Миниатюризация жестких дисков

Олег Татарников

Мобильные винчестеры не только для ноутбуков (формфактор 2,5")

Диски в формате PCMCIA/PC Card (формфактор 1,8")

Microdrive в формате CompactFlash (формфактор 1")

Винчестеры в формате MultiMediaCard и Secure Digital (формфактор 0,85")

Современный компьютер невозможно представить без основного носителя информации — жесткого диска, или винчестера (Hard Disc Drive, HDD). Уже более четверти века жесткие диски являются одним из основных компонентов компьютерных систем, причем ни бездисковые терминалы, ни Интернет-приставки типа Set Top Box, ни глобальные хранилища данных Всемирной паутины так и не смогли составить серьезную конкуренцию персональным компьютерам с локальными устройствами хранения данных.
Напротив — в наши дни жесткие диски все чаще находят применение в бытовых устройствах, весьма далеких от компьютеров, — это и цифровые видеомагнитофоны, и бытовые MP3-плееры, и телефоны, и различные цифровые гаджеты.

ак отмечено в книге рекордов Гиннесса, самый первый жесткий диск, появившийся в США в 1956 году, состоял из пятидесяти 24-дюймовых (60-сантиметровых) пластин, хранил всего лишь 4,4 Мбайт данных и имел поистине астрономическую стоимость.

Много позже (в 1980 году) компания Seagate представила жесткий диск емкостью 5 Мбайт, имевший формфактор 5,25-дюйма. Столь малые по тем временам размеры накопителей позволили использовать их в первых персональных компьютерах. 5,25-дюймовый размер сразу же приобрел широчайшую популярность и применялся в ПК на протяжении многих последующих лет. Первые жесткие диски такого размера объемом в 5 и 10 Мбайт появились на IBM PC XT в 1983 году. При этом даже выпуск в 1984 году первого жесткого диска с более прогрессивным размером — 3,5", ставшим впоследствии стандартом де-факто во всей индустрии информационных технологий, в то время практически не оказал влияния на производителей компьютеров, и устройства с формфактором 5,25" продолжали доминировать еще около десяти лет. Что касается дисков размером 3,5", то они тогда использовались преимущественно в портативных ПК, производство которых долгое время не было столь массовым, как сегодня (в первую очередь из-за высокой, по сравнению с их настольными собратьями, цены).

Однако со временем формфактор 3,5" все же вытеснил 5,25-дюймовые диски и получил абсолютное признание в среде настольных ПК, а последние представители формфактора 5,25" были выпущены где-то в 1997-99 годах. Причем даже несмотря на то, что они имели гигантский для того времени объем по сравнению со своими 3,5-дюймовыми собратьями (так, например, заявленная емкость Seagate Elite 47 составляла 47,063 Гбайт) и обладали высоким быстродействием, широкого распространения они уже не получили и постепенно исчезли с рынка. Объяснить это можно, вероятнее всего, их высоким энергопотреблением, а также большими габаритами и весом (к примеру, тот же Elite 47 весил более 3 кг!).

Таким образом, 3,5-дюймовый размер стал основным для накопителей на жестких дисках и до сих пор удерживает лидирующие позиции. Основными производителями дисков для настольных компьютеров до недавнего времени были семь компаний: Fujitsu, IBM, Maxtor, Quantum, Samsung, Seagate и Western Digital. Но после затяжных кризисов, потрясших отрасль и приведших к обострению конкурентной борьбы, число производителей сократилось. Maxtor поглотила компанию Quantum, Fujitsu прекратила выпуск дисков для настольных компьютеров, сосредоточив усилия на рынке дисков для ноутбуков и серверных дисков, а IBM продала свое дисковое подразделение компании Hitachi, которая прежде не выпускала диски для настольных ПК. Что касается всех прочих производителей, то они выпускают жесткие диски меньших размеров и их доля на рынке пока значительно меньше, однако и здесь сегодня наблюдаются стремительные перемены.

