Hårddisken fyller 50 år

Världens första magnetiska lagringsmedie? Knappast. Världens första digitala magnetiska lagringsmedia? Nej, inte det heller. Världens första digitala, cykliska, magnetiska lagringsmedia för datorer? Nix. Världens första hårddisk? Ja, troligtvis! En direkt föregångare till hårddisken är trumminnet. Skillnaden är endast den att trumminnet är en magnetisk cylinder, och läsarmarna löper tangentiellt. En del trumminnen hade fasta armar, en för varje spår. Andra hade en eller flera rörliga armar, som kunde byta spår. Principiellt är det faktiskt ingen större skillnad mellan trumminne och hårddisk. Hårddisken lagrar mer per volymenhet, och har olika packningstäthet på olika cirklar, kallade just cylindrar. Hade trumminnet fortsatt utvecklas hade de antagligen varit snabbare, med mindre lagringstäthet och fysiskt större.

Absolut inte. Hårddisken har ojämförlig datatäthet, och kommer fortsätta ha det under överskådlig tid. Hårddisken är vidare ordentligt robust, och några "läsarmar som spinner" finns det inga av. Däremot roterar (spinner) plattorna.

Det är fel att koppla ihop mekanik med ömtålighet. Flashminnen, t.ex, kan tappa data på grund av acceleration (om de tappas, etc). RAM kan vara väldigt känsligt för variation i spänningsmatning och EMI/RFI samt allehanda partikelstrålning. RAM-minnen som ska ut i rymden måste specialtillverkas. Hårddiskar behöver bara kapslas lite mer noggrannt (luften får t.ex. inte läcka ur).

Hårddisken är utan tvekan den mest framgångsrika lagringsmediumet någonsin. Helt ohotad. Och inget hot finns heller i sikte. Ändå hör man gång på gång att teknik X kommer ersätta hårddisken. DRAM, flashminne, mRAM, laserminne (CD, etc), "plastminne", bubbelminne, och fan-och-hans-moster-minne är vad som brukar nämnas. En ersättare kan dock inte bara vara bättre på en punkt. Den måste givetvis vara bättre på alla punkter, och/eller ha samma eller större utvecklingspotential som hårddisken. Och just här ligger kruxet: Hårddisken är en av de datorkomponenter som utvecklats snabbast, mycket snabbare än RAM, CD eller någon annan minnesteknik. Flashminnet är inte i närheten. Det är just därför som hårddisken - tidigare dömd till rejäla datorer - inte bara utvecklas inom sin nish. Nej, de senaste åren har ju själva applikationsområdet utökats, vilket är sällsynt. Jämför med statiskt RAM som idag praktiskt bara finns som cache, trots att det har varit, är och förblir den snabbaste minnesteknologin. SRAM är helt enkelt bara bra på en sak. Samtidigt har hårddisken hittat in i mobiltelefoner och bärbara MP3-spelare! Vem fasiken hade trott det för ett par decennier, att många skulle gå runt med hårddiskar i fickorna? Ingen hade gissat på något annat än halvledarteknik.

Nu råkar det bara förhålla sig så, att hårddisken är bäst på så många olika områden: Knäcker allt på kostnad per lagringsenhet utom en sak. Knäcker allt på bitar per ytenhet utom samma sak. Knäcker flash på snabbheten. Är fullvärdig eller bättre än flash vad mekanisk hållfasthet och robusthet beträffar. Drar minst ström per bit. Har en livslängd som överträffar det mesta. Är mer praktisk än laserminnen. Många egenskaper delas av övriga cykliska rotationsminnen. Alla dessa egenskaper ligger i de magnetiska minnenas natur, rent fysikaliskt.

Vad är det då som smiskar hårddisken på lagring per yta/volym och i bits/krona? Magnetbandet förstås. Detta minne är meningslöst för de flesta hemanvändare eftersom hårddisken är en bättre kompromiss i och med att minnet är snabbt cykliskt. Om det bara är gigabyte som räknas, och endast gigabyte, ja då är och förblir magnetbandet härre på täppan. Så har det varit i omkring 100 år, och det behövs något riktigt ordentligt praktiskt genombrott på grundforskningsnivå för att ändra på detta. Sedan dröjer det förstås, innan den nya lösningen både är billigare, tillförlitligare, snabbare och mer ekonomisk än magnetbandet. Plus större utvecklingspotential. Det är faktiskt en rätt konservativ gissning att magnetband kommer att finnas om 50 år.

Hårddisken likaså. Den kommer ha fler inbyggda minneshiearkier, med RAM, mRAM eller flash som "front end"-cache (de första enheterna med flash har ju redan kommit), men t.ex. flashminnet kommer antagligen ej att förmå konkurrera ut hårddisken på egen hand. För små strömsnåla apparater med litet minnesbehov är ju flash jättebra. Men inget säger att utvecklingen stannar här. Med "små enheter med litet minnesbehov" om 10 år innebär säkert en handhållen (eller mindre) apparat som "bara" behöver 10 TB eller så. Kommer någon annan, ej magnetbaserad, minnesteknik orka hålla jämna steg med hårddisken? Tveksamt.

