TechSavvyZone

Разработана энергонезависимая флэш-память для систем массового хранения данных

Устраняя движущиеся части, твердотельный накопитель (SSD) обеспечивает надежность, низкое энергопотребление и производительность полупроводниковой технологии с привычной архитектурой хранения HDD.

Первые коммерческие SSD появились в 1970-х годах, когда высокая скорость или надежная работа были первостепенными. Используя энергозависимые чипы RAM, поддерживаемые батареями и жесткими дисками для сохранения данных при отключении питания, StorageTek, Луисвилл, штат Колорадо, представила корпоративный SSD STC 4305, который хранил 45 МБ за 400 000 долларов в 1978 году.

Названная так из-за быстрого стирания по сравнению с более ранними устройствами, Flash EEPROM стала доминирующей технологией SSD. Изобретенная Фудзио Мацуокой из Toshiba в 1980 году, когда ячейка была сконфигурирована как NOR-вентиль, Flash обеспечивает произвольный доступ к любой ячейке памяти и служит прямой заменой чипов EE и EPROM. Ячейка NAND Flash, также изобретенная Масуокой, менее гибкая, но с меньшим размером чипа и лучшей выносливостью она больше подходит для приложений массового хранения.

Эли Харари, который был пионером в области обработки тонкого оксида в Hughes Aircraft в 1970-х годах, стал соучредителем SunDisk (теперь SanDisk) в 1988 году для разработки технологии для цифровых камер. В 1991 году компания построила прототип модуля SSD для IBM, который соединил массив флэш-памяти с интеллектуальным контроллером для автоматического обнаружения и исправления дефектных ячеек и продемонстрировал практическое применение технологии для массового хранения. Многочисленные компании вышли на рынок флэш-чипов и специализированных систем хранения в портативных корпусах, таких как флэш- накопитель . Поскольку нетбуки и ультрабуки стали популярными, SSD-накопители стандартизировались вокруг форм-фактора 2,5-дюймовых ноутбуков. В 2006 году Samsung представила первый ноутбук Windows XP большого объема с использованием SSD-накопителей. Сегодня SSD-накопители составляют самый быстрорастущий сегмент рынка хранения данных.

Жесткие диски размером 2,5 дюйма и меньше подходят для портативных устройств: от ноутбуков до музыкальных плееров

Миниатюрные жесткие диски способствовали росту персональных мобильных устройств и практичных, легких портативных компьютеров в конце 1980-х годов. Основанная пионером малых дисков Терри Джонсоном, компания PrairieTek, Лонгмонт, штат Колорадо, представила 20-мегабайтный 2,5-дюймовый диск в 1988 году. Имея высоту всего 25 мм, PT220 стимулировал волну инноваций в мобильных вычислениях.

Paraire Tek наткнулась на производство продуктов с большей емкостью и была быстро обогнана JVC и Conner Peripherals. К 1992 году Disk/Trend перечислил 11 производителей устройств емкостью от 100 до 200 МБ. Физический размер уменьшался с годами, и корпус высотой 9,5 мм был принят в качестве неофициального стандарта для всех, кроме ноутбуков с самой высокой емкостью хранения или самых тонких. В 2013 году Western Digital и Seagate выпустили устройства высотой 5 мм для субноутбуков.

1,8-дюймовый диск от Integral Peripherals в 1991 году нашел новые применения в небольших потребительских товарах, таких как видеокамеры, аудиоплееры и устройства для мониторинга сердечного ритма. В 1992 году Hewlett Packard представила 20-мегабайтный 1,3-дюймовый диск Kittyhawk, который использовался EO, Inc. в раннем планшетном персональном коммуникаторе с перьевым вводом, но из-за недостаточной емкости он не нашел применения в предполагаемом секторе ноутбуков. Разработанный Тимом Рейли в исследовательском центре IBM Almaden, 1-дюймовый Microdrive 1999 года с объемом памяти 170 МБ и 340 МБ вскоре последовал за продуктами от Seagate, Western Digital и нескольких стартапов. В 2004 году Toshiba анонсировала 0,85-дюймовый диск для мобильных телефонов.

Toshiba, поставщик мобильных жестких дисков с момента появления прочных стеклянных носителей в 1991 году, в 2004 году оснастила первый музыкальный плеер iPod компанией Apple 1,8-дюймовым диском MK5002MAL емкостью 5 ГБ. В более поздних iPod использовались микродиски производства IBM, Hitachi и Seagate, но благодаря более высокой надежности, меньшему размеру, более низкой стоимости и пониженному энергопотреблению полупроводниковые флэш-накопители сегодня в значительной степени заменили технологию жестких дисков в портативных устройствах.

