Merevlemezek tegnap, ma, holnap

Az előadások a következő témára: "Merevlemezek tegnap, ma, holnap"— Előadás másolata:

1 Merevlemezek tegnap, ma, holnap

2 A fogaskeréktől a mágneslemezig -rövid történeti áttekintés a számítógépek fejlődéséről Pascal összeadógépétől az IBM 305 Ramac –ig 1642 Pascal összeadógépe: Teljesen mechanikus, 2 alapműveletet tud továbbfejleszti: von Leibniz. 4 alapművelet Charles Babbage analítikus gépe: Újdonságai: memória lyukkártyán rögzített program

3 A fogaskeréktől a mágneslemezig -rövid történeti áttekintés a számítógépek fejlődéséről Pascal összeadógépétől az IBM 305 Ramac –ig 1930 Konrad Zuse Elektronikus jelfogókból épített számítógép II. Világháborúban megsemmisül Úttörőnek számít Nem sokkal később: John Atanasov Gépe bináris aritmetikát használt Memóriaként kondenzátorokat alkalmazott Kisülés megakadályozására: periodikusan frissít Ma is használt memóriafrissítés elve Gépe sosem lett működőképes

4 A fogaskeréktől a mágneslemezig -rövid történeti áttekintés a számítógépek fejlődéséről Pascal összeadógépétől az IBM 305 Ramac –ig Kb. ugyanekkor: Howard Aiken a Harvard Egyetem kutatója Rengeteg analítikus számítás A probléma gépesítése Babbage munkái alapján indul el Mark 1 Jellemzők: kimenet még lyukszalag, de kb. 6 másodperc alatt végez el egy műveletet

5 A fogaskeréktől a mágneslemezig -rövid történeti áttekintés a számítógépek fejlődéséről Pascal összeadógépétől az IBM 305 Ramac –ig Lejár a jelfogós gépek ideje és megkezdődik az elektronikus számítógépek kora II. Világháború: belép a hadiipar ENIGMA Kódolás hosszadalmas Sok számítás Colossus Világ első elektronikus számítógépe

6 A fogaskeréktől a mágneslemezig -rövid történeti áttekintés a számítógépek fejlődéséről Pascal összeadógépétől az IBM 305 Ramac –ig USA számítástechnika fejlődése: II. Világháború befolyásolja Nehéztüzérségnek irányzéktáblák Lassú munka, sok hiba John Mauchley: ENIAC Kábelerdő Sosem készül el

7 A fogaskeréktől a mágneslemezig -rövid történeti áttekintés a számítógépek fejlődéséről Pascal összeadógépétől az IBM 305 Ramac –ig II. Világháború véget ér ENIAC fejlesztése leáll Mauchley nyári egyetemi kurzusa Számos új gép terve EDVAC (szintén sosem készül el) EDVAC fejlesztésében részt vesz egy magyar származású matematikus Neumann János Neumann elv Eközben: M.I.T. Whirlwind I Folyamatirányítás nem számítás Utat nyit a kereskedelmi mini számítógépeknek

8 A fogaskeréktől a mágneslemezig -rövid történeti áttekintés a számítógépek fejlődéséről Pascal összeadógépétől az IBM 305 Ramac –ig A tudományos fejlődés szükségessé tette az adattárolók fejlesztését is. A merevlemezes tárolók megjelenése egy akkoriban még viszonylag kis cég, az IBM nevéhez köthető. A mágneses háttértárak megjelenését a technikai fejlődés tette szükségessé. A ma winchester néven ismert mágneses merevlemezek megjelenése előtt az adatok beolvasása a háttértárolóról nem volt egyszerű feladat. Az addig használt mágnesszalag olvasók és lyukkártya olvasók használata már ekkor is rendkívül lassú beolvasási sebességre adott lehetőséget a processzorok teljesítményéhez képest, a szalagok kézi cseréje szintén sok időt vett el és az adatokhoz való hozzáférés is nehézkesebb volt. A központi egység jobb kihasználásának érdekében merült fel az igény egy nagyobb hatékonyságú háttértárolóra, amit kitartó munkával sikerült is megalkotniuk a mérnököknek. Ez a találmány lett a merevlemez.

9 Na jó, de mi is az a mágneslemez
Na jó, de mi is az a mágneslemez?! - rövid ismertetés a mágneslemez megjelenéséről, jelentőségéről és működéséről Az IBM szeptember 4-én a Type 305 Ramac rendszerének háttértárolójaként jelentette be az első mágneslemez egységet, az IBM 350 Disc Storage Uniont. Egy kis érdekesség: 1 db lemez átmérője 24 hüvelyk (61 cm) volt. A tárhelyek ebben az időben még bérbeadásos rendszerrel működtek, így óriási merevlemez farmok létesültek. 5 MB bérlése egy évre dollárba került, vagyis 7000 dollár megabájtonként egy évre. Az IBM 305 tömege 971 kg volt.

10 Na jó, de mi is az a mágneslemez
Na jó, de mi is az a mágneslemez?! - rövid ismertetés a mágneslemez megjelenéséről, jelentőségéről és működéséről IBM 350 Disc Storage Union 50 db nem cserlhető lemez 4 meghajtót tartalmazott 2 egymásnak szembe fordított fej Először függőlegesen irányította a fejet Majd vízszintes pozicionálás 5 MB tárolókapacitás

11 Na jó, de mi is az a mágneslemez
Na jó, de mi is az a mágneslemez?! - rövid ismertetés a mágneslemez megjelenéséről, jelentőségéről és működéséről Mágneslemez működési elve Egy mágneslemez egy vagy több mágnesezhető bevonattal ellátott alumínium lemez, mely felett vékony légpárnán egy indukciós tekercset tartalmazó fej lebeg (a hajlékony lemezeknél a fej hozzá is ér a lemezhez) Ha pozitív vagy negatív áram folyik át a tekercsen a fej alatt a lemez magnetizálódik és az áram polaritásától függően a mágneses részecskék balra vagy jobbra állnak be. Amikor a fej egy mágnesezett terület felett halad át, akkor pozitív vagy negatív áram indukálódik benne, így a korábban tárolt biteket vissza lehet olvasni.

