уже имеем NVMe, превосходящее SSD во многом по скорости чтения и записи, обработки запросов, маленькие флешки с удивительно большим для них объемом, облачные хранилища, к которым можно иметь доступ в любой точке мира, имея подключение к интернету. Теперь мы можем не просто хранить информацию, какие-то архивы и документы, теперь мы можем обеспечить себя высокими мощностями для вычислений и даже играть в тяжеловесные игры, не имея дома мощный компьютер.

Мы используем файлы cookie. Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с политикой использования cookie файлов. Принять