تاريخ محركات الأقراص الصلبة، من البطاقات المثقوبة إلى محركات أقراص الحالة الصلبة

تُعد محركات الأقراص الصلبة جزءًا مهمًا من التكنولوجيا التي غالبًا ما تمر دون أن يلاحظها أحد مثل المكونات الأكثر جاذبية. هذا هو قلب أي نظام كمبيوتر. تتواجد جميع بياناتك الثمينة - المستندات والصور والموسيقى والتطبيقات وما إلى ذلك - على القرص الصلب HDD.

في هذه المقالة، سنتعمق في العالم المعقد لمحركات الأقراص الصلبة، ونستكشف تطورها من أجهزة عملاقة بحجم الغرفة إلى أجهزة قوية وصغيرة الحجم بحجم الجيب.

غطاء مثقب

في منتصف القرن العشرين، كانت البطاقات المثقوبة طريقة شائعة لتغذية المعلومات في أجهزة الكمبيوتر، حيث كانت كل بطاقة تتوافق مع سطر من الأوامر أو البيانات. كانت تلك أيام أجهزة الكمبيوتر المركزية، مثل IBM 305، التي كانت تخزن البيانات على محركات الأقراص الصلبة.

تخزين القرص IBM 350

كان نظام تخزين الأقراص 350 مكونًا رئيسيًا لنظام الوصول العشوائي IBM 305 RAMAC، الذي تم تقديمه في سبتمبر 1956. يتكون النظام من 40 قرصًا مغناطيسيًا وزوج من رؤوس القراءة/الكتابة مثبتة على ذراع تتحرك لأعلى ولأسفل للوصول إلى كل قرص. السعة الإجمالية لجميع الأقراص الـ 40 هي 5 ميجا بايت.

آي بي إم راماك 305

كان جهاز IBM RAMAC 305 عبارة عن جهاز معالجة بيانات إلكترونية للأغراض العامة. كان هذا أحد آخر أنظمة الصمامات المفرغة التي أنتجتها شركة IBM، وتم إنتاج أكثر من 1000 وحدة منه حتى أوقفت شركة IBM إنتاج هذا الخط في عام 1961. كان النظام ضخمًا للغاية ويتطلب ثلاثة مشغلين لتشغيله.

آل هوغلاند - عضو فريق مخترع نظام RAMAC

كان آل هوغلاند عضوًا في فريق RAMAC. عمل في شركة IBM لمدة 28 عامًا. وقال إن RAMAC كان أول نظام تخزين أقراص يستخدم لأجهزة الكمبيوتر. حينها بدأ يرى مستقبل محركات الأقراص الصلبة.

قرص مغناطيسي من IBM

اخترعت شركة IBM القرص المغناطيسي في أوائل الخمسينيات من القرن العشرين. يتكون القرص من 100 أخدود متحدة المركز على كل جانب. تحتوي كل فتحة على 500 حرف (أحرف وأرقام). يتيح هذا القرص للمستخدمين استرجاع المعلومات مباشرة في أقل من ثانية واحدة.

أسطوانة مغناطيسية IBM 650

أسطوانة بطول 16 بوصة (~40 سم)، تدور بسرعة 12500 دورة في الدقيقة، استخدمت في نظام الكمبيوتر IBM 650 في منتصف الخمسينيات من القرن العشرين، وتحمل 10000 حرف. يتم ترميز البيانات في شكل مغناطيسي على 40 مسارًا حول الأسطوانة.

القرص الصلب IBM 1311

بعد عامين فقط من طرح RAMAC 305، أصدرت IBM نظام 1311، وهو أول نظام تخزين يستخدم رؤوس قراءة/كتابة "طائرة" على أذرع ميكانيكية لقراءة وكتابة البيانات عبر أسطح 50 قرصًا مغناطيسيًا مقاس 24 بوصة. يتم توصيل ذراع رأس القراءة/الكتابة في 1311 بمحرك دوار، ويحتوي كل قرص على رأس قراءة/كتابة خاص به.

وحدة تخزين قابلة للإزالة IBM 1301

لقد أدت تكنولوجيا التخزين إلى تقليص حجم الأجهزة من حجم الثلاجة إلى حجم الغسالة. يتضمن النظام ستة أقراص قابلة للإزالة بقياس 14 بوصة، كل منها بسعة قصوى تبلغ 2.6 ميجابايت. تم استخدام 1301 في منتصف السبعينيات.

