TechSavvyZone

IBM 3330 воплотила в себе важные достижения в области аппаратного и программного обеспечения

Начиная с конца 1960-х годов инженеры начали покидать IBM, чтобы искать большее финансовое вознаграждение в предпринимательском климате Кремниевой долины. «Грязная дюжина» ушла, чтобы основать первое отделение IBM по производству дисковых накопителей, Information Storage Systems (ISS) в 1967 году, а большая группа последовала за Аланом Шугартом в Memorex в 1969 году. Эти уходы усугубили задачу достижения амбициозных целей, поставленных в 1965 году для проекта «Merlin» — построить систему с четырехкратной емкостью и вдвое меньшим временем доступа, чем у IBM2314 .

Команда под руководством Джека Клеменса, при ключевом вкладе Леса Адамса, Дика Чарльтона и Дика Уилмера, наконец, в 1971 году выпустила подсистему IBM 3330, состоящую из блока хранения дисков 3330 и блока управления хранением 3830. Контроллер использовал первый дисковод IBM для загрузки микрокода.

Система 3330 включала технические достижения, которые способствовали учетверению практической плотности хранения. Съемные пакеты дисков емкостью 100 МБ со временем доступа 30 миллисекунд стали возможны благодаря соединению следящей по дорожке сервосистемы и прямоугольного керамического слайдера, который уменьшил расстояние между головкой и диском до 50 микродюймов вместе с приводом звуковой катушки IBM 2310. Позже Шугарт описал эту функцию как одно из четырех самых значительных технических достижений в истории массового хранения данных.

Замкнутый сервопривод непрерывно корректировал положение головок привода с помощью контрольной дорожки, записанной на одной из поверхностей из 20 доступных в пакете дисков. 3330 также представил использование исправления ошибок, что сделало диски более надежными и снизило затраты, поскольку небольшие дефекты на поверхности диска могли быть терпимы. Следящие по дорожке сервоприводы продолжают оставаться важной технологией, используемой во всех современных жестких дисках.

Стираемые пользователем программируемые ПЗУ поддерживают разработку микропроцессорных систем

Ранние интегральные схемы ROM предлагали энергонезависимую форму полупроводниковой памяти (NVM), но требовали индивидуальной маски для каждой конструкции. В 1970 году Radiation Inc. представила 512-битную биполярную TTL-программируемую пользователем ROM (PROM), которая позволяла разработчикам вводить код самостоятельно, «прожигая» металлические плавкие перемычки с помощью внешнего программатора, но могла использоваться только один раз.

Monolithic Memories, Motorola и Signetics разработали 1–16-битные никель-хромовые плавкие перемычки PROM. AMD, Intel и TI использовали альтернативные материалы плавких перемычек для достижения более высокой скорости.

В 1967 году Давон Канг и Саймон Сзе из Bell Labs описали, как плавающий затвор полупроводникового устройства МОП можно использовать для ячейки перепрограммируемого ПЗУ. В начале 1970-х годов компания General Instruments из Хиксвилля, штат Нью-Йорк, адаптировала технологию MNOS (металлооксидный нитрид-полупроводник) для создания небольших электрически изменяемых EAROM для ТВ-тюнеров. В 1971 году компания Intel анонсировала 1702, 2048-битную стираемую пользователем PROM (EPROM), разработанную Довом Фроманом, которую можно было использовать многократно, стирая рисунок ультрафиолетовым светом. Поколения УФ-EPROM с многомиллионным объемом памяти от Intel и других компаний нашли широкое применение для хранения и модификации программных кодов в качестве встроенного ПО в системах на базе микропроцессоров.

Работая в Hughes Microelectronics, Ньюпорт-Бич, Калифорния, с 1976 по 1978 год, Эли Харари продемонстрировал тонкую оксидную плавающую затворную, электрически стираемую ячейку PROM (EEPROM), которая устранила необходимость внешнего стирания ультрафиолетом. Джордж Перлегос использовал технику тонкого оксида для первой EEPROM Intel в 1978 году. В Toshiba в 1980 году Фудзио Масуока модифицировал архитектуру EEPROM, чтобы увеличить скорость программирования, соответственно назвав ее «флэш». Он последовал этому в 1987 году с более дешевой структурой NAND, что привело к появлению твердотельного диска (SSD) и повсеместной USB-флеш-памяти «stick» .

Toshiba представила коммерческие флэш-продукты в 1987 году, а затем Intel в 1988 году. Одновременно с этими разработками флэш-память нашла широкое применение в таких персональных устройствах, как мобильные телефоны, камеры и навигационные системы GPS.

Intel DRAM — первый серьезный полупроводниковый вызов оперативной памяти

Концепции памяти на основе полупроводниковых ИС были запатентованы еще в 1963 году. Коммерческие чипы появились в 1965 году, когда Signetics, Саннивейл, Калифорния, выпустила 8-битную сверхоперативную память для Scientific Data Systems, Санта-Моника, Калифорния, а IBM Components Division создала 16-битное устройство защиты системы SP95 для System/360 Model 95. Оба использовали биполярную технологию для реализации ячеек статической памяти с произвольным доступом (SRAM).

