En 1953, IBM reconoció la aplicación inmediata de lo que denominó un "Archivo de Acceso Aleatorio" con alta capacidad y acceso aleatorio rápido a un costo relativamente bajo. [1] Después de considerar tecnologías como matrices de alambre, matrices de varillas, tambores, matrices de tambores, etc., [1] los ingenieros del laboratorio de IBM en San José, California, inventaron la unidad de disco duro . [2] La unidad de disco creó un nuevo nivel en la jerarquía de datos de la computadora , entonces denominado Almacenamiento de Acceso Aleatorio pero hoy conocido como almacenamiento secundario , menos costoso y más lento que la memoria principal (entonces típicamente tambores y más tarde memoria central ) pero más rápido y más caro que las unidades de cinta . [3]
El uso comercial de las unidades de disco duro (HDD) comenzó en 1957, con el envío de un sistema de producción IBM 305 RAMAC que incluía almacenamiento en disco IBM Modelo 350. [4] La patente de EE. UU. 3.503.060 emitida el 24 de marzo de 1970 y que surge del programa IBM RAMAC generalmente se considera la patente fundamental para las unidades de disco. [5]
Cada generación de unidades de disco reemplazó a dispositivos más grandes, más sensibles y más engorrosos. Las primeras unidades solo se podían usar en el entorno protegido de un centro de datos . Las generaciones posteriores llegaron progresivamente a fábricas, oficinas y hogares, y finalmente se volvieron omnipresentes.
El diámetro de los medios de disco era inicialmente de 24 pulgadas, pero con el tiempo se ha reducido a los tamaños estándar actuales de 3,5 y 2,5 pulgadas. Las unidades con medios de mayor diámetro, de 24 y 14 pulgadas, se montaban normalmente en cajas independientes (similares a lavadoras ) o en grandes gabinetes de rack para equipos. Las unidades individuales a menudo requerían alimentación de CA de alta corriente debido a los grandes motores necesarios para hacer girar los grandes discos. Las unidades con medios más pequeños generalmente se ajustaban a los factores de forma estándar de facto .
La capacidad de los discos duros ha crecido exponencialmente con el tiempo. Cuando los discos duros estuvieron disponibles para las computadoras personales, ofrecían una capacidad de 5 megabytes . A mediados de la década de 1990, el disco duro típico para una PC tenía una capacidad en el rango de 500 megabytes a 1 gigabyte . [6] A partir de octubre de 2024, [actualizar]estaban disponibles unidades de disco duro de hasta 32 TB. [7]
La producción unitaria alcanzó su punto máximo en 2010, con alrededor de 650 millones de unidades, y desde entonces ha estado en lento descenso.
Década de 1950-1970
El IBM 350 Disk File fue desarrollado bajo el nombre clave RAMAC por un equipo de IBM San Jose dirigido por Reynold Johnson . Se anunció en 1956 con la entonces nueva computadora IBM 305 RAMAC . [8] Una variante, el IBM 355 Disk File, se anunció simultáneamente con la computadora IBM RAM 650, [9] una mejora de la IBM 650 .
La unidad IBM 350 tenía cincuenta platos de 24 pulgadas (0,6 m), con una capacidad total de cinco millones de caracteres de 6 bits (3,75 megabytes ). [10] Se utilizó un solo conjunto de cabezales con dos cabezales para acceder a todos los platos, lo que produjo un tiempo de acceso promedio de poco menos de 1 segundo.
La unidad de disco RAMAC creó un nuevo nivel en la jerarquía de datos de la computadora , hoy conocido como almacenamiento secundario , menos costoso y más lento que la memoria principal (en ese entonces típicamente núcleo o tambor ) pero más rápido y más caro que las unidades de cinta . [3] Posteriormente, hubo un período de aproximadamente 20 años en el que otras tecnologías compitieron con los discos en el mercado de almacenamiento secundario, por ejemplo, tiras de cinta, por ejemplo, NCR CRAM , cartuchos de cinta, por ejemplo, IBM 3850 , y tambores, por ejemplo, Burroughs B430, UNIVAC FASTRAND , pero todos finalmente fueron reemplazados por HDD.
