Ровно 50 лет назад (13 сентября 1956 г.) компания IBM выпустила первое в мире устройство для хранения данных на основе магнитной записи/чтения информации RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control — метод подсчета и контроля с произвольным доступом), впоследствии названное «жестким диском». В отличие от использовавшихся в те годы больших ЭВМ-устройств последовательной записи/чтения на магнитной ленте производительность чтения информации у RAMAC была значительно большей. Но высокая стоимость (более 50 тыс. долл.) препятствовала широкому распространению новых накопителей. Лишь в 1973 г. IBM открыла завод по их производству в британском городке Винчестер, название которого на долгие годы прочно закрепилось за жесткими дисками.

Хотя принцип их работы (произвольный доступ к хранящимся данным) практически не изменился, облик и характеристики современных накопителей стали совершенно другими. Достаточно сказать, что устройство RAMAC весило тонну, использовало пятьдесят 24-дюймовых пластин, на которых можно было записать всего 5 Мбайт. Удельная стоимость хранимой на нем информации составляла 10 тыс. долл./Мбайт. Современный 1-дюймовый жесткий диск легко умещается на ладони и позволяет хранить в 1,6 тыс. раз больше информации, чем RAMAC, а удельная стоимость записанной на него информации всего около 50 центов за 1 Гбайт. Для крупных производителей ПК, закупающих жесткие диски в больших объемах, этот показатель еще ниже — около 30 центов за 1 Гбайт.

Возросли производительность и скорость работы жестких дисков. Если в RAMAC диски вращались со скоростью 1,2 тыс. об./мин, то в современных накопителях для серверов скорость вращения увеличена до 15 тыс. об./мин, обеспечивая среднее время доступа к данным на уровне 3 мс, что в 200 раз меньше аналогичного показателя RAMAC. И конечно, радикально увеличилась плотность записи информации — с 1500 бит/дюйм2 поверхности диска она возросла до 100—130 Гбит/дюйм2 и продолжает расти.

Со временем на рынке появились жесткие диски различных размеров (формфакторов). Еще в 1999 г. IBM разработала и начала производство миниатюрных 1-дюймовых накопителей Microdrive, которые нашли применение в цифровых фотоаппаратах. Затем Toshiba выпустила жесткие диски размером 0,8 дюйма, которые стали использоваться в цифровых музыкальных плеерах и мобильных телефонах. Появились 2,5- и 1,8-дюймовые жесткие диски для ноутбуков и музыкальных плееров.

Хотя сейчас почти 80% жестких дисков по-прежнему используется в настольных и мобильных ПК и серверах, аналитики прогнозируют в ближайшие пять лет значительный рост нетрадиционных применений накопителей в устройствах бытовой электроники — цифровых видеомагнитофонах и телевизорах, игровых приставках, медиа-центрах, в переносных видеоплеерах, мобильных телефонах и даже в автомобилях. Так, по оценкам Джона Донована, аналитика исследовательской фирмы TrendFocus, поставки жестких дисков для бытовой электроники в 2006 г. будут расти с темпом около 35%. В целом за 2006 г. будет произведено и продано около 450 млн. жестких дисков.

Наибольшие ожидания роста спроса производители жестких дисков связывали с выпуском в 2004 г. Apple Computer новой серии своих популярных МР3-плееров iPod Mini с 1-дюймовыми накопителями, так как это сулило им многократное увеличение объемов выпуска. Однако год спустя Apple анонсировала новые модели плееров iPod Nano, в которых в качестве устройств для хранения информации использовалась флэш-память. Фактически с этого момента началась открытая борьба между производителями жестких дисков и флэш-памяти, которая хотя и несколько дороже, но обладает более высоким быстродействием. И уже в этом году SanDisk выпустила цифровой МР3-плеер Sansa e280 с 8 Гбайт флэш-памяти, которую при установке дополнительной карты MicroSD можно нарастить до 10 Гбайт. Samsung начала выпуск комбинированных накопителей, в которых в качестве емкого буфера используется флэш-память, а основной объем информации записывается и хранится на жестком диске.

В этих условиях идут происки способов расширения применения жестких дисков на рынке, прежде всего в сегменте бытовой электроники. В частности, Hitachi GST планирует выпустить 1,3-дюймовые накопители, в которых можно было бы сохранять до 20—40 Гбайт оцифрованных данных, например, видеофильмы высокой четкости. Такие устройства были бы экономичнее существующих моделей 1,8-дюймовых дисков, а цена их — намного ниже, чем накопителей на основе флэш-памяти, что позволило бы их встраивать даже в мобильные телефоны.

Но наиболее радикально изменить ситуацию в пользу производителей жестких дисков смогут новые технологии, повышающие плотность записи. Если в 90-е годы плотность росла в среднем на 60% в год, то к 2000 г. уже до 100%, и емкость дисков начала ежегодно удваиваться. Однако к 2005 г. темпы начали снижаться, поскольку применяемая до этого времени технология продольной записи достигла своего физического предела (130—150 Гбит/дюйм).

Потребовались новые способы записи данных. И ведущие производители жестких дисков разработали технологию перпендикулярной записи. В августе 2005 г. первый 1,8-дюймовый жесткий диск для МР3-плееров с применением технологии перпендикулярной записи выпустила Toshiba, повысив емкость накопителя до 80 Гбайт. А год спустя Seagate анонсировала десять новых моделей жестких дисков с перпендикулярной записью, в том числе накопители емкостью 750 Гбайт — DB35 для цифровых видеомагнитофонов и Barracuda ES для недорогих серверов.

Благодаря новой технологии емкость жестких дисков удается увеличивать примерно на 40% ежегодно и через 4—5 лет довести плотность записи до 300—500 Гбит/дюйм2. Но производители уже рассматривают возможность использования в диске носителей со структурированной поверхностью (patterned media), а также совмещения головки записи с лазером, нагревающим записываемый участок поверхности носителя до температуры коэрцитивного перехода.

Обе технологии могут впоследствии дополнить друг друга, что даст возможность повысить плотность записи до уровня 10—15 Тбит/дюйм2 и выпускать жесткие диски очень высокой емкости: 3,5-дюймовый диск сможет вместить 50 Tбайт, 2,5-дюймовый диск — 12 Tбайт, а миниатюрный 1-дюймовый — 1 Tбайт!

Версия для печати (без изображений)