من عام 1979 إلى عام 2010

من عام 1970 إلى الآن، كان هناك 6 أجيال من محركات الأقراص الصلبة: كان أولها نموذج حجم القرص 8 بوصة (20 سم)، يليه أنواع 5.25 بوصة (13 سم)، و3.5 بوصة (9 سم)، و2.5 بوصة (6.4 سم)، و1.8 بوصة (4.6 سم) و1 بوصة (2.54 سم).

• قرص صلب صغير Hitachi Microdrive بسعة 16 جيجابايت

لقد كانت محركات الأقراص الصلبة صغيرة الحجم Microdrive من شركة Hitachi بمثابة وقود لثورة الأجهزة المحمولة. على سبيل المثال، كان جهاز iPod من إنتاج شركة Apple، عندما تم إصداره لأول مرة في عام 2001، يحتوي على قرص صلب مقاس 1.8 بوصة وسعة تخزين 5 جيجابايت. بحلول عام 2006، تم تجهيز iPod بقرص صلب صغير بسعة 160 جيجابايت.

• أصغر، أفضل

كان حجم Microdrive الأصلي 1.8 بوصة، ثم تم تقليصه إلى 1 بوصة، وأخيراً إلى 0.85 بوصة (2.2 سم).

• ذاكرة فلاش USB

تستحوذ وحدة تخزين الحالة الصلبة (SSD)، أو فلاش NAND، بسرعة على محركات الأقراص الصلبة التقليدية باعتبارها وحدة تخزين محمولة. تحتوي ذاكرة الفلاش Pico من SuperTalent (في الصورة) على 8 جيجابايت من البيانات. ومع ذلك، اليوم، يمكن لذاكرة USB بحجم الإصبع أن تصل إلى سعة تصل إلى 256 جيجابايت.

في عام 1956، كان جهاز RAMAC 305 يحمل 5 ملايين حرف. اليوم، أصبحت محركات الأقراص الصلبة متاحة بسعات تصل إلى 3 تيرابايت، وتقترب سعة تخزين SSD بسرعة من التيرابايت.

من عام 2010 حتى الآن

أصبحت محركات الأقراص الصلبة اليوم أصغر وأسرع وقادرة على تخزين كميات هائلة من البيانات. أصبح نوع آخر من تخزين البيانات، وهو محرك الحالة الصلبة (SSD)، الذي لا يحتوي على أجزاء متحركة ويستخدم ذاكرة فلاش للتخزين، شائعًا أيضًا بسبب سرعته وموثوقيته.

باستثناء الانخفاض الذي حدث في معظم عام 2022 وكل عام 2023، ارتفعت أسعار محركات الأقراص الصلبة بشكل عام مع استبدال شحنات أجهزة الكمبيوتر الشخصية للمؤسسات والمستهلكين والتقليدية بمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة، وزادت حصة محركات الأقراص الصلبة عالية السعة للمؤسسات في السوق الإجمالية. في عام 2022، من المتوقع أن يصل إجمالي شحنات الأقراص الصلبة إلى 172 مليون وحدة، بقيمة 20.4 مليار دولار. وبلغ إجمالي الشحنات في عام 2023 نحو 127 مليون وحدة بإجمالي إيرادات تقترب من 14 مليار دولار.

ويتوقع الخبراء أن يؤدي الطلب المتزايد على التخزين للذكاء الاصطناعي والتطبيقات الأخرى، إلى جانب تراكم المخزون بسبب الوباء، إلى زيادة الطلب على التخزين الرقمي في جميع القطاعات بحلول عام 2024. وكانت هناك علامات على التعافي في أسواق فلاش NAND وأقراص SSD في عام 2024، ومن المتوقع أن تشهد محركات الأقراص الصلبة زيادة في الطلب هذا العام أيضًا.

شهدت صناعة محركات الأقراص الصلبة نموًا في الإيرادات منذ نشأتها في عام 1956 حتى ذروتها في عام 2012. ومنذ تلك الذروة، انخفضت إيرادات محركات الأقراص الصلبة. ومن المتوقع شحن 127 مليون وحدة في عام 2024 بإيرادات تبلغ نحو 14 مليار دولار.

في حين أصبحت حلول التخزين السحابي ومحركات التخزين المرفقة بالشبكة (NAS) أكثر شيوعًا، لا تزال محركات الأقراص الثابتة مكونًا مهمًا في معظم أنظمة الكمبيوتر، حيث تعمل كأجهزة تخزين أساسية أو احتياطية.

إن تاريخ محركات الأقراص الصلبة هو قصة من الابتكار والتقدم المستمر، وهو يعكس التطور الأوسع لتكنولوجيا الكمبيوتر.