Cuanta más historia y dirección tenga el desarrollo de los discos duros para portátiles, mejor.
La historia del desarrollo de los discos duros
Desde la aparición del primer disco duro RAMAC hasta el disco duro actual con una capacidad de disco único de más de diez GB, los discos duros también han experimentado varias generaciones de desarrollo La siguiente es una introducción. Echemos un vistazo a su historia y desarrollo.
En septiembre de 1956, un equipo de ingenieros de IBM mostró al mundo el primer sistema de almacenamiento en disco, el IBM 350 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control), cuyos cabezales magnéticos podían moverse directamente a cualquier ubicación del sistema. disco Un área de almacenamiento, logrando así un almacenamiento aleatorio. La capacidad total de este sistema es de sólo 5 MB. Utiliza 50 discos con un diámetro de 24 pulgadas. La superficie de estos discos está recubierta con una capa de material magnético y están apilados. y fijos juntos, girando alrededor del mismo eje.
Este RAMAC se utilizó principalmente en los campos de reserva de aviones, banca automática, diagnóstico médico y espacio en ese momento.
En 1968, IBM propuso por primera vez la tecnología "Winchester/Winchester" para explorar la posibilidad de una transformación importante de la tecnología del disco duro.
La esencia de la tecnología "Winchester" es: "un disco giratorio sellado, fijo y de alta velocidad, el cabezal magnético se mueve radialmente a lo largo del disco y el cabezal magnético está suspendido sobre el disco giratorio de alta velocidad". "No en contacto directo con el plato", que también es el prototipo de la mayoría de los discos duros modernos.
En 1973, IBM fabricó el primer disco duro utilizando la tecnología "Wincher Technology". A partir de entonces, el desarrollo de la tecnología de discos duros tuvo una base estructural correcta.
En 1979, IBM reinventó el cabezal magnético de película delgada, lo que permitió reducir aún más el tamaño de los discos duros, aumentar la capacidad y aumentar las velocidades de lectura y escritura.
A finales de la década de 1980, IBM hizo otra contribución importante al desarrollo de los discos duros, concretamente la invención de la resistencia magnética MR (Mago Resistive). Este tipo de cabezal magnético es muy sensible a los cambios de señal al leer datos. , lo que hace que la densidad de almacenamiento del disco se pueda aumentar decenas de veces en comparación con los 20 MB por pulgada anteriores.
En 1991, el disco duro de 3,5 pulgadas producido por IBM utilizaba cabezales MR, lo que hizo que la capacidad del disco duro alcanzara 1 GB por primera vez. Desde entonces, la capacidad del disco duro ha entrado en el orden de magnitud de GB. .
El 7 de septiembre de 1999, Maxtor anunció el primer disco duro ATA con una capacidad de disco único de hasta 10,2 GB, introduciendo así un nuevo hito en la capacidad del disco duro.
El 23 de febrero de 2000, Seagate lanzó el disco duro de la serie Cheetah X15 con una velocidad de hasta 15.000 RPM y su tiempo de búsqueda promedio es de solo 3,9 ms, que actualmente es el disco duro más rápido del mundo. También es el disco duro que gira más rápido hasta la fecha; su rendimiento equivale a leer un Shakespeare completo en 0,15 segundos.
La velocidad de transferencia de datos interna de esta serie de productos llega a 48 MB/s, la caché de datos es de 4 a 16 MB y admite Ultra160/m SCSI y Fibre Channel (canal de fibra), lo que aumenta la velocidad de transferencia de datos externos del disco duro a 160 MB ~ 200 MB/s.
En términos generales, la serie Cheetah X15 de Seagate ("Jaguar") ha mejorado el rendimiento de los discos duros hasta alcanzar un nuevo hito.
El 16 de marzo de 2000, se produjo un nuevo avance en el campo de los discos duros. Se lanzaron los primeros "discos duros de vidrio". Estos fueron el Deskstar 75GXP y el Deskstar 40GV, ambos lanzados por IBM. Los discos duros utilizan vidrio para reemplazar los discos duros tradicionales. Se utiliza aluminio como material del plato, lo que puede aportar mayor suavidad y mayor robustez al disco duro.