Накопители меньших размеров появились намного позже 5,25- и 3,5-дюймовых и долгое время занимали на рынке узкие специализированные ниши. Так, например, диски формфактора 2,5" традиционно использовались в ноутбуках. В настоящее время основными игроками этого рынка являются компании Toshiba, Hitachi и вернувшаяся на этот рынок в 2003 году компания Seagate. Весьма неожиданно один из ведущих производителей HDD — компания Maxtor недавно отказалась от выпуска 2,5-дюймовых жестких дисков, так и не успев толком начать их производство. А вот компания Western Digital, долгое время не проявлявшая внимания к этому рынку, теперь, напротив, спешно налаживает производство дисков формата 2,5". Новая линейка жестких дисков для мобильных приложений от Western Digital получила название WD Scorpio, что подчеркивает серьезность намерений компании в отношении конкурентов. Не прочь потягаться с лидерами этого рынка и компания Samsung. Очевидно, что серьезный интерес производителей к этому рынку в конечном счете обусловлен высоким ростом спроса на маленькие жесткие диски.

Согласно исследованиям аналитической компании TrendFOCUS, совокупный объем рынка жестких дисков в этом году увеличится на 24%, что в количественном выражении составит порядка 378 млн. проданных винчестеров — против 305 млн. в прошлом году. При этом поставки дисков формфактора 2,5" выросли с 47 млн. в 2003 году до 60 млн. в 2004-м, а ежегодный прирост объемов продаж в этом секторе за период с 2003-го по 2007 год прогнозируется на уровне 22-23%.

Но наиболее интенсивный рост, согласно прогнозам экспертов, в 2005-2007 годах придется на миниатюрные жесткие диски с размерами 1-1,8 дюйма. Высокий спрос на эти винчестеры определяется стремительным расширением их использования в различных портативных цифровых устройствах, таких как мобильные телефоны и смартфоны; цифровые аудио- и видеоплееры; фото- и видеокамеры, а также всевозможные многофункциональные гаджеты. В дальнейшем, как полагают аналитики, при сохранении подобной динамики (а для этого сегодня имеются все предпосылки), уже к 2008 году доля миниатюрных винчестеров может достичь 40% от общего объема продаж жестких дисков.

А что касается нынешнего состояния рынка HDD, то основным его сегментом пока что по-прежнему остаются жесткие диски формфактора 3,5" для настольных ПК, а лидирует здесь сейчас компания Seagate, которая в 2004 году осуществила около 26,9% всех поставок винчестеров.

Наш журнал постоянно пишет о накопителях на жестких дисках и регулярно тестирует продукцию ведущих производителей, поэтому в настоящей статье мы не будем останавливаться на формфакторе 3,5", отметив лишь, что и его не обошла стороной общая тенденция к миниатюризации, выразившаяся в этом случае в уменьшении толщины. Так, например, несколько лет назад появились 3,5-дюймовые винчестеры толщиной 17 мм вместо обычных 25 мм. Впервые такие тонкие диски появились у компании Maxtor, а в прошлом году и компания Samsung, вознамерившаяся к 2005 году стать одним из крупнейших производителей жестких дисков с интерфейсом ATA, переняла эту моду и завела у себя аналогичные 17-миллиметровые модели. Спрос на такие диски оказался довольно высоким, так как они получились не только более тонкими, но и более дешевыми — по причине использования упрощенной механики, одной головки чтения/записи вместо нескольких и соответственно односторонних магнитных пластин. Кроме того, вследствие упрощения механической части такие диски меньше нагреваются и почти не шумят.

Недостатками подобных накопителей являются их небольшая, по современным меркам, емкость и невысокое по сравнению с «полноценными» моделями быстродействие. Вместе с тем производительность таких дисков все же заметно выше, чем более дорогих «ноутбучных» дисков формфактора 2,5" аналогичного объема, да и в плане бесшумности они сегодня не имеют себе равных.

В результате низкопрофильные модели сейчас нарасхват для бюджетных настольных ПК, особенно если последние приходится «втискивать» в slim-корпуса, баребоны, микро-АТХ или DigitalHome-PC. Кроме того, недорогие, тонкие и малошумящие диски успешно применяются в игровых приставках и в бытовой электронике (например, для записи видео и музыки).