La unidad de almacenamiento en disco IBM 1301 , [11] anunciada en 1961, introdujo el uso de cabezales con cojinetes de aire autoactuantes (cabezales autovolantes) con un cabezal por cada superficie de los discos. En 1963, le siguió el IBM 1302 , con una capacidad cuatro veces superior.
También en 1961, Bryant Computer Products presentó sus unidades de disco de la serie 4000. Estas enormes unidades medían 1,3 m (52 pulgadas) de alto, 1,8 m (70 pulgadas) de largo y 1,8 m (70 pulgadas) de ancho, y tenían hasta 26 platos, cada uno de 0,99 m (39 pulgadas) de diámetro, que giraban a una velocidad de hasta 1200 rpm. Los tiempos de acceso eran de entre 50 y 205 milisegundos (ms). La capacidad total de la unidad, dependiendo del número de platos instalados, era de hasta 205 377 600 bytes (205 MB). [12] [13]
La primera unidad de disco que utilizó medios extraíbles fue la IBM 1311. Se introdujo en 1962 y utilizaba el paquete de discos IBM 1316 para almacenar dos millones de caracteres. Le siguieron la IBM 2311 (1964), que utilizaba el paquete de discos IBM 1316 para almacenar 5 megabytes, la IBM 2314 (1965), que utilizaba el paquete de discos IBM 2316 para almacenar 29 megabytes, la IBM 3330, que utilizaba paquetes de discos 3336 para almacenar 100 megabytes, y la 3330-11, que utilizaba el 3336–11 para almacenar 200 megabytes.
Un IBM 350 parcialmente desmontado (RAMAC)
Memorex envió el primer HDD, el Memorex 630, en 1968, compatible con un modelo IBM 2311, lo que marcó el comienzo de la competencia independiente (fabricantes compatibles con conectores o PCM) para HDD conectados a sistemas IBM. Le siguió en 1969 el Memorex 660, compatible con IBM 2314, que fue fabricado por DEC y revendido como RP02.
Paquetes de discos extraíbles
En 1964, Burroughs introdujo la unidad de disco B-475, con un cabezal por pista, como parte del B5500.
Unidad de disco Burroughs B-475 (en un círculo)
En 1970, IBM presentó la unidad de disco 2305, con un cabezal por pista. En junio presentó la unidad de almacenamiento de acceso directo 3330 , cuyo nombre en código era Merlin . Sus paquetes de discos extraíbles podían contener 100 MB. Un avance importante introducido con el 3330 fue el uso de la corrección de errores , que hizo que esta y la mayoría de las unidades posteriores fueran más confiables y menos costosas porque se podían tolerar pequeñas imperfecciones en la superficie del disco.
En 1973, Control Data Corporation presentó la primera de su serie de unidades de disco SMD que utilizaban la tecnología de paquetes de discos convencional. La familia SMD se convirtió en la unidad de disco predominante en el mercado de minicomputadoras hasta la década de 1980.
También en 1973, IBM presentó la unidad de disco IBM 3340 "Winchester" y el módulo de datos 3348, el primer uso comercial significativo de cabezales de baja masa y baja carga con platos lubricados y la última unidad de disco IBM con medios extraíbles. Esta tecnología y sus derivados siguieron siendo el estándar hasta 2011. El jefe del proyecto, Kenneth Haughton, lo nombró en honor al rifle Winchester 30-30 porque se planeó que tuviera dos husillos de 30 MB; sin embargo, el producto real se envió con dos husillos para módulos de datos de 35 MB o 70 MB. [14] El nombre "Winchester" y algunos derivados aún son comunes en algunos países de habla no inglesa para referirse en general a cualquier disco duro (por ejemplo, Hungría , Rusia ).