Además, los materiales de vidrio tienen mayor estabilidad a altas velocidades.
Además, los productos de la serie Deskstar 75GXP tienen una capacidad máxima de 75 GB, que era el disco duro de mayor capacidad en ese momento, mientras que la densidad de almacenamiento de datos del Deskstar 40GV alcanza los 14,3 mil millones de bits de datos. por pulgada cuadrada, lo que una vez más abre nuevos caminos en el almacenamiento de datos récord mundial.
(NetEase)
Descripción general del desarrollo histórico de los discos duros
Los discos duros IDE actuales suelen tener una capacidad de 20 GB, la velocidad de rotación es principalmente de 7200 RPM. y el caché de datos es de 2 MB. Este es el estándar para los discos duros IDE convencionales.
¿Sabes cómo eran los discos duros en el pasado? La mayoría de los discos duros que ves ahora son de 3,5 pulgadas, pero ¿cómo eran los discos duros en el pasado? ¿Cuánto proceso de desarrollo ha pasado el disco duro hasta convertirse en lo que es hoy? Con estas preguntas en mente, echemos un vistazo al desarrollo histórico de los discos duros.
El primer disco duro se puede considerar en septiembre de 1956. Un equipo de ingeniería de IBM mostró al mundo el primer sistema de almacenamiento en disco IBM 350 RAMAC (Método de acceso aleatorio de contabilidad y control). cualquier área de almacenamiento en el disco para lograr con éxito el almacenamiento aleatorio. La capacidad total de este sistema es de solo 5 MB. Utiliza 50 discos con un diámetro de 24 pulgadas. La superficie de estos discos está recubierta con una capa de material magnético. apilados y fijados entre sí, girando alrededor del mismo eje.
Este RAMAC se utilizó principalmente en los campos de reserva de aviones, banca automática, diagnóstico médico y espacio en ese momento.
Era imposible para los usuarios comunes usarlo. Por supuesto, no había muchas computadoras en ese momento y no existía la llamada PC (computadora personal).
Debido al gran tamaño y al rendimiento ineficiente de RAMAC, era muy incómodo de usar o fabricar. Por lo tanto, en 1968, IBM propuso la tecnología "Winchester/Winchester" para discutir la realización de mejoras importantes en la tecnología del disco duro. Posibilidad de transformación.
La esencia de la tecnología "Winchester" es: "un disco giratorio sellado, fijo y de alta velocidad, el cabezal magnético se mueve radialmente a lo largo del disco y el cabezal magnético está suspendido sobre el disco giratorio de alta velocidad". "No en contacto directo con el plato", que también es el prototipo de la mayoría de los discos duros modernos.
En 1973, cinco años después de la introducción de esta tecnología de Wen, IBM fabricó el primer disco duro utilizando la "tecnología de Wen". A partir de entonces, el desarrollo de la tecnología de discos duros tomó un rumbo estructural correcto. la mayoría de los discos duros que se utilizan hoy en día son extensiones de esta tecnología.
Permítanos presentarle la historia y el desarrollo de la tecnología del disco duro en fragmentos.
1. Tecnología de cabezal magnético
Una de las tecnologías más importantes en la actualización de la tecnología de disco duro es la tecnología de cabezal magnético. Los discos duros actuales generalmente tienen una capacidad de disco único de más de 10 GB. , y el disco único más alto La capacidad ha alcanzado los 20 GB, y la capacidad de un solo disco de los discos duros seguirá aumentando en el futuro. Para la capacidad de un solo disco, la tecnología directamente relacionada es la tecnología de cabezal magnético. Cuanto mayor sea la tecnología de cabezal magnético, mayor será la capacidad de un solo disco del disco duro.
Los primeros cabezales magnéticos utilizaban materiales ferromagnéticos, que no eran ideales en términos de sensibilidad o precisión de los cabezales magnéticos. Por lo tanto, la capacidad de un solo disco de los primeros discos duros era muy baja. era baja, la capacidad del disco duro era muy baja. La capacidad total es muy limitada, porque la cantidad de discos empaquetados en un disco duro es muy limitada (actualmente, la cantidad de discos empaquetados en un disco duro general es de 3 a 5). ).