Мобильные винчестеры не только для ноутбуков (формфактор 2,5")

ынок ноутбуков считается сегодня одним из наиболее быстрорастущих, поэтому формфактору 2,5" в ближайшей перспективе ничего не грозит. Более того, миниатюрные накопители становятся все более популярными — с 2004 года 2,5-дюймовые винчестеры стали активнее применяться не только в переносных, но и в стационарных компьютерах, а также в сегменте потребительской электроники и даже в серверах. При этом эксперты предсказывают, что доля их использования в настольных ПК с годами будет расти еще большими темпами. Таким образом, объем продаж 2,5-дюймовых дисков к 2007 году может достигнуть 130 млн. штук в год (и составит в денежном выражении почти половину от всех выпускаемых винчестеров), тогда как в 2004 году он составлял лишь около 60 млн.

Сейчас применение 2,5-дюймовых дисков в домашних компьютерах сдерживается только их высокой ценой (по сравнению с 3,5-дюймовыми того же объема) и невысокой емкостью. Впрочем, гонка за гигабайтами ведется не только в 3,5-дюймовом секторе рынка — 2,5-дюймовыми устройствами недавно был преодолен рубеж в 100 Гбайт (первые диски такого объема, причем со скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин, выпустили компании Seagate и Hitachi). Так что если сегодня типичной емкостью мобильного диска считается 40-60 Гбайт, то в ближайшие год-два этот параметр возрастет до 80-100 Гбайт. Появились также первые диски формфактора 2,5" с интерфейсом Serial ATA (Fujitsu). Конечно, для формфактора 3,5" эти результаты выглядят скромно — ведь там сразу несколько производителей недавно одновременно заявили о выпуске дисков емкостью свыше 500 Гбайт! Но сколько же еще нам нужно гигабайт, чтобы забыть о таком понятии, как «свободное дисковое пространство»? Уже сегодня многие пользователи компьютеров, наслышанные или уже испытавшие на себе, что значит потеря сотен гигабайт, собранных в одном месте, не столь дотошно изучают информацию об объеме носителей, как об их надежности. Из основных тенденций ближайшего будущего накопителей для ноутбуков можно выделить постепенный отказ от устройств со скоростью вращения 4200 об./мин в пользу высокоскоростных дисков на 7200 об./мин (для высокопроизводительных решений) или как минимум на 5400 об./мин (для применения в бытовой электронике, игровых приставках и пр.).

Интересно, что норма прибыли в сегменте «ноутбучных» винчестеров всегда была заметно выше, чем в сегменте дисков для настольных компьютеров, а розничная цена там изменялась медленнее, чем в других сегментах. Но если продавать те же винчестеры не только для ноутбуков, но и для стационарных ПК, то цена на 2,5-дюймовые диски неизбежно упадет (норма прибыли высока лишь у мобильных и серверных дисков, а у винчестеров для бытовых устройств и настольных накопителей она традиционно мала).

Компания Samsung налаживает производство дисков формата 2,5". SpinPoint M — первое семейство дисков данного формата

В серверной индустрии 2,5-дюймовые накопители ранее почти не применялись (разве что в устройствах с высокой плотностью компоновки), поскольку почти все изготовители таких дисков предполагали преимущественное использование своей продукции в ноутбуках и других персональных мобильных устройствах. Таким образом, подразумевалось, что примерно 50% времени эксплуатации диски должны находиться в выключенном состоянии, а во время работы около 80% времени они должны простаивать, не получая запросов от компьютера. Установив такой диск в сервер, мы неизбежно получим автоматическое снижение декларируемых изготовителем показателей надежности, в первую очередь времени наработки на отказ. Однако компания Hitachi первой выпустила четыре серии 2,5-дюймовых дисков так называемой повышенной готовности (enhanced availability). Показатели надежности этих дисков подразумевают круглосуточную работу и интенсивность запросов не ниже 50%.

