Jak powstał dysk twardy? To pytanie otwiera szerszą opowieść o sposobach przechowywania danych — od kart perforowanych po pamięci flash.
Historia zaczyna się przed rokiem 1956, gdy IBM wprowadził system RAMAC z jednostką IBM 350. Ten pierwszy komercyjny nośnik miał około 5 MB pojemności i wymagał całego pomieszczenia.
W kolejnych latach konstruowano kolejne modele: IBM 1301, wymienne nośniki 1311/2310, moduły 3330 oraz przełomowy „Winchester” 3340. Miniaturyzacja trwała dalej — ST-506, 5,25″ i 3,5″ Rodime, a później 2,5″ PrairieTek.
Przemiany na rynku napędzały ograniczenia wielkości, ceny i pojemności. Standardy takie jak IBM 80 kolumn, SMD czy SATA porządkowały sprzęt i wpływały na interoperacyjność.
W zarysie tej osi czasu widać, jak potrzeba szybszego dostępu do informacji i większej pojemności kształtowała komputerowe doświadczenia użytkowników oraz rozwój całego rynku.
Kluczowe wnioski
- Początki to karty i taśmy, a przełom nastąpił w 1956 roku z RAMAC.
- Miniaturyzacja i standardy ułatwiły rozwój dysków i ich dostępność.
- Wielkość, pojemność i cena decydowały o kolejnych generacjach nośników.
- Przejście na SATA i pamięć flash zmieniło tempo ewolucji rynku.
- Ewolucja nośników to historia kompromisów między prędkością a pojemnością.
Czytaj także: Jak powstała elektrownia? Wyjaśniamy proces
Od kart perforowanych do pamięci bębnowej: przedsionek historii dysków twardych
Zanim talerze magnetyczne stały się standardem, dominowały proste mechanizmy do zapisu i odczytu informacji. To właśnie karty i taśmy wyznaczyły kierunek rozwoju nośników.
Karta perforowana: od Jacquarda do standardu IBM 80 kolumn
Joseph Jacquard raz pierwszy zastosował perforację do sterowania maszyną w 1805 roku. W pierwszej połowie XX wieku karty stały się masowym nośnikiem informacji.
IBM ustandaryzowało format 80 kolumn. Karta miała grubość 0,18 mm i przyspieszyła automatyzację przetwarzania danych.
Taśma perforowana i taśma magnetyczna
Taśmy perforowane oferowały zwykle 5–8 ścieżek i długość ok. 300 m. Później, w roku 1951, pojawiła się taśma magnetyczna.
Taśma magnetyczna zapisywała około 1 MB przy gęstości 100 bitów/cal na 9 ścieżkach, używając ok. 330 metrów taśmy. To był kamień milowy dla późniejszych dysków.
Pamięć bębnowa Tauschecka (1932)
Pamięć bębnowa Gustava Tauschecka z 1932 roku to walec pokryty materiałem magnetycznym. IBM 650 miał bęben długości 40 cm, 12 500 obr./min i ok. 10 tys. znaków pojemności.
Stałe głowice i szybki obrót dawały lepszy czas odczytu niż wiele wcześniejszych urządzeń.
Dyskietki i płyty CD/DVD
Dyskietki IBM z 1971 roku zaczęły jako 8″, potem 5,25″ i 3,5″. Płyty CD pojawiły się w roku 1987 dzięki firmom Sony i Philips i wprowadziły optyczny zapis na 12‑cm nośniku.
Różnice obejmowały pojemności, trwałość i mechanikę zapisu. Optyczny zapis pojawił się jako wygodne medium do dystrybucji, ale nie zastąpił taśm przy częstych zapisach.
| Nośnik | Lata | Typ zapisu | Przykładowa pojemność |
|---|---|---|---|
| Karta perforowana | 1805–XX w. | mechaniczny | dziesiątki znaków na kartę |
| Taśma magnetyczna | 1951 roku | magnetyczny | ~1 MB na 330 m taśmy |
| Pamięć bębnowa | 1932 roku | magnetyczny (walec) | ~10 000 znaków (IBM 650) |
| Dyskietka / CD | 1971 / 1987 roku | magnetyczny / optyczny | od kilkuset KB do kilkuset MB |
- Ograniczenia: papier zużywał się, taśmy miały problemy z gęstością zapisu.
