HDD ještě nekončí: co mají za sebou a před sebou?

Pamatujete ještě na firmy jako Conner, Quantum, Maxtor, Syquest nebo MiniScribe? Jde jen o některé z výrobců pevných disků, jichž prý bylo dohromady více než 200. Postupem času téměř všichni z tohoto průmyslu odešli, zkrachovali, nebo byli odkoupeni jinými firmami, přičemž se tak vytvořily i celé stromy postupných akvizic, z nichž vzešli zbývající nejsilnější výrobci pevných disků. Ti nyní zůstali pouze tři a jde o firmy Toshiba, Seagate a Western Digital a i když se můžeme setkat ještě se značkami jako HGST, Maxtor nebo Samsung, ve všech případech patří pod jednu z vyjmenovaných firem. Toshiba je také na rozdíl od WD a Seagate na trhu s 3,5" disky jen pár let (cca od 2012), takže se nedá počítat mezi tradiční výrobce.

Průmysl produkující pevné disky tedy potkalo přesně to samé, co řadu dalších počítačových odvětví. Na vyvíjejícím se trhu dokázali přežít pouze ti nejsilnější a ostatní zanikli, přestali se výrobě HDD věnovat, nebo se dostali do takové situace, že byli odkoupeni větší firmou. V posledních letech šlo často o odprodej divizí vyrábějících pevné disky, k čemuž se rozhodly jinak velké a úspěšné firmy. Když se podíváme na přeživší firmy, pak Toshiba a Western Digital si v roce 2012 rozdělily Hitachi, které zase v roce 2002 získalo HDD divizi od IBM. Toshiba ještě odkoupila HDD divizi Fujitsu a WD již v 80. letech firmu Tandon.

Největším žralokem ve vodách výrobců pevných disků byl ale Seagate, který přímo odkoupil firmy či části firem Control Data, Conner, Maxtor, Samsung a naposled LaCie, přičemž ty již dříve pohltily výrobce MiniScribe, Quantum, PrairieTek a další. Můžeme očekávat, že podobný vývoj bude mít i trh se stále populárnějšími SSD. Však dnes najdeme na trhu desítky firem prodávajících vlastní modely SSD, ale jen několik z nich jako Toshiba, Micron, Intel, Samsung či SanDisk také mají výrobní kapacity a potřebné know-how pro výrobu nezbytných pamětí NAND Flash. Řada ze společností se tak už kvůli tomu dostala do problémů, a to například OCZ Technology, která se zachránila díky Toshibě, pod níž nyní dále funguje jako OCZ Storage Solutions. Lze tedy očekávat, že malí výrobci SSD budou mít na trhu stále horší pozici a ve výhodě budou ti, kteří si dokáží zajistit stabilní zdroj pamětí pro svá SSD. Právě na nedostatek pamětí téměř dojela firma OCZ.

Na druhou stranu, SSD se v tomto podobají paměťovým modulům, kde je také velká konkurence mezi výrobci samotných paměťových čipů (vzpomeňme na zkrachovalou Elpidu a Qimondu), ale přesto stále existuje mnoho aktivních výrobců paměťových modulů. Čili zde je otázka, zda se v budoucnu objeví problémy, kvůli nimž by měli krachovat výrobci pamětí, nebo výrobci koncových produktů. Záleží tedy na tom, zda někdy nastane přesycení trhu, kvůli němuž k nelibosti jejich výrobců klesnou ceny pamětí, nebo jich bude naopak nedostatek, což zase pocítí výrobci modulů / SSD. A to může být ovlivněno kde čím, třeba politickou situací nebo živly, jako se to v roce 2011 stalo právě HDD průmyslu, čímž se zase vracíme zpět k našemu hlavnímu tématu, pevným diskům. Jak to s nimi tedy bylo?

