Как емкость жесткого диска может быть такой большой, но форм-фактор остается прежним?

Question

Я только что купил два внешних USB-накопителя объемом 3 ТБ по отличной цене. Я собираюсь извлечь диски для использования NAS.

При этом мне стало любопытно, как будет развиваться емкость и как можно хранить столько данных и при этом оставаться в стандартном 3,5-дюймовом форм-факторе? В свое время массивный диск 40 ГБ был такой же формы и размера (хотя соединения отличаются, IDE против SATA).

Я понимаю, что голова управляет небольшим магнитным полем на блюде и основами работы жестких дисков. Я не знаю, что изменилось, чтобы позволить применить тот же принцип и получить большую выгоду.

Так как же теперь я могу хранить гораздо больше данных на пластинах, и все еще умещается в форм-факторе 3,5 "(или большой емкости в 2,5" в этом отношении)?

Answer 1

Там нет ни одной технологии, которая сделала бы это возможным. Есть много разных технологий, которые есть. Достаточно сложно определить один, но несколько примеров технологий, которые имеют огромное значение для плотности данных, - это перпендикулярная запись и значительно лучшее отслеживание головы, которое стало возможно благодаря более чувствительным микроэлектронным устройствам благодаря использованию гигантского магнитотетического сопротивления. Они в основном делают отдельные биты меньше и лучше их обнаруживают.

Хотя мы довольно близки к текущим теоретическим ограничениям плотности данных, новые технологии, такие как HAMR , вероятно, будут продолжать улучшать плотность хранения.

Answer 2

В дополнение к технологиям, упомянутым выше, я хотел бы добавить "Аналоговую обработку сигналов" и «Аналого-цифровые преобразователи», которые были значительно усовершенствованы за последние 2 десятилетия. Если вы подумаете об этом, жесткий диск по-прежнему вращается с той же скоростью и для сопоставимой плотности дорожек (что становится все труднее увеличивать), единственным решением для вас становится запись большего количества данных в одну дорожку. Это означает, что вы должны иметь возможность индуцировать и обнаруживать гораздо более быстрые изменения магнитного поля. Это возможно только благодаря более быстрой аналоговой электронике и более быстрым аналого-цифровым преобразователям.

Answer 3

Для записи большего количества данных в пакете того же размера требуется, в основном, более высокая битовая плотность. Больше битов на дорожку и больше дорожек на дюйм. Перпендикулярная запись позволяет битам занимать гораздо меньше места (вероятно, 10% пространства, необходимого для предыдущих методов). Но достижения в области микромеханики, микроэлектроники, магнетизма и обработки сигналов несут основную ответственность за плотность битов и дорожек текущего дня.

Первый жесткий диск, которым я владел (примерно в конце 1970-х), имел колоссальные 5 МБ (да, мегабайт). Я считаю, что спецификации были следующими: 2 пластины - 2 стороны (4 поверхности), 300 дорожек на поверхность, 17 секторов на дорожку, 256 байтов на сектор (4 * 300 * 17 * 256 = 5 222 400 байт).

Это около 120 треков на дюйм. Сравните это с сегодняшними 236 000 треков на дюйм, и вы увидите, откуда взялась увеличенная емкость.

Это был полноразмерный 5,25-дюймовый форм-фактор "голого" (внутреннего) диска ... Та же ширина и высота, что и у стека из 2 типичных современных внутренних DVD-приводов, с длиной (глубиной) примерно на 30% длиннее (немного меньше, чем 6 x 3,5 x 10 дюймов). Это весило то, что весит полноразмерный ноутбук HD-Video сегодня.

В то время это было предварительное производство, для использования в целях развития. Определенно современное в то время. Он был изготовлен Shugart Associates и был упакован в полноразмерный портфель Samsonite. В комплекте с кабелями, документацией и платой хост-адаптера SASI (SASI был предшественником SCSI). В корпусе была вставка из "поролона" с 2 "вырезами", 1 для привода и 1 для всего остального (плата адаптера хоста SASI была около 8 x 10 дюймов).

Весь комплект продавался как "Дело Шугарта об успехе". Я не помню, сколько это стоило, но я уверен, что это было, по крайней мере, 1000 долларов или, возможно, 1000 долларов. Я не помню, сколько это стоило, потому что это мне ничего не стоило ... Я выиграл его как "приз за дверь" на семинаре, организованном дистрибьютором Shugart. Это единственное что-либо значимое, что я когда-либо выиграл. Довольно печально (жесткий диск 5 МБ) по сегодняшним меркам.

Answer 4

Приведу цитату из tom'sHARDWARE частичный ответ может быть:

«Однако после одного привода Seagate разработала накопитель емкостью 2 ГБ с двумя приводами. Привод имел приводной механизм на противоположных углах, который теоретически обеспечивал удвоенную пропускную способность и работал независимо друг от друга. Привод имел частоту вращения 7200 об / мин и плотность дорожек 3000 дорожек на дюйм.

Для сравнения, новый Cheetah 15K.7 имеет плотность дорожек 165 000 дорожек на дюйм, а последний накопитель Seagate на 2 ТБ имеет 236 000 дорожек на дюйм ».

Answer 5

Ключевым моментом здесь является плотность: за счет уменьшения размера зондов на головках жестких дисков, разработки новых методов намагничивания, таких как перпендикулярная запись, и исследования материалов, обладающих лучшими магнитными свойствами, можно создавать меньшие дорожки на пластинах жесткого диска, таким образом увеличение их общего количества и, следовательно, количества битов, которые можно сохранить на диске.