Избыточные массивы независимых дисков превосходят диски мэйнфреймов

Дэвид Паттерсон, Гарт Гибсон и Рэнди Кац из Калифорнийского университета в Беркли представили статью «Дело об избыточных массивах недорогих дисков (RAID)» в 1988 году, в которой утверждалось, что массив из нескольких недорогих дисков, предназначенных для приложений ПК, может превзойти один большой дорогой мэйнфреймовый диск.

Концепция зеркалирования уже была хорошо известна, и некоторые системы хранения уже были построены вокруг массивов небольших дисков, однако их аббревиатура (позже измененная на Redundant Array of Independent Disks) стимулировала интерес к подходу и привлекла коммерческих поставщиков.

Новаторская работа, которая привела к RAID, включает зеркальное дисковое хранилище Tandem Computers в ее Non-Stop Architecture и зеркальные подсистемные дисковые накопители RA8X (теперь известные как RAID уровня 1) DEC в ее системах HSC50 и HSC 70 в начале 1980-х годов. DataVault Thinking Machines использовал коды исправления ошибок (RAID 2) в массиве дисковых накопителей. Накопитель IBM 353 использовал аналогичный подход в начале 1960-х годов. Патентные заявки инженеров IBM, Нормана Кена Оучи (1977) и Брайана Кларка и др. (1988) раскрыли методы, используемые в последующих версиях RAID. Ранние независимые поставщики RAID включают Adaptec и Array Technology, которая была основана в 1987 году и последовательно приобретена Seagate, Tandem и EMC.

Развился ряд стандартных схем, называемых уровнями, каждая из которых имеет множество вариаций. Уровни RAID и связанные с ними форматы данных стандартизированы Ассоциацией индустрии сетевых систем хранения данных (SNIA) в стандарте Common RAID Disk Drive Format (DDF). Сегодня большинство серверных и сетевых хранилищ основаны на RAID, и многие пользователи ПК используют аппаратные или программные RAID-системы на своих собственных машинах.

Магниторезистивная головка и новые носители увеличивают скорость чтения и плотность данных

IBM объявила о крупном отходе от традиционной катушечно-катушечной ленты для хранения больших объемов данных в 1984 году. Приблизительно 25% от размера стандартной 10,5-дюймовой катушки ленты, подсистема магнитной ленты IBM 3480 использовала новый, более простой в обращении прямоугольный картридж емкостью 200 МБ размером 4 x 5 x 1 дюйм, который отвечал спросу на меньший размер, обеспечивая при этом более высокую скорость передачи данных, повышенную надежность и сниженные затраты на обслуживание.

Формат привлек других производителей, включая Fujitsu, M4 Data, Overland Data, StorageTek и Victor Data Systems (VDS), которые производили совместимые с 3480 продукты до начала 2000-х годов. DEC, Philips и другие поставщики предложили переименованные системы. Форм-фактор прямоугольного картриджа по-прежнему используется сегодня в современных ленточных накопителях.

Разработанный на предприятии IBM в Тусоне, штат Аризона, посвященном передовым ленточным накопителям и блокам управления хранением, 3840 включал в себя важные новые функции. К ним относятся первое успешное коммерческое использование магниторезистивных (MR) тонкопленочных считывающих головок в приложении магнитной записи, многобитовый код исправления ошибок, включенный встроенным программным обеспечением (микрокодом), устранение высоких вакуумных колонн за счет использования буферов и новая лента из диоксида хрома. DuPont представила ленту из частиц диоксида хрома (CrO2) в конце 1960-х годов из-за ее более высокой коэрцитивной силы и магнитной стабильности по сравнению с оксидом железа и лицензировала ее для BASF, Memorex и Sony для аудио- и видеозаписи . IBM улучшила носитель с помощью связующих и смазочных материалов для приложений систем обработки данных.

Семейство 18-дорожечных головок 3480 было расширено до 36 дорожек в приводе 3490E в 1991 году. Вместе с более длинной хромодиоксидной лентой 3490E обеспечивал 800 МБ памяти в том же формате картриджа, что и 3480. Позднее технология сжатия данных с улучшенными возможностями записи данных (IDRC) увеличила емкость 3490E до более чем 2,4 ГБ.