Недавно также стало известно о новой линейке 2,5-дюймовых дисков компании Seagate, которую она позиционирует для построения массивов в серверных решениях. Для этих целей предназначена уникальная в своем роде линейка Savvio, включающая модели объемом 36,7 и 73,4 Гбайт со скоростью вращения 10 000 об./мин, которые подключаются по интерфейсу SCSI, Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel и имеют такое же время наработки на отказ, что и у «больших» серверных дисков, — 1,4 млн. ч. В сегменте blade-серверов, а также там, где требуется максимальная компактность дисковой подсистемы (причем достижимая не в ущерб быстродействию), у линейки Savvio сегодня практически нет конкурентов. В свою очередь, компания Fujitsu также объявила о выпуске жестких дисков формфактора 2,5", обладающих SCSI-интерфейсами. В частности, речь идет о ее первом SAS-накопителе, предназначенном для промышленного применения.

Таким образом, некоторые производители 2,5-дюймовых винчестеров интенсивно осваивают и рынок промышленных (серверных) дисков формфактора 2,5". В качестве аргументов в пользу такого решения приводятся значительно меньшая занимаемая площадь этих накопителей и их сравнительно низкое энергопотребление.

В заключение отметим, что важной характеристикой винчестеров формфактора 2,5" всегда являлась ударостойкость (поскольку их традиционная сфера применения — мобильные устройства). Специальная механическая платформа и прочный кожух мобильного диска разрабатывались таким образом, чтобы минимизировать силу внешних воздействий, приходящихся на самые важные части накопителя. Ударостойкость современных винчестеров для ноутбуков находится на уровне 200-250 g в работе и до 800-900 g в обесточенном состоянии. Для увеличения ударостойкости был разработан ряд технологий — SPS (Shock Protection System), а позднее — SPS II. Для пользователя в принципе не важно, как называется та или иная технология, реализованная в накопителе, — критерием должен служить результат ее внедрения, то есть в данном случае чувствительность к ударным воздействиям (в спецификации эта характеристика обычно фигурирует под названием Shock и приводится соответственно для выключенного диска и для режимов чтения/записи). Чем этот показатель выше, тем лучше. Если предполагается использовать диск в мобильных устройствах, а тем более в переносных, то такой показатель будет самым важным, так что не поленитесь сравнить его значение у различных моделей. При стационарном использовании, напротив, роль этого параметра не столь велика, так как в этом случае накопитель, как правило, особым ударам не подвергается.

Диски в формате PCMCIA/PC Card (формфактор 1,8")

ост популярности субноутбуков и различных цифровых устройств с интерфейсами PCMCIA/PC Card заставил производителей винчестеров уделить этому направлению повышенное внимание. Объемы информации растут, различные компактные устройства приобретают все новые функции и возможности, требующие все больших ресурсов. И не в последнюю очередь — дискового пространства. Тем более что жесткие диски такого нестандартного формата впервые потребовались для производственного оборудования и промышленных плат с интерфейсом PC Card, где норма прибыли была чрезвычайно высокой. Благодаря такой исторически определенной специализации были разработаны высоконадежные устройства, способные работать в широком диапазоне температур (от –20 до +85 °C). Кроме того, здесь особенно остро, даже по сравнению с формфактором 2,5", встала проблема ударостойкости.

Сегодня жесткие 1,8-дюймовые диски используются в портативных аудио/видеопроигрывателях, ультрапортативных ноутбуках, а также в различных цифровых видео- и фотоальбомах, а их емкость достигла 30 Гбайт (на устройствах с двумя пластинами емкость доходит до 60 Гбайт).