Al mismo tiempo, los cabezales magnéticos utilizados en los primeros días también eran de tamaño pequeño, lo que hacía que los primeros discos duros fueran relativamente grandes, lo que suponía grandes inconvenientes para los usuarios.
Maxtor Diamond 11ª Generación
En 1979, IBM reinventó el cabezal magnético de película delgada, que brindaba la posibilidad de reducir aún más el tamaño del disco duro, aumentar la capacidad y aumentar la velocidad de lectura y escritura.
Luego, a finales de la década de 1980, IBM hizo una contribución muy importante al desarrollo de los discos duros, concretamente el desarrollo de cabezales magnetorresistivos MR (Mago Resistive), que responden a los cambios de señal al leer datos. sensible, lo que permite aumentar la densidad de almacenamiento del disco docenas de veces en comparación con los 20 MB por pulgada anteriores. A medida que aumenta la densidad de almacenamiento del disco, la capacidad de un solo disco aumentará naturalmente y el aumento de un solo disco. impulsará el aumento de la capacidad de todo el disco duro.
En 1991, IBM aplicó esta tecnología de cabezal MR a discos duros de 3,5 pulgadas, haciendo que la capacidad del disco duro utilizada por los usuarios normales de ordenadores alcanzara por primera vez 1 GB. A partir de entonces, la capacidad del disco duro que utilizamos. Comenzó a entrar en el orden de magnitud de GB.
Algunos usuarios ahora están usando DiamondMax 80, que puede proporcionar una capacidad de hasta 80 GB. Estos son el comienzo de la tecnología MR Head en ese momento. Por supuesto, una capacidad tan alta eventualmente también lo será. Debido a la tecnología de cabezal magnético GMR (Gaint Mago Resistive), GMR es una nueva generación de tecnología de cabezal magnético desarrollada con éxito por IBM basada en la tecnología de cabezal magnético.
GMR tiene una mayor sensibilidad al cambio de señal que MR, lo que permite que el disco duro tenga una mayor capacidad de disco único. La última tecnología de cabezal es la tecnología de cabezal GMR de cuarta generación.
2. Tecnología de motores
En los discos duros, otra tecnología tan importante como la tecnología de cabezales magnéticos es la tecnología de motores, que incide directamente en la velocidad del disco duro.
Actualmente, el disco duro con la velocidad de husillo más rápida es el Cheetah X15 (serie Jaguar X15) lanzado por Seagate. Su velocidad de motor de husillo llega a 15.000 RPM.
La velocidad actual del disco duro IDE convencional es de 7200 RPM, mientras que la velocidad del disco duro SCSI convencional es de 10 000 RPM.
La velocidad de los primeros discos duros era generalmente de sólo 4000 RPM o incluso menos. La razón principal de la baja velocidad fue la limitación de la tecnología del motor. Con la innovación tecnológica, la velocidad aumentó a 4400 RPM y 4900 RPM, y más tarde a. 5400 RPM.
En la actualidad, todavía existen bastantes discos duros IDE con una velocidad de rotación de solo 5400 RPM. Estos productos se posicionan en el mercado de computadoras de bajo precio, como el DiamondMax 80 mencionado anteriormente. Puede proporcionar una capacidad máxima de 80 GB, pero su velocidad de rotación es de solo 5400 RPM.
Después de 5400RPM, se lanzó 7200RPM, que actualmente es la velocidad más alta del disco duro IDE.
[Seagate Barracuda ATA] [Seagate Cheetah X15]
Una de las tecnologías de motor más excelentes mencionadas aquí es el exclusivo motor Fluid Dynamic Bearing (FDB) de Seagate, que se lanzó por primera vez en 1996. Lanzado, ahora se ha convertido en la tecnología de tercera generación. El último Barracuda ATA III de 7200 RPM (Seagate Barracuda III) utiliza tecnología de motor FDB III, que puede reducir eficazmente el ruido, reducir la vibración, extender la vida útil y mejorar la sensibilidad a los golpes.