Det skulle vara direkt ovetenskapligt att tro något annat egentligen; rita valfri utvecklingskurva där man ställer olika minnestekniker mot varandra, och hårddisken kommer ha störst riktningskoefficient. När som helst kan det givetvis ändras, men idag finns faktiskt inget som tyder på att t.ex. flash skulle överta hårddiskens roll.

Edit: Grattis, RAMAC! Det är en kär gammal vän som jag skulle vilja träffa i verkligheten någon gång...

Väl skrivet. Och tack för läxan, jag tror jag förtjänade den. Ibland sväljer man nog för mycket vad man hör, läser från andra människor, sen så har jag väl egentligen bara lärt mig basics inom ämnet

I vilket fall som helst, fragmentation förekommer väl inte på flashminnen, men däremot på hårddisken? Jag litar inte på mina egna ord här, så reserverar mig för eventuella faktafel.

Det är ju åtminstonde EN prestandahämmande nackdel för hårddisken,

fragmentation förekommer i alla fall där slumpmässig skrivning görs. däremot defragmenteras det inte ofta av användning eftersom systemskrivning inte görs, men det är en Windowsfråga mest, och man har inte Windows på flashminnen ofta.

/ fin text där som vanligt. när ska MBY få en egen månadskrönika på förstasidan?

Fragmention förekommer, skillnaden är att det såvitt jag vet inte gör någon skillnad i prestanda. Dvs. att det egentligen inte finns någon vitts att defragmentera ett flashminne (ur prestandasynpunt i alla fall).

Ja, som sagt, fragmentation förekommer. Detta är ett fenomen som beror på filsystemet och inte det fysiska mediat. Har man ett filsystem som lätt blir fragmenterat, så blir det även fragmenterat på flash, i RAM, på hålkort eller whatever.

Skillnaden är ju att om ett minne har godtycklig åtkomst, som flash, RAM och ROM, så spelar fragmentering ingen roll i praktiken (man kan tänka sig en liten prestandaförlust beroende på hur adresseringen går till, men den är nästan ovidkommande).

Prestandaförlusten på grund av fragmentering beror alltså på hur minnet adresseras:
Random Access (RAM/ROM/Flash/kärnminne/etc): Ovidkommande.
Cykliskt minne (diskar och trummor [hårda som mjuka som med laser]): Ja, negativ inverkan på prestanda.
Linjära minnen (hålremsor, magnetband, fördröjningsminnen, etc): Svår negativ påverkan.

Detta följer den vanliga modellen för minneshierarkier. Snabba minnen är små och dyra. Ju större minnet är, desto billigare, desto långsammare. "Långsam" i detta fall avser accesstid minst lika mycket som dataöverföringshastighet.

Exempelvis magnetband är ju väldigt snabba, men har en accesstid på sekunder eller rentav minuter.

Den bästa kompromissen för "primärt sekundärminne" torde vara cykliska minnen, alltså diskar. Dessa kan snabbas upp med en buffert i RAM (snabbt, 'diskcache'). Framtidens diskar kan ha en större och långsammare buffert, flash. Helt plötsligt har diskminnet som från början bara tillhört en minneshiearki delats upp i tre, RAM->flash->disk, där pilen går från litet, snabbt och dyrt, till stort billigt och långsamt.

Genom att ha olika minneshierarkier så får man upplevelsen av ett stort OCH snabbt OCH billigt minne. Härav kan vi se att hårddisken är fortsatt viktig. Att byta ut en hårddisk mot flash vore ungefär som att slänga ut RAM och ersätta allt primärminne i en dator med cache. Vi kan säga att cache förhåller sig till RAM på samma sätt som flash förhåller sig till hårddisk. Drömmen vore en dator som bara har cache, eller rent av bara register. Men en sådan dator skulle bli mycket dyr, och sluka massor med el, och ta en jäkla plats.

Härav följer att även om minneshierarkier kan se ut på olika sätt, kan vi förvänta oss två typer av minne: Det snabbaste som dagens teknik kan uppbåda, samt det billigaste/största/hållbaraste/kostnadeffektivaste minnet. Det snabbaste är SRAM, det andra är hårddisken. Flash och DRAM är andra tekniker som kan hamna lite var stans, och gå uppåt eller nedåt, ersättas eller ersätta, i minnespyramiden. Om teknik A ska ersätta B räcker det inte med att A är bättre än B på någon egenskap. A måste uppfylla två kriterier: Dels måste A vara lika bra eller bättre på alla viktiga egenskaper jämte B, och dels - det viktigaste kravet - måste utvecklingspotentialen vara bättre än Bs (här duger inte "lika bra". En produkt som är "lika bra" har mycket svårt att slå igenom, eftersom folk inte vågar prova nytt).

Hårddisken upphör faktiskt aldrig att förvåna. Man skulle kunna tro att den är färdigutvecklad efter 50 år. Men glöm inte att vi precis just nyligen har gått över till vinkelrät lagring ("perpendikulär"). Detta gör att hårddiskarna kan fortsätta att dubbla sin packningstäthet över överskådlig tid. Övergången till NAND-flash från NOR-dito är inte alls lika viktig (det är förresten ingen övergång; NOR- och NAND-flash har olika egenskaper för olika tillfällen).

Äh, nu blev det ju bara en fortsättning på mitt inlägg igår...

De finns med 4GB också, kostar dock 2000 kr

Hmmm :/