12 Tegnap - a mágneslemez története napjainkig
1962 IBM 1311 Az első cserélhető mágneslemez csomaggal működő berendezés. Kapacitása 2 MBYTE/ lemezcsomag. 1964 IBM 2311 Az első CKD tárolási formát használó mágneslemez. Kapacitása 7,25 Mbyte/lemezcsomag 1970 IBM 3330 Az első szervotechnológiát használó mágneslemezlemez. Kapacitása 100 és 200 MByte/lemezcsomag 1973 IBM 3440 Az első zárt, nem cserélhető lemez. Ez azért volt szükséges, mert az olvasófej és a lemez távolságát 1,41 nanométerre csökkentették, így a gépterem levegőjéből esetlegesen bekerülő porszemcsék tönkre tették volna a fejeket. A kis távolság miatt a lemez hibamentessége is előtérbe került, így a gyártási eljárásba be kellett építeni a lemez tesztelését is. Ha a hibák bizonyos mértéken belül maradtak a lemez használható volt azzal a feltétellel, hogy a hibás részekre gap került. Erről az írási eljárás gondoskodott. Ez volt a defect - skipping data integrity eljárás. Mivel az akkori technológiák mellett mindenképpen szükséges volt a mágneslemezek cserélhetősége, így kifejlesztették az IBM 3448 Data Module-t, mely a 3440 zárt rendszerű cserélhető lemezegysége volt. Az IBM 3440 kódneve Winchester volt.

13 Tegnap - a mágneslemez története napjainkig
1985 Quantum Hardcard Az első kártyás merevlemez től vált szabványossá 1988 Praire Tek 220 Az első 2,5 hüvelykes merevlemez 1990 Caviar IDE 3,5 hüvelykes 40 MB tárolókapacitású lemez, mely ugyan nem terjed el mégis jelentős, mert ettől kezdve a 3,5 hüvelyk marad a szabvány méret 1991 IBM 0663 Corsair Tárolókapacitás 1 GB 1995 EZ 135 Drive 3,5 átmérőjű, tárolókapacitása 135 MB. Ez a típus sem terjed el, mert nem kompatibilis a korábbi meghajtókkal 1997 IBM Giant Magnetoresistive Nagy írássűrűséggel dolgozó fejeket alkalmaz, tárolókapacitása 16,8 GB. Feltalálója Nobel-díjban részesül 1998 IBM Deskstar 25 Tárolókapacitása 25 GB 1999 IBM Ultrastar 72 ZX 72 GB tárolókapacitás

14 Tegnap - a mágneslemez története napjainkig
Hitachi Global Storage Technologies felfedezett egy merőleges adatrögzítést alkalmazó technológiát, mellyel 233 Gigabitre nőtt az egy hüvelykhez tartozó adatsűrűség. Ez 115 milliószor nagyobb volt a RAMAC merevlemez adatsűrűségétől. A merőleges adatrögzítés egy igen egyszerű ötleten alapul: az adatbitek más merőleges elrendezése esetén azok mágneses orientációja a médiára merőleges, ennek révén pedig akár tízszeresére is növelhető az adott helyen az adatsűrűség.

15 Ma - winchesterek jelenleg
A technika fejlődésével a winchesterek tárolókapacitásának növelése is hihetetlen gyorsasággal történik. Az első 1000 GB-os winchestert a Hitachi cég mutatta be 2007-ben, majd 1 évre rá a Seagate megalkotta 1,5 TB—os winchesterét. Ekkorra a cél egyértelműen a tárolókapacitás növelése volt a lemezek és olvasófejek számának növelése nélkül. Ez csak az írássűrűség növelésével érhető el. Jelenleg a legnagyobb tárolókapacitású winchester 2 TB adatot tud kezelni.

16 Ma - winchesterek jelenleg
Az alábbi táblázat jól szemlélteti az utóbbi évekre jellemző rohamos fejlődést: IBM 350 Microdrive Egycollos Sata lemez A bejelentés éve: 1956 2005 2006 Kapacitás 5 Mbyte 8 GByte 750 GByte Adatátviteli sebesség 10 Kbyte/sec 5-10 Mbyte/sec 78 Mbyte/sec Átlagos elérési idő 600 msec 12 msec 9 msec Adatsűrűség 2 kbit/cm2 18,45 Gbit/cm2 19,87 Gbit/cm2 Fordulatszám/perc 1200 3600 7200 Lemezméret 14 hüvelyk 1 hüvelyk 3,5 hüvelyk Helyigény >3 m3 40*30*5 mm 26*102*147 mm Tömeg >100 kg 13 g 720 g Felhasználás Ramac 305 Digitális kamerák Tárolórendszerek, PC

17 Holnap -mit várhatunk 2011-re?
A tárolókapacitás növelése nélkülözhetetlen -digitális fényképek -filmek -Operációs rendszerek - Windows 3.1: 9 MB -Windows XP: 1,5 GB -Windows7: GB IBM iBoot -szerveren tárolt adatok SSD meghajtók -félvezetők, nincs mozgó alkatrés (gyorsabb, kevésbé sérülékeny, halkabb viszont drágább