El desarrollo de la tecnología de motores tiene un impacto directo en el aumento de la velocidad del eje del disco duro, y la velocidad determina el tiempo de búsqueda del disco duro.
Por supuesto, al aumentar la velocidad del eje del disco duro, es necesario tener en cuenta el calor y la vibración del disco duro, así como el ruido de funcionamiento del disco duro.
Por lo tanto, la tecnología del motor determina directamente la velocidad, la temperatura de funcionamiento y el ruido de funcionamiento del disco duro.
3. Tecnología de interfaz
La interfaz del disco duro siempre ha sido una tecnología que preocupa a la gente con los grandes avances en el rendimiento de otros accesorios de la computadora (como la CPU, la memoria). , pantalla y otros subsistemas), las interfaces del disco duro siempre han sido una tecnología que preocupa a la gente. La tasa de transferencia de la interfaz refleja cada vez más su efecto de cuello de botella en todo el sistema informático, y la interfaz del disco duro ha atraído cada vez más atención.
1. La primera interfaz de disco duro es la interfaz ST-506/412, que es una interfaz de disco duro desarrollada por Seagate. Los primeros discos duros que utilizan esta interfaz son el ST-506 y el ST-412 de Seagate.
La interfaz ST-506 es bastante fácil de usar, no requiere cables ni conectores especiales, pero la velocidad de transmisión que admite es muy baja, por lo que esta interfaz fue básicamente eliminada alrededor de 1987. La capacidad de la mayoría de los discos duros antiguos que utilizan esta interfaz tienen menos de 200 MB.
El disco duro utilizado por las primeras máquinas IBM PC/XT y PC/AT era el disco duro ST-506/412 o disco duro MFM (Modificación de frecuencia modificada) se refiere a un esquema de codificación.
2. La interfaz ESDI (Enhanced Small Drive Interface) se lanzó después de la interfaz ST-506/412, desarrollada por Maxtor en 1983.
Su característica es que el códec se coloca en el propio disco duro en lugar de en la tarjeta de control. La velocidad de transmisión teórica es de 2 a 4 veces mayor que la del ST-506 mencionado anteriormente, pudiendo alcanzar generalmente los 10Mbps. .
Sin embargo, su coste era relativamente alto y no tenía ventajas sobre las interfaces IDE posteriores, por lo que se eliminó gradualmente después de la década de 1990.
3. Interfaz IDE y EIDE El significado original de IDE (Integrated Drive Electronics) en realidad se refiere al disco duro que integra el controlador y el cuerpo del disco. La interfaz IDE que a menudo llamamos también se llama ATA (. Adjunto de tecnología avanzada), la mayoría de los discos duros utilizados en las PC hoy en día son compatibles con IDE y solo necesita usar un cable para conectarlos a la placa base o a la tarjeta de interfaz.
La integración del cuerpo del disco y el controlador reduce la cantidad y la longitud de los cables de interfaz del disco duro, mejora la confiabilidad de la transmisión de datos y facilita la fabricación del disco duro porque los fabricantes no necesitan preocuparse por si su disco duro es compatible con controladores producidos por otros fabricantes, también es más conveniente para los usuarios instalar el disco duro.
4. Interfaz ATA-1 (IDE). ATA es el nombre oficial del primer estándar IDE. IDE en realidad se refiere al disco duro conectado a la interfaz del disco duro.
ATA tiene un zócalo en la placa base que admite un dispositivo maestro y un dispositivo esclavo. La capacidad máxima de cada dispositivo es 504 MB. El primer modo PIO-0 (E/S programada) admitido por ATA. es de solo 3,3 MB/s, y ATA-1 originalmente especificaba 3 modos PIO y 4 modos DMA (en realidad no se usan para actualizar a ATA-2, debe instalar una tarjeta adaptadora EIDE).
5. Interfaz ATA-2 (EIDE Enhanced IDE/Fast ATA), que es una extensión de ATA-1. Añade 2 modos PIO y 2 DMA, aumentando la velocidad de transferencia máxima a 16,7 MB/s. y también presenta el método de traducción de direcciones LBA, que supera el límite inherente de 504 MB del BIOS anterior y admite discos duros de hasta 8,1 GB.