En 1975, IBM y StorageTek introdujeron el actuador de "brazo oscilante". [15] [16] El diseño simple de la unidad IBM 62GV (Gulliver), [17] inventada en los laboratorios Hursley de IBM en el Reino Unido, se convirtió en la invención electromecánica más autorizada de IBM. [18] El brazo oscilante se adoptó en la década de 1980 para todos los discos duros y todavía se utiliza casi 50 años y 10 mil millones de brazos después.
Los medios de diámetro más pequeño comenzaron a utilizarse durante la década de 1970 y hacia fines de la década se habían establecido factores de forma estándar para unidades que usaban medios de 8 pulgadas nominalmente (por ejemplo, Shugart SA1000) y medios de 5,25 pulgadas nominalmente (por ejemplo, Seagate ST-506 ).
Durante la década de 1970, la producción cautiva, dominada por la producción de IBM para su propio uso, siguió siendo el mayor canal de ingresos para los discos duros, aunque la importancia relativa del canal OEM aumentó. Liderado por Control Data , Diablo Systems, CalComp y Memorex , el segmento OEM alcanzó los 631 millones de dólares en 1979, pero todavía muy por debajo de los 2.800 millones de dólares asociados a la producción cautiva. [19]
Años 80, la transición a la era del PC
En la década de 1980, la era de las minicomputadoras alcanzó su punto máximo con la introducción de las PC. Fabricantes como IBM, DEC y Hewlett-Packard continuaron fabricando sistemas de disco duro de 14 pulgadas, ya que la industria demandaba mayor capacidad de almacenamiento; una de esas unidades es la IBM 3380 de 2,52 GB de 1980. Pero estaba claro que los sistemas de almacenamiento Winchester más pequeños estaban eclipsando a los discos duros de platos grandes.
En la década de 1980, las unidades de 8 pulgadas utilizadas con algunos sistemas de gama media aumentaron desde un mínimo de aproximadamente 30 MB en 1980 a un máximo de 3 GB en 1989. [20]
Disco duro Seagate de 20 MB y controlador Western Digital para PC
Al principio, las unidades de disco duro para ordenadores personales (PC) eran una característica opcional poco común y muy cara; los sistemas normalmente solo tenían unidades de disquete, menos costosas, o incluso unidades de cinta de casete como medios de almacenamiento secundario y de transporte. Sin embargo, a finales de los años 80, las unidades de disco duro eran estándar en todos los PC, salvo en los más económicos, y los disquetes se utilizaban casi exclusivamente como medios de transporte.
La mayoría de las unidades de disco duro a principios de los años 1980 se vendían a los usuarios finales de PC por integradores de sistemas como Corvus Disk System o fabricantes de sistemas como Apple ProFile . El IBM PC XT de 1983 incluía una unidad de disco duro interna estándar de 10 MB y la versión de IBM del controlador de disco duro Xebec y, poco después, las unidades de disco duro internas proliferaron en los ordenadores personales; un tipo popular era el disco duro ST506/ST412 y la interfaz MFM.
Los discos duros continuaron haciéndose más pequeños con la introducción del formato de 3,5 pulgadas por Rodime en 1983 y el formato de 2,5 pulgadas por PrairieTek en 1988. [21]
La participación de la industria alcanzó su punto máximo con alrededor de 75 fabricantes activos en 1985 y luego disminuyó a partir de entonces, aunque el volumen continuó aumentando: en 1989 alcanzó 22 millones de unidades y 23 mil millones de dólares en ingresos. [22]
Década de 1990
Aunque hubo una cantidad de nuevos participantes, los participantes de la industria continuaron disminuyendo en total a 15 en 1999. El volumen unitario y los ingresos de la industria aumentaron monótonamente durante la década de 1990 a 174 millones de unidades y 26 mil millones de dólares. [23]
A mediados de los años 90, aparecieron las tarjetas de disco duro PC Card Tipo II. [24] Estas tarjetas fueron las primeras en tener un grosor de 5 mm, que es el grosor de una PC Card Tipo II. [25] [26]
La producción industrial se consolidó alrededor de los factores de forma de 3,5 y 2,5 pulgadas; los factores de forma más grandes desaparecieron mientras que se ofrecieron varios factores de forma más pequeños pero alcanzaron un éxito limitado, por ejemplo, HP Kittyhawk de 1,3 pulgadas , IBM Microdrive de 1 pulgada , etc.
