Merevlemezek Tegnap, ma, holnap Németh Bence NEBSABI.ELTE

Bevezető Ez a prezentáció a merevlemezek történetét szeretné bemutatni 1956os megjelenésük óta. Vizsgálódásom során elsősorban a kereskedelmi forgalomban kapható, fogyasztói meghajtókra terjed ki. Először vizsgálni fogom az ez idő alatt végbement radikális változásokat a HDDk méretében, tárolókapacitásában és árában. Ezek után bemutatom a mai merevlemezek felépítését és főbb tulajdonságait. Végül a merevlemezek jövőjéről ejtek pár szót.

A merevlemezek kapacitását jelölő egységek SI jelölés Érték (byte) kilobyte (kB) 103 megabyte (MB) 106 gigabyte (GB) 109 terabyte (TB) 1012 petabyte (PB) 1015

A merevlemezek múltja Először a merevlemezek múltját szeretném bemutatni a merevlemezek fejlődésének elemzésre révén. A változásokat az alábbi területeken vizsgáltam: Fizikai méret Kapacitás Ár

Változások a merevlemezek fizikai méretében 1956 - IBM 350 Disk Storage Unit, az első merevlemez Konyhaszekrény méret 1 tonna súly 50 lemez 5 MB kapacitás

Változások a merevlemezek fizikai méretében 1980 – IBM 3380, az első meghajtó ami áttöri az 1 GB-os határt Hűtőgép méret 250 Kg súly 2.52 GB tárolókapacitás

Kezdeti merevlemezek: Változások a merevlemezek fizikai méretében A 80as években a személyi számítógépek egyre nagyobb népszerűségnek örvendenek. Kezdeti merevlemezek: 5.25’’ méret ~5 MB tárolókapacitás 80as évek második fele: 3.5’’ méret (Apple Macintosh, IBM PS/2) Kapacitásuk nem nő jelentősen

Napjainkban Bár hordozható számítógépeinkben és egyéb eszközeinkben gyakran találkozhatunk 2.5 colos, illetve 1.8 colos lemezekkel is, addig a legtöbb asztali számítógépben ma is 3.5 colos merevlemezeket találhatunk.

Változások a merevlemezek tárolókapacitásában Lássuk, hogy változott a merevlemezek kapacitása az évtizedek alatt! Év Maximális Átlagos fogyasztói 1956 5 MB - 1980 2.52 GB 1990 22.7 GB 40 MB 2000 80 GB 10 GB 2010 2 TB 500 GB

Változások a merevlemezek tárolókapacitásában Lássuk ezeket az adatokat oszlopdiagramon! Látható, hogy a kereskedelmi célú merevlemezek kapacitása egyre jobban közelíti az ipari célú merevlemezek kapacitását

Változások a merevlemezek árában Korai merevlemezek drágák és szobaméretű gép is kell a működtetésükhöz Az IBM 350 Disk Storage Unitot még csak megvásárolni sem lehetett, csak az IBM 305 RAMAC-kal együtt kibérelni havonta cirka $3,200-ért, ami az 50es években sem számított kis összegnek.

Változások a merevlemezek árában A merevlemezek ára folyamatosan csökken: 1981 – IBM 3380 (2.52 GB) - $81,000 Ugyanekkor 5 MB-os, majd 10 MB-os fogyasztói modellek - $3,000 90es évek – 40 MB - $1,000 1995 – Seagate 1 GB - $849 1999 – 10GB - $200 2010 – 2TB - $199

Változások a merevlemezek árában Ha vizsgáljuk hány centet kellett volna fizetnünk az évek során, újabb érdekes felfedezéseket tehetünk. 1GB kapacitás átlagára: 80as évek eleje - $700,000 2010 - $0.08, azaz 8¢ Napjainkban $700,000-ból megközelítőleg 8,75PB tárolására alkalmas merevlemezhalmot vásárolhatnánk!