Si su computadora admite ATA-2, puede encontrar la configuración de (LBA, Dirección de bloque lógico) o (CHS, Cilindro, Cabeza, Sector) en la configuración de CMOS.
Sus dos enchufes se pueden conectar a un dispositivo maestro y un dispositivo esclavo respectivamente, admitiendo así cuatro dispositivos. Los dos enchufes también se dividen en enchufes maestros y enchufes esclavos.
Por lo general, el disco duro y el CD-ROM más rápidos se pueden colocar en el zócalo maestro, y los dispositivos menos importantes se colocan en el zócalo esclavo. Esta ubicación es necesaria para las computadoras Pentium 486 y anteriores. permite conectar el zócalo maestro al bus PCI rápido y conectar el zócalo esclavo al bus ISA más lento.
Del desarrollo histórico de los discos duros anterior, podemos ver que los discos duros siempre se están desarrollando en la dirección de una mayor capacidad, mayor velocidad y un funcionamiento más estable. Este fue el caso en el pasado, así es. Lo mismo ahora y será lo mismo en el futuro. Eso es todo.
Perspectivas de la tecnología de grabación de próxima generación
Lattice Media Recording
La escritura. La unidad del cabezal magnético es una unidad magnética compuesta de partículas magnéticas en la misma pista. El límite entre unidades magnéticas adyacentes con polaridad opuesta se llama transición magnética, y los datos se registran según si la unidad de bits incluye una transición magnética.
Para detectar con precisión la transformación magnética y evitar la influencia del efecto superparamagnético, reducir el tamaño de la unidad de escritura es una de las formas de aumentar la densidad de almacenamiento. Esta es la tecnología de medios de red.
El principio básico es generar "islas magnéticas de dominio único" ordenadas y de tamaño pequeño como unidades de escritura. La densidad de almacenamiento de esta tecnología puede alcanzar aproximadamente el doble que la de la grabación perpendicular tradicional.
Y como cada isla es un único dominio magnético, la estabilidad térmica del medio reticular también es muy buena y apenas se ve afectada por el efecto superparamagnético.
La tecnología de fotolitografía actual ha sido capaz de crear islas magnéticas, lo que requiere el uso de tecnología de grabado por haz de electrones y tecnología de replicación por nanoimpresión. La primera se utiliza para crear la plantilla de las segundas, y la segunda replica el patrón. . en la placa base del plato del disco duro.
Durante el proceso de conversión magnética, una vez escritos los datos, la isla magnética debe seguir siendo un dominio único para que los datos no se pierdan. Por lo tanto, además de lograr avances en la tecnología de fabricación, se realizan mejoras en el cabezal magnético. También se necesita tecnología.
La tecnología de grabación en medios reticulares todavía necesita mucha investigación práctica.
Grabación magnética asistida térmicamente
Como se mencionó anteriormente, el uso de medios magnéticos de alta coercitividad puede reducir aún más el tamaño de las partículas magnéticas.
La razón por la que esta tecnología no se promovió ampliamente en el pasado es porque cuando se utiliza este tipo de medios, la escritura del cabezal magnético requiere un campo magnético extremadamente fuerte, lo que no solo dificulta la fabricación del cabezal magnético. , pero también estabiliza los datos en áreas adyacentes.
Ahora, un nuevo método de grabación puede resolver eficazmente este problema: la grabación magnética asistida por calor.
El principio es utilizar el láser como auxiliar. Al escribir en el medio, el láser se utiliza para iluminar el punto de escritura, de modo que el cabezal magnético pueda utilizar energía térmica, de modo que se pueda realizar la operación de escritura. Se realiza sin problemas incluso cuando la intensidad del campo magnético es pequeña.
La dificultad radica en la necesidad de utilizar rayos láser extremadamente delgados. Los láseres comunes no pueden satisfacer la demanda. El método popular en los laboratorios es utilizar luz de campo cercano.
En teoría, esta tecnología puede aumentar la densidad de almacenamiento a 5 Tbit/pulgada cuadrada, que es 10 veces el límite de densidad de almacenamiento de la tecnología de grabación perpendicular tradicional. Aún se encuentra en la etapa de investigación básica.