En 2012, Western Digital anunció la primera unidad de 2,5 pulgadas y 5 mm de espesor, y la primera unidad de 2,5 pulgadas y 7 mm de espesor con dos platos [31]
La producción unitaria alcanzó su punto máximo en 2010, con alrededor de 650 millones de unidades. Desde entonces, los envíos de unidades han experimentado un lento descenso, con envíos de alrededor de 276 millones de unidades en 2018 y se prevé un descenso algo más lento a partir de entonces. [32]
A partir de 2020, los SSD comenzaron a competir con los HDD.
A partir de enero de 2024, el disco duro más grande es de 32 TB (mientras que los SSD pueden ser mucho más grandes, de 100 TB, los SSD de consumo masivo tienen un límite de 8 TB). [7] Hay unidades más pequeñas, de 2,5 pulgadas, disponibles en hasta 2 TB para computadoras portátiles y 6 TB como unidades externas.
Cronología
1956 – IBM 350A , envío de prototipo de unidad de disco a Zellerbach, SF CA, EE. UU.
1957 – IBM 350 , primera unidad de disco de producción, 5 millones de caracteres (6 bits), equivalente a 3,75 megabytes.
1961 – Se presenta la unidad de almacenamiento en disco IBM 1301, con un cabezal por superficie y cabezales voladores aerodinámicos y 28 millones de caracteres (6 bits) por módulo.
1961 – Bryant 4000 (división Bryant Computer Products de Ex-Cell-O) hasta 205 MB en hasta 26 platos de 29 pulgadas de diámetro. [33]
1962 – IBM 1311 introdujo paquetes de discos extraíbles que contenían 6 discos y almacenaban 2 millones de caracteres por paquete.
1964 – IBM 2311 con 7,25 megabytes por paquete de discos
1964 – Unidad de disco de cartucho extraíble IBM 2310 con 1,02 MB en un disco
1965 – IBM 2314 con 11 discos y 29 MB por paquete de discos
1968 – Memorex es el primero en comercializar una unidad de disco compatible con el conector IBM
1970 – IBM 3330 Merlin, se introdujo la corrección de errores, 100 MB por paquete de disco
1973 – IBM 3340 Winchester introdujo paquetes de discos sellados extraíbles que incluían un conjunto de cabezal y brazo, de 35 o 70 MB por paquete.
1979 – IBM 0680 Piccolo – 64,5 megabytes, seis discos de 8 pulgadas, primer HDD de 8 pulgadas
1980 – El IBM 3380 fue la primera unidad de disco del mundo con capacidad de gigabytes. Dos conjuntos de discos de 1,26 GB (esencialmente dos HDD) se empaquetaron en un gabinete del tamaño de un refrigerador, [34] pesaban 455 kg (1000 lb) y tenían un precio de US$81.000 (modelo B4), que son US$299.530 en términos actuales. [35]
1980 – Seagate lanza el primer disco duro de 5,25 pulgadas, el ST-506 ; [36] tenía una capacidad de 5 megabytes, pesaba 5 libras (2,3 kilogramos) y costaba 1.500 dólares estadounidenses [37].
1983 – Se lanzan las primeras unidades RO351/RO352 de 3 1 ⁄ 2 pulgadas con una capacidad de 10 megabytes [38]
1986 – Estandarización de SCSI
1988 – PrairieTek 220 – 20 megabytes, dos discos de 2,5 pulgadas, primer HDD de 2,5 pulgadas [21]
1989 – Jimmy Zhu y H. Neal Bertram de la UCSD propusieron una microestructura granular desacoplada por intercambio para medios de almacenamiento en disco de película delgada, que todavía se utiliza en la actualidad.
1990 – IBM 0681 “Redwing” – 857 megabytes, doce discos de 5,25 pulgadas. Primer HDD con tecnología PRML (Digital Read Channel con algoritmo de “máxima verosimilitud de respuesta parcial”).