- Bębny i taśmy ustąpiły miejsca talerzom ze względu na skalowalność pojemności i szybkość dostępu.
Jak powstał dysk twardy? RAMAC 305 i pamięć IBM 350 (1956)
W 1956 roku IBM wprowadził RAMAC 305 z jednostką pamięci IBM 350, co otworzyło erę urządzeń z bezpośrednim dostępem do danych.
Pierwszy dysk w praktyce to skrzynia wypełniona talerzami wielkości pizzy. Głowice osadzono na jednym ramieniu, które przesuwało się pionowo między powierzchniami.
„Pierwszy dysk” w praktyce
IBM 350 oferował ok. 5 mln znaków (~5 MB) rozłożone na około 40–50 talerzy. Prędkość talerzy wynosiła około 1 200 obr./min.
Czas odczytu był nieco poniżej sekundy (~600 ms), a transfer sięgał 8,8–10 KB/s. Taka pojemność pozwalała przechowywać podstawowe dane księgowe i operacyjne.
Wielkość, koszt i rynek
Jednostka pamięci i komputer zajmowały całe pomieszczenie i ważył tonę. System często wynajmowano firmom za około 35 000 USD.
„Swobodny dostęp do danych okazał się przewagą nad sekwencyjną taśmą”
Dlaczego to istotne? Architektura głowic i talerzy IBM 350 ustaliła model działania kolejnych urządzeń. To zmieniło sposób organizacji danych w komputerach i zapoczątkowało rozwój pamięci masowej.
| Parametr | Wartość | Znaczenie |
|---|---|---|
| Pojemność | ~5 MB | Obsługa danych księgowych i operacyjnych |
| Talerze | 40–50 | Duża powierzchnia zapisu |
| Czas odczytu | ~600 ms | Bezpośredni dostęp zamiast sekwencyjnego |
| Transfer | 8,8–10 KB/s | Wystarczający do bieżących zadań |
| Koszt i rozmiar | ~35 000 USD, ważył tonę | Wymagał dedykowanej przestrzeni i serwisu |
Era IBM: od 1301 do „Winchester” 3340 — przyspieszenie lat 60. i 70.
Lata 60. i 70. to okres, gdy konstrukcje firmy IBM znacząco zmieniły tempo rozwoju pamięci masowych. Modele te skupiały się na skróceniu czasu dostępu i zwiększeniu pojemności.
IBM 1301 i szybszy odczyt
Model 1301 z 1961 roku miał 25 talerzy i własne głowice dla każdej powierzchni. Dzięki temu czas odczytu skrócił się do około 180 ms, a pojemność sięgała ~28 MB.
Wymienne pakiety i modułowość
W 1962 pojawił się 1311 z pakietami 1316 (6 talerzy, ~2 mln znaków). Kaseta 2315 użyta w 2310 (1964) oferowała ok. 1 MB na talerz.
W 1970 roku 3330 wprowadził modułowe stacje z korekcją błędów i pakietami 3336 (11 talerzy, ~100 MB). Rok później i w 1974 pojemność wzrosła do ~200 MB, co zwiększało elastyczność konfiguracji.
Winchester 3340 i standaryzacja
IBM 3340 z 1973 roku zintegrował głowice z talerzami w zamkniętej obudowie. Ten „Winchester” podniósł bezpieczeństwo i ułatwił serwisowanie.
„Integracja mechaniki i elektroniki w jednej kasetowej jednostce zmieniła praktyki serwisowe”
W tym samym roku pojawił się interfejs SMD, który tym samym zunifikował komunikację napędów z systemami minikomputerów. Pod koniec lat 70. konstrukcje osiągały już przekroje pojemności ponad 1 GB, choć gabaryty pozostały duże.