První pevný disk

U zrodu pevných disků stála, jak jinak, společnost IBM, která na začátku 50. let potřebovala úložiště, které bude mít vysokou kapacitu, samozřejmě i přijatelnou cenu a umožní libovolný přístup k datům. Zkoušely se bubnové paměti a celá pole z bubnových pamětí, ovšem prosadila se zbrusu nová technologie pevného disku z laboratoří v San Jose, jež byla nedřív představenstvem odmítnuta jako hrozba pro byznys s děrnými štítky, aby ji následně prosadil prezident firmy. Pevný disk vytvořil novou úroveň paměti, tedy sekundární paměť, jež se v tehdejší hierarchii zařadila pod hlavní paměť tvořenou právě především bubny. Jejich technologie má ale k pevným diskům velmi blízko, neboť šlo o médium využívající magnetickou vrstvu na rotujícím bubnu, kolem nějž byly umístěny čtecí a zapisovací hlavy.
První pevné disky byly tedy pomalejší, ale levnější než bubnové paměti, což je základní vlastnost snad každé paměti, která se v hierarchii zařadí o stupeň níže. Známe to i dnes v řetězci procesorová cache - RAM - SSD - HDD. Na trh se pevný disk dostal v roce 1957 (rok předtím byl dodán první prototyp) jako jednotka IBM 350 a součást počítačového systému IBM 305 RAMAC. Sám o sobě byl vysoký přibližně jako člověk (přesně tedy 172 cm) a dokázal uložit 3,75 MB dat (3,56 MiB).
Leckde se dočteme, že měl kapacitu 5 MB, což není přesné, alespoň na dnešní poměry. Opravdu dokázal uložit 5 milionů znaků, ale ty byly 6bitové a ne jako dnes 8bitové. Umístěny byly na padesáti oboustranných plotnách o průměru 610 mm, takže snadno vypočteme, že oněch 5 milionů 6bitových znaků disk uložil na cca 292.000 cm². Na 1 cm² tak tento disk uložil asi 103 bitů, přičemž dnes dokáží ty nejlepší pevné disky s nejvyšší hustotou uložit na stejnou plochu kolem 300 miliard bitů, čili pokrok v magnetickém záznamu za posledních 60 let si nezadá s vývojem polovodičových čipů.

Každá plotna disku IBM 350 měla 100 stop a točila se rychlostí 1200 RPM, díky čemuž bylo dosaženo přenosové rychlosti 8800 znaků za sekundu. Tu ale značně zpomalovalo to, že každá plotna neměla své hlavičky. Ty se tedy musely nejdříve ve vertikálním směru vystavit pod a nad konkrétní plotnu, pak najít potřebnou stopu a sektor a nakonec začít číst nebo zapisovat.

Po prvním pevném disku následovaly další modely jako IBM 353 s kapacitou 16 MiB (2²¹ 64bitových slov) a každá jeho plotna už byla vybavena vlastními hlavami, díky čemuž se značně zrychlila přístupová doba na průměrných 180 ms. Zrovna v tomto ohledu se tedy moderní disky moc nezlepšily, ale tomu se nelze divit. Dále můžeme zmínit model IBM 1301 z roku 1961, který právě přinesl více hlav. Jejich tvar a tvar ramen byl navržen tak, aby se pohyboval na tenké vrstvě vzduchu těsně nad plotnou, díky čemuž se k ní mohly více přiblížit. Pohybovaly se společně, takže celý mechanismus připomínal velký hřeben, který se zasouvá mezi plotny.
Společnost IBM pokračovala ve vývoji a výrobě pevných disků a přišla s desítkami modelů se čtyřčíselným označením. Postupem času se disky začaly také zmenšovat, až dosáhly velikosti, která byla použitelná i u osobních počítačů IBM PC. Jejich éra, jak je dobře známo, začala s osmdesátými lety, na jejichž počátku byl pevný disk v počítači PC luxus, zatímco na jejich konci jej neměly jen ty nejlevnější modely. Ovšem ještě rok před představením prvního modelu IBM PC v roce 1981 byl uveden na trh pevný disk IBM 3380, který ukázal jak moc vepředu jsou velké disky určené pro servery a velké počítače. Byl to totiž první disk s více než gigabajtovou kapacitou, přesněji tedy s 2,52 GB a skládal se ze dvou 1,26GB modulů. Pyšnil se také přenosovou rychlostí 3 MB/s a přístupovou dobou 16 ms. Po sedmi letech se objevila i verze s trojnásobnou kapacitou.

Celý disk IBM 3380 měl ale tehdy velikost ledničky, vážil asi 250 kg a stál 40.000 amerických dolarů.