1991 – Areal Technology MD-2060 – 60 megabytes, un disco de 2,5 pulgadas. Primer disco duro comercial con discos hechos de vidrio. [39] [40] [41]
1991 – IBM 0663 “Corsair” – 1.004 megabytes, ocho discos de 3,5 pulgadas; primer HDD que utiliza cabezales magnetorresistivos
1991 – Periféricos integrales 1820 “Mustang” – 21,4 megabytes, un disco de 1,8 pulgadas, primer HDD de 1,8 pulgadas [42]
1992 – HP Kittyhawk – 20 MB, primera unidad de disco duro de 1,3 pulgadas
1992 – Seagate lanza el primer disco duro de 7200 rpm, el Barracuda [42]
1993 – IBM 3390 modelo 9, la última unidad de disco grande y costosa de un solo uso anunciada por IBM
1994 – IBM presenta las zonas de aterrizaje texturizadas por láser (LZT) [43]
1994 – Maxtor presenta el primer disco duro de 5 mm de espesor. [26]
1996 – Seagate lanza el primer disco duro de 10.000 rpm, el Cheetah [42]
1997 – IBM Deskstar 16 GB “Titan” – 16.800 megabytes, cinco discos de 3,5 pulgadas; primeros cabezales de magnetorresistencia gigante (GMR)
1997 – Seagate presenta el primer disco duro con cojinetes de fluido [44]
1997 – Seagate presenta el primer disco duro ATA de 7200 rpm, Medalist Pro 6530 y Medalist Pro 9140 [45]
1998 – Se estandarizan UltraDMA/33 y ATAPI
1999 – IBM lanza el Microdrive en capacidades de 170 MB y 340 MB
2000 – Seagate lanza el primer disco duro de 15.000 rpm, el Cheetah X15 [42]
2002 – ATA (paralela) rompe la barrera de espacio de direccionamiento de 137 GB (128 GiB)
2002 – Seagate envía los primeros discos duros Serial ATA [46] [47] [42] [48]
2003 – IBM vende la división de unidades de disco a Hitachi
2004 – Toshiba lanza MK2001MTN, la primera unidad de 0,85 pulgadas con una capacidad de 2 gigabytes [42]
2005 – Se estandariza Serial ATA 3 Gbit/s
2005 – Seagate presenta el sensor de lectura magnetorresistivo de túnel (TMR) y el control de espaciado térmico
2006 - Samsung anuncia un disco duro híbrido desarrollado conjuntamente con Microsoft, que tiene grandes cantidades de memoria flash como caché para mejorar el rendimiento, pensado como una solución provisional entre los discos duros y las unidades de estado sólido [50] [51] [52] En 2010, Seagate anunció su versión de la unidad, llamándola SSHD. [53]
2007 - Hitachi es el primero en ofrecer un disco duro de 1 TB en un formato de 3,5 pulgadas. [54] [55] [56]
2009 - Western Digital es el primero en ofrecer un disco duro de 1 TB en un formato de 2,5 pulgadas. [57]
2009 – Western Digital presenta el primer disco duro con actuador piezoeléctrico de dos etapas [58]
2010 – Se fabrica el primer disco duro que utiliza el formato avanzado de sectores de 4096 bytes en lugar de sectores de 512 bytes. [59] : Descripción general
2011 - Samsung anuncia 1 TB de capacidad por plato de disco duro de 3,5 pulgadas. [60]
2012 – TDK demuestra 2 TB en un solo plato de 3,5 pulgadas [61]
2012 – WDC adquiere HGST y la opera como subsidiaria de su propiedad absoluta. Luego, WDC otorga los derechos a Toshiba, [62] lo que le permite volver a ingresar al mercado de unidades de disco duro de escritorio de 3,5 pulgadas. [63]
2013 – HGST lanza el primer disco duro moderno [64] lleno de helio; He6 con 6 TB en 7 platos [65] (anunciado en 2012). [66] [67]
2013 – Seagate afirma ser el primero en enviar discos duros con grabación magnética (SMR) en tejas [68]