В 1966 году Transitron выпустила то, что стало первой широко распространенной сверхоперативной памятью на основе ИС, 16-битную высокоскоростную сверхоперативную память TMC3162 для мини-компьютера Honeywell 4200. В ранней реализации системы основной памяти МОП компания Fairchild Semiconductor установила шестнадцать 64-битных МОП-памяти SRAM с p-каналом на керамической подложке, чтобы создать компактные, маломощные 1024-битные массивы для Burroughs в 1968 году. В 1970 году компания Fairchild также поставила 131 072-битную систему памяти процессорных элементов для компьютера Burroughs Illiac IV, используя 256-битные микросхемы ТТЛ.

Ли Бойсел адаптировал схему динамического тактирования для создания 256-битной динамической оперативной памяти (DRAM) в Fairchild в 1968 году и продолжил ее в Four Phase Systems с 1024- и 2048-битными устройствами. Ячейка памяти DRAM является энергозависимой и требует периодического обновления данных, но меньший размер чипа и, как следствие, более низкая стоимость перевешивают дополнительную сложность схемы. Джоэл Карп использовал ячейку с кремниевым затвором MOS, предложенную Биллом Регицем из Honeywell, для разработки Intel 1103, 1024-битной (1K) DRAM. В 1970 году, по цене 1 цент/бит, 1103 стал первым полупроводниковым чипом, который серьезно бросил вызов магнитным сердечникам . Технология МОП позволила создать 4К DRAM к 1973 году и 16К в 1974 году.

Однотранзисторная ячейка, запатентованная исследователем IBM Робертом Деннардом, привела к появлению 64К DRAM от японских и американских поставщиков еще до конца десятилетия, а также полупроводниковых основных систем памяти, которые были такими же надежными, быстрыми и экономичными, как ядра.

Количество производителей совместимых с разъемом (PCM) дисководов увеличивается

Основанная в 1961 году Лоренсом Л. (Ларри) Спиттерсом и другими из Ampex для производства профессиональных магнитных ленточных носителей, в 1966 году корпорация Memorex, Санта-Клара, штат Калифорния, стала первым независимым производителем сменных дисковых блоков . Компания представила Memorex 630, совместимый с IBM 2311 дисковый накопитель, в 1968 году. Memorex продавала 630 конечным пользователям мэйнфреймов IBM и подключала к их системам через блок управления хранилищем IBM 2841. Это побудило других поставщиков выйти на рынок совместимых с IBM производителей дисковых накопителей (PCM), включая Ampex, Century Data, Control Data Corporation, Information Storage Systems (ISS), Marshall, Potter Instruments и Telex.

Под руководством Кена Фаннина ключевыми инженерами проекта 630 были Дэйв Джепсон (запись), Джозеф Мус (серво) и Джон Ричардс (электроника). Рой Эпплквист рекомендовал привод звуковой катушки вместо гидравлического двигателя 2311. Его время поиска было существенно меньше, чем у 2311, и из-за меньшего количества механических деталей он позиционировался как более надежный.

В 1969 году Memorex представила более емкий диск 660 (совместимый с IBM 2314). Затем Memorex объединилась с Digital Equipment Corporation (DEC) для создания версии Memorex 630 с интерфейсом DEC, названной RP01, и Memorex 660, названной RP02.

Компания Burroughs, которая после слияния с Univac в 1986 году называлась Unisys, приобрела Memorex в 1981 году. Сейчас она принадлежит Imation, а название Memorex сохранилось как потребительский бренд кассет, ставший известным благодаря телевизионной рекламной кампании 1972 года, в которой голос джазовой певицы Эллы Фицджеральд разбивал стекло: «Это живой звук или Memorex?»

В 1980-х годах емкость магнитооптических носителей информации превзошла емкость магнитных дисков.

Работа над магнитооптическими (МО) технологиями для хранения данных началась в 1950-х и 1960-х годах в Bell Telephone, Honeywell, IBM, 3M и других лабораториях в США, Европе и Японии. Запись и стирание информации на магнитооптических пленках использует термомагнитный процесс. При температуре окружающей среды материал имеет высокую коэрцитивную силу (меру легкости намагничивания) и не реагирует на приложенное магнитное поле.

При нагревании до точки Кюри сфокусированным лазерным лучом пленка уменьшает коэрцитивную силу, позволяя электромагниту менять направление намагничивания. После охлаждения домен фиксируется и считывается с помощью эффекта Керра, который определяет направление намагничивания по вращению поляризованного луча отраженного света. Данные можно стирать и перезаписывать неограниченное количество раз.

Ди Чен продемонстрировал хранение данных на тонких пленках MnBi в Honeywell, Миннеаполис, MN, в 1967 году. Полупроводниковые диоды излучения вывели на рынок коммерческие накопители с носителями на основе аморфных магнитных пленок, смонтированных в сменных картриджах, в 1980-х годах. Легендарная презентация Стива Джобса в 1988 году 256-мегабайтного 5,25-дюймового MO-накопителя в рабочей станции NeXT представила эту технологию мировой аудитории. Хотя он был чрезвычайно надежным и предлагал большую емкость, медленная запись сделала MO непригодным для приложений, отличных от защищенного и архивного хранения. Последние часто включались в роботизированные библиотеки.

Появилось много производителей приводов и носителей, включая гигантов HP, IBM, Kodak, Philips, Pioneer и 3M, а также стартапы Laser Byte, MaxOptix, MOST и Pinnacle Micro. 5,25-дюймовые диски предлагали емкость от 256 МБ до 9,2 ГБ, а форматы 3,5-дюймовых и Sony MiniDisc оказались популярными для Nintendo и других развлекательных систем. Более дешевые приводы CD/DVD и флэш-накопители в значительной степени заменили устройства MO.