Miniaturyzacja i PC: od ST-506 do 3,5 cala i przełomu 2,5 cala
Lata 80. przyniosły miniaturyzację, która umożliwiła montaż pamięci wewnątrz obudów komputerów osobistych.
ST‑506 firmy Shugart Technology (później Seagate) z 1980 roku okazał się przełomowy. Miał format 5,25″, około 5 MB pojemności i korzystał z kodowania MFM/RLL. Interfejs ST506 ułatwiał integrację z kontrolerami PC, więc urządzenia tego typu szybko trafiły na rynek konsumencki.
Rodime i 3,5 cala
W 1983 roku szkocka firma Rodime wprowadziła pierwszy 3,5‑calowy napęd o pojemności około 10 MB. Ten format stał się desktopowym standardem i tym samym zmienił oczekiwania użytkowników co do wielkości i przenośności danych.
PrairieTek 2,5 cala
Pod koniec lat 80. pojawił się PrairieTek 220 — raz pierwszy 2,5″ napęd zaprojektowany dla laptopów. Mniejsze formy wymagały nowych metod upakowania bitów, ale dały początek mobilności.
- Dlaczego to ważne: ST‑506 zmieścił się w obudowie PC i otworzył rynek.
- Korzyści kodowania: MFM i RLL poprawiały efektywną gęstość i transfer.
- Efekt dla użytkownika: można było instalować systemy i przenosić pliki bez taśm.
Mobilność, Microdrive i SSD: nowe sposoby przechowywania danych
Koniec lat 90. przyniósł pierwszy mały mechaniczny napęd, który zmienił podejście do przenośnej pamięci. IBM Microdrive z 1999 roku mieścił 170–340 MB i był najmniejszym wtedy urządzeniem tego typu.
Microdrive i iPod — miniaturyzacja w praktyce
Microdrive umożliwił odtwarzacze muzyczne z tysiącami utworów w kieszeni. Apple w 2001 roku wypuściło iPoda z 1,8‑calowym napędem 5 GB, a w 2006 roku pojemności osiągnęły 160 GB.
SATA I/II/III i terabajty na rynku masowym
Interfejs SATA zadebiutował w 2002 roku, a jego kolejne wersje (2004, 2009) zwiększyły przepustowość do 6 Gb/s. Dzięki temu 2,5″ i 3,5″ dyski osiągnęły masową dostępność w pojemnościach rzędu terabajtów.
Pamięć flash i SSD — czas kontra pojemność
SSD oparte na pamięci NAND oferują bardzo krótki czas odczytu i wysoką responsywność. Przykłady wczesnych rozwiązań sięgają lat 90. (np. M‑Systems).
Mimo to dyski twarde zachowały przewagę kosztu za gigabajt i większe pojemności. W praktyce oba typy współistnieją — wybór zależy od potrzeb dotyczących prędkości, pojemności i budżetu.
- Mobilność: miniaturowe napędy i pamięć flash zrewolucjonizowały urządzenia przenośne.
- Standardy: SATA uprościł instalację i przyspieszył transfery.
- Równowaga: SSD dla szybkości, HDD dla pojemności i ceny.
Wniosek
Przemiana nośników pamięci pokazuje, jak zmieniały się potrzeby przechowywania danych.
Historia od IBM 350 z 1956 roku, który ważył tonę i mieścił ok. 5 MB, po współczesne urządzenia potwierdza trend: większa pojemność przy mniejszych wielkościach. Firmy takie jak IBM, Seagate, Rodime, PrairieTek czy Apple tym samym ustawiły kamienie milowe rozwoju.
W praktyce wybór między HDD a SSD zależy od celu. HDD nadal oferuje najlepszą cenę za gigabajt i sprawdza się przy archiwizacji. SSD z kolei daje krótszy czas dostępu i lepszą responsywność.
Przyszłość pamięci masowych będzie napędzać rosnąca skala danych i potrzeby użytkowników. To ciągła optymalizacja pojemności, szybkości i kosztów.
Czytaj także: Pierwszy komputer osobisty – jak powstał Apple I - geneza