A merevlemezek jelene Ezek után a mai merevlemezeket szeretném bemutatni. Ezen a témán belül is kiemelve a Merevlemezek felépítését Merevlemezek főbb jellemzőit

A mai merevlemezek alapvető felépítése Adatok tárolása a mágnesezhető réteggel bevont, forgó lemezeken történik. Egy merevlemez meghajtóban általában több lemez található. Lemezenként 2-2, az írást és olvasást végző fej, egy alul és egy felül. A lemezek azonos középpontú, különböző sugarú körökre, sávokra tagolódnak, a sávok pedig szektorokra. A fejeket egy vezérlőszerkezet mozgatja, amely a fej helyzetének igen kis változtatásaira is képes. A fej a cacheből olvassa a lemezre írandó, illetve a cachebe írja a lemezről olvasott adatokat. A számítógép többi részéhez az adat a csatolófelületen keresztül jut el. (Általában SATA, esetleg a régebbi szabvány PATA)

A mai merevlemezek főbb jellemzői A merevlemezek a méreten és kapacitáson kívül még sok más aspektusból vizsgálhatjuk. A legfontosabbak talán az adatátviteli sebesség, elérési idő, cache mérete, fordulatszám, energiafogyasztás és a csatlakozók. A merevlemez „sebességét” főként az adatátviteli sebesség, az elérési idő, a cache mérete, és a lemez fordulatszáma határozzák meg.

A merevlemezek főbb jellemzői A ma elterjedt lemezek fordulatszáma általában 7200RPM Elterjedtek még az 5400RPM-es, illetve 10000RPM-es meghajtók is, az előbbiek alacsony fogyasztásuk, utóbbiak nagyobb teljesítményük miatt kedveltek. Az adatátviteli sebességet legfőképp a lemezről a cachebe történő beolvasás határozza meg. Egy 7200RPM-es meghajtó esetén ez nagyjából 70 MB/s, de sok más tényező is befolyásolja. Az elérési idő, azaz a „seek time” azt határozza meg, hogy az olvasófejnek mennyi időbe telik elérni a lemez felületén a különböző szektorokat. Az elérési idő manapság a merevlemez minőségétől függően nagyjából 3-15ms. A cache egy köztes tároló a lemez és a számítógép többi része közt, feladata hogy a merevlemez működését gyorsítsa. Mérete a mai meghajtókban általában 8-64MB-ig terjed. Az utóbbi időben a merevlemezek energiafogyasztásának csökkentése is előtérbe került a hordozható eszközökben való használatuk miatt, illetve a „Zöld Számítástechnika” jegyében. Több gyártó jelentetett meg energiatakarékos modelleket.

A merevlemezek jövője A merevlemezek fejlesztése jelenleg is folyik. Egyik fő kutatási terület: adatsűrűség növelése A Merőleges Rögzítés (Purpendicular Recording) Seagate HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) Cél: 1Terabit/négyzetcol adatsűrűség Legújabb alaplapok: SATA3 – 6 Gbit/s

A merevlemezek jövője Azonban még az is előfordulhat, hogy pár év múlva a merevlemez meghajtók eltűnnek a piacról. Az SSDk, azaz Solid-state Drive – Szilárd félvezető áramkörökre épülő meghajtók, bár még újdonságnak számítanak, egyre nagyobb teret hódítanak a háttértárak piacán. A merevlemez meghajtókkal ellentétben az SSDk nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, ezért teljesen csendesen működnek, véletlen elérésűek, így sokkal gyorsabbak, kevesebbet fogyasztanak. A fejlesztésük azonban még gyerekcipőben jár, kapacitásuk a merevlemez meghajtók kapacitásának csak töredéke és áruk is igen borsos, nem beszélve arról, hogy a szektorok újraírhatósága is igencsak limitált, ebből következően a meghajtók hamar elhasználódnak, ennek ellenére már ma is gyakran találkozhatunk SSDkel hordozható eszközeinkben.

Köszönöm a figyelmet! Irodalomjegyzék: DISK/TREND Reports - Five decades of disk drive industry firsts http://www.disktrend.com/5decades2.htm HARD DISK DRIVE GUIDE - A Brief History of the Hard Disk Drive http://www.duxcw.com/digest/guides/hd/hd2.htm Royal Pingdom - Amazing facts and figures about the evolution of hard disk drives http://royal.pingdom.com/2010/02/18/amazing-facts-and-figures-about-the-evolution-of-hard-disk-drives/ Cost of Hard Drive Storage Space http://ns1758.ca/winch/winchest.html Wikipedia http://www.wikipedia.org/ Köszönöm a figyelmet!