2017 – Seagate afirma que la velocidad de transferencia de datos de un disco duro convencional que gira a 7200 rpm utilizando dos brazos actuadores independientes [69], cada uno de los cuales contiene ocho cabezales de lectura y escritura (dos por plato), y anuncia planes para su lanzamiento en 2019 bajo la marca registrada Mach.2. Esto es similar a las velocidades de lectura de los SSD de gama baja (la velocidad de escritura en un SSD es menor que la velocidad de lectura). Los productos con esta tecnología se lanzaron en 2021. [70]
2020: la primera unidad EAMR, la Ultrastar HC550, se envió a fines de 2020. [71] [72] [73]
2021 – Seagate lanzó unidades HAMR de 20 TB en enero de 2021. [74]
2021 - Toshiba lanza los primeros discos duros FC-MAMR. [75]
2022: Western Digital y Seagate lanzan discos duros con 10 platos. [76] [77]
2024 - Seagate lanza la línea de productos Exos Mozaic 3+ con cabezales HAMR, en tamaños de hasta 32 TB. [7]
Historial de fabricación
Diagrama de consolidación
La fabricación comenzó en Silicon Valley, California, en 1957 con el envío de producción de IBM del primer HDD, el IBM RAMAC 350. La industria creció lentamente al principio con tres compañías adicionales en el mercado en 1964: Anelex , Bryant Computer Products y Data Products . [78] La industria creció rápidamente a fines de la década de 1960 y nuevamente en la década de 1980, alcanzando un pico de 75 fabricantes en 1984. [79] Ha habido al menos 221 compañías que fabrican unidades de disco duro [80] [81] [82] [83] pero la mayor parte de esa industria ha desaparecido por quiebra o fusiones y adquisiciones . Los fabricantes sobrevivientes son Seagate , Toshiba y Western Digital (WD), con Toshiba como el participante principal que ingresó al mercado en 1977, [84] veinte años después de que IBM comenzara el mercado.
Desde el comienzo y hasta principios de la década de 1980, la fabricación estuvo a cargo principalmente de empresas estadounidenses en los Estados Unidos en lugares como Silicon Valley, Los Ángeles, Minnesota y Oklahoma City. [81] : Tabla 7 En la década de 1980, las empresas estadounidenses, comenzando con Seagate , comenzaron a trasladar la producción a Singapur y luego a otros lugares en el sudeste asiático. En un lapso de siete años, de 1983 a 1990, Singapur se convirtió en la mayor ubicación de producción de HDD, representando el 55% de la producción mundial. [81] : Tabla 9 Las empresas japonesas de HDD más tarde también trasladaron su producción al sudeste asiático. [81] : Tabla 10 Hoy en día, las tres empresas restantes producen sus unidades en la Cuenca del Pacífico.
En la década de 1990, el valor en dólares de los dispositivos de grabación magnética producidos por empresas ubicadas en el " Silicon Valley " de California excedió el valor en dólares de los dispositivos semiconductores producidos allí, lo que llevó a algunos a sugerir que un nombre más apropiado para esta área sería "Iron Oxide Valley", en honor al material magnético que recubre los discos. [85] Las tres empresas restantes aún tienen actividades significativas en Silicon Valley, pero no fabrican discos duros. Western Digital todavía fabrica sus obleas de cabezales de lectura y escritura en Fremont, California.
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Lectura adicional
JM Harker; DW Brede; RE Pattison; GR Santana; LG Taft (septiembre de 1981). "Un cuarto de siglo de innovación en archivos de disco" (PDF) . IBM Journal of Research and Development . 25 (5): 677–690. doi :10.1147/rd.255.0677.
Enlaces externos
Una breve historia de los discos duros, consultado el 11 de enero de 2014
Cronología de 50 años de discos duros recuperados 25 de noviembre de 2010 Archivado el 10 de septiembre de 2012 en Wayback Machine.
