Marek Vraný 
Historie pevných disků (HDD) se trvá déle než 60 let a v něm jsme byli schopni vidět transformaci z objemných zařízení s nízkou kapacitou na řešení s vysokou hustotou za efektivní náklady.
První HDD, která se objevila v padesátých letech, byla velikost skříně, vážila téměř tunu a revolucionizovala zpracování dat tím, že umožnila okamžitý přístup k informacím určitým počítačovým systémům a mainframům. Skutečný triumf pevného disku však začal v 80. letech příchodem PC.
Pevné disky: Počáteční vývoj a standardizace
V prvních letech PC nabízí 5,25 palcové HDD jen několik megabajtů (MB) úložiště jako populární 20 MB modely. V té době byla tato kapacita dostatečná kvůli absenci grafických rozhraní a digitálního obsahu, který vyžadoval více prostoru.
S postupem času úložné kapacity Rychle se zvyšovaly, dokud nedosáhly stovek MB, spolu se standardizací rozhraní. Konektor Molex se stal standardem pro energii, zatímco paralelní ATA (PATA) a později dominovaly přenosu dat sériového ATA (SATA) a nahradily staré pásové kabely.
Během tohoto období se průmysl také rychle konsolidoval. V roce 1985 bylo 75 výrobců pevných disků a více než 200 společností se je v určitém okamžiku pokusilo vyrobit. V současné době zbývají tři, protože výroba je ve velkém měřítku zisková.
Historie pevných disků (HDD) se trvá déle než 60 let a v něm jsme byli schopni vidět transformaci z objemných zařízení s nízkou kapacitou na řešení s vysokou hustotou za efektivní náklady
Paralelně se formové faktory HDD neustále zmenšují. Koncem 80. let se staly populárními jednotkami 3,5 palce, zasadily se do zátok diskety a rychle se staly standardem pro servery a systémy úložiště, což je pozice, kterou dodnes udržují. Později se objevily menší formáty, například 2,5palcové jednotky pro notebooky, ačkoli se nyní nacházejí primárně v externích USB discích kvůli dominanci SSD v notebookech.
Objevily se i menší jednotky, například 1,8palcové HDD (použité v prvním iPodu v roce 2001) a 1palcové HDD (pro kompaktní sloty v digitálních kamerách). Na začátku roku 2000 se některé smartphony přišly zahrnovat modely pouhých 0,85 palce s kapacitou 4 GB. V mobilních zařízeních však převládala paměť flash a nastavila spodní limit pro Snížení fyzické velikosti HDD.
Více kapacity: PMR, helium a mikrovlnná trouba
Boom Flash Memory Boom přinutil pevné disky HDD, aby se rozlišili tím, že nabízejí vysoké kapacity za nízké náklady. Hlavní skok přišel s kolmým magnetickým záznamem (PMR) v polovině roku 2000. Na rozdíl od podélného záznamu (LMR), které vodorovně zarovnaly bity, je PMR uspořádala svisle, což výrazně zvyšovalo hustotu skladování.
Později, v polovině roku 2010, bylo dosaženo dalšího průlomu vyplněním disků heliem. Toto světlo, inertní plyn snižuje tření a turbulenci ve srovnání se vzduchem, což umožňuje použití tenčích disků a začlenění více talířů do stejného krytu. U devíti disků a PMR tato inovace umožnila výrobu pohonů až 16 TB.
V poslední době se jako nová technika objevila magnetický záznam asistovaný mikrovlnnou troubou (MAMR). Tato technologie používá mikrovlny k řízení a zaostření magnetického toku v psací hlavě, snižování energie potřebné k magnetizaci bitů a umožnění menších hlav a hustšího psaní.
Společnost Toshiba spustila jednotky s variantou zvanou Flow Controlled MAMR (FC-MAMR ™), která zvýšila skladovací kapacitu a zlepšila energetickou účinnost. Série MG10, představená v roce 2022, má 10-pohonovou design naplněnou heliem schopný ukládat až 22 TB při zachování 3,5palcového formátu.
Budoucnost technologie pevného disku
Na základě technologie FC-MAMR představila společnost Toshiba v roce 2024 rodinu pevných disků poháněných heliami v roce 2024. Tato inovace prokazuje potenciál zvýšit kapacitu bez zvýšení spotřeby energie.
Řada MG11 používá konvenční magnetický záznam (CMR) s FC-MAMR k dosažení kapacit až do 24 TB. Série MA11 používá rozložený magnetický záznam (SMR), který umožňuje kapacitu až 28tB. SMR píše data na částečně překrývající se skladby, zvyšuje hustotu a celkovou kapacitu každé jednotky.
CMR je ideální pro podnikové servery, které zpracovávají různá pracovní zátěž, zatímco průmysl se pohybuje směrem k SMR pro homogenní zatížení, která píšou velké objemy sekvenčních dat, pomocí mezipaměti optimalizovaných pro absorpci krátkých náhodných zápisů.
Další fází bude přepnutá magnetický záznam asistovaný mikrovlnnou troubou (MAS-MAMR), který aktivuje diskový materiál pomocí mikrovlny, aby se dále snižoval spotřebu energie a povolil menší psací hlavy. To vyžaduje nové nátěry na disku a přesnější přepínání mikrovlnné trouby.
V kombinaci s pokročilými jednotkami SMR a tenčích (nyní 0,55 mm, což umožňuje 11 jednotek v 3,5palcovém krytu), mohla MAS-MAM v následujících letech posunout kapacitu HDD na přibližně 40 TB. Společnost Toshiba ve skutečnosti již představila prototyp 11,24TB.
Do budoucna bude technologie magnetického záznamu podporovaného teplem nabídnout ještě větší potenciál. HAMR používá laserovou diodu k zahřívání magnetického materiálu do svého bodu curie, což umožňuje zarovnání bitů s velmi magnetickou energií. Zatímco MAMR primárně zvyšuje lineární hustotu, HAMR se zaměřuje na zvyšování hustoty trati.
Očekává se, že HAMR povolí jednotky větší než 40 TB a dokonce až 50 TB, v nadcházejících letech, zajistí, aby HDD zůstaly základem ukládání dat v informačním věku. Hamr se však stále musí vyvíjet, aby odpovídala spolehlivosti a účinnosti MAMR.
Podporovat udržitelnost a inovace
S rozsáhlým vyřazováním prvních cloudových infrastruktur se očekává významná vlna materiálu HDD určeného k recyklaci. Pevné disky se relativně snadno recyklují, protože obsahují pouze dva nebo tři typy kovů, na rozdíl od jiných elektronických zařízení, která zahrnují komplexní a potenciálně toxické sloučeniny, jako jsou baterie.
Poskytovatelé cloudových služeb se již připravují a očekává se, že výrobci HDD se aktivně účastní tohoto procesu recyklace.
Společnost Toshiba uznává rostoucí význam spolupráce se zákazníky a dalšími výrobci komponent (jako jsou servery, software, kabely a karty) k vytvoření robustního ekosystému úložiště. Tato vize se realizuje letos v letošním roce nové inovační laboratoře HDD v Německu Düsseldorf.
Tato laboratoř rozšiřuje schopnosti hodnocení HDD společnosti Toshiba, aby pomohla zákazníkům a partnerům optimalizovat konfigurace úložiště v aplikacích, jako je cloud, video dohled a systémy NAS. Zařízení nabízí platformu pro důkaz konceptu, srovnávání různých architektur a šíření znalostí prostřednictvím whitepapers a technických zpráv. Dále poskytuje zkušební jednotky a organizuje demonstrace na technologických veletrzích.