Однако каждый последующий этап увеличения плотности накопителей дается производителям этих малюток с немалым трудом. Сегодня именно здесь реализуются новейшие теоретические разработки в области «перпендикулярной», или так называемой вертикальной записи (подробнее о технологии перпендикулярной записи см., например, статью Сергея Пахомова «Жесткие диски будущего», в КомпьютерПресс № 1’2004). Так, например, компания Toshiba уже анонсировала модели дисков формфактора 1,8", в которых данные записываются вертикальным методом (векторы намагниченности направлены перпендикулярно плоскости диска). Это позволило компании на 33% повысить плотность записи, тем самым увеличив емкость одной пластины, используемой в 1,8-дюймовых дисках, до 40 Гбайт. Однако несмотря на то, что анонс новинок состоялся еще в конце 2004 года, модель MK4007GAL емкостью 40 Гбайт поступит в массовое производство только в I квартале текущего года, а модель MK8007GAH емкостью 80 Гбайт — во II квартале. Скорость вращения шпинделя в новых дисках — 4200 об./мин, интерфейс Ultra DMA/100. Размеры модели MK4007GAL — 54x78,5x5,0 мм при весе 51 г, MK8007GAH — 54x78,5x8,0 мм при весе 62 г. Как видим, новинки отличаются от предшественников на 30% меньшей толщиной (всего 5 мм) и при этом обгоняют ближайших конкурентов по емкости.

Диск формфактора 1,8" Hitachi Travelstar C4K60

Таким образом, именно маленькие винчестеры находятся сейчас на переднем крае развития технологий, в то время как консервативные производители традиционных дисков для настольных ПК продолжают твердить о чрезвычайных трудностях использования вертикального метода записи.

Что касается других новинок в этой области, то компания Hitachi также недавно представила 1,8-дюймовый жесткий диск, который получил название Slim («худой»). Как и вышеупомянутые новинки компании Toshiba, Slim имеет толщину всего 5 мм. А во второй половине 2005 года будут выпущены его версии емкостью 30-40 Гбайт на одной пластине. В плане выпуска имеются также чуть более «толстые» диски Slim с двумя пластинами (толщиной — 8 мм), емкость которых составит соответственно 60-80 Гбайт. Размеры новинки с одной пластиной — 71x54x5,0 мм. Для подключения устройств будет использоваться традиционный для формфактора 1,8" ZIF-коннектор.

Кроме того, компания Hitachi Global Storage Technologies (HGST) выпустила серию накопителей формфактора 1,8" Travelstar C4K60 с адаптированным разъемом IDE (подобным применяемому в ноутбуках). В серию Travelstar C4K60 входят четыре накопителя емкостью 20, 30, 40 и 60 Гбайт (частота вращения шпинделя 4200 об./мин, интерфейс Ultra ATA/100). Размеры и вес моделей емкостью 20 и 30 Гбайт — 60x70x7,0 мм и 47 г, а моделей 40 и 60 Гбайт — 60x70x9,5 мм и 62 г.

Производители планируют применять свои новые 1,8-дюймовые диски в портативных цифровых медиапроигрывателях, субноутбуках и навигационных системах GPS. При этом не секрет, что составляющий примерно 70% от цены мобильного устройства накопитель в конечном счете определяет эту цену. С остальными 30% себестоимости дело обстоит куда более просто и очевидно — примерно 5% приходится на контроллер накопителя, столько же добавляет реализация воспроизведения MP3-файлов, а все прочие функции способны увеличить стоимость электроники не более чем вдвое. В общем, вся начинка может потянуть на 10-20%. Остальное приходится на корпус, разъемы для подключения, блок питания, аккумуляторы и т.п.

Диски формфактора 1,8" компании Toshiba — модель MK4007GAL емкостью 40 Гбайт и модель MK8007GAH емкостью 80 Гбайт

Мы бы хотели обратить ваше внимание и на такой рынок этих устройств, как переносные внешние накопители. Ведь действительно удобно иметь оснащенное интерфейсами USB или Fireware устройство емкостью 20 и 40 Гбайт, а размером всего лишь с кредитную карточку. И если сегодня 80% от всего объема компактных мобильных винчестеров составляют устройства на базе 2,5-дюймовых дисков, то завтра эту нишу подчинят себе 1,5-дюймовые винчестеры, а «ноутбучные» поднимутся на ступеньку выше, причем при сохранении примерно той же средней цены.

Microdrive в формате CompactFlash (формфактор 1")

одобно тому как предыдущий размер дисков был привязан к форматам PCMCIA/PC Card, формфактор 1" (2,5 см) потребовался для интеграции накопителей на жестких дисках во флэш-карточки популярного формата CompactFlash. Моделям на базе дюймовых винчестеров объемом 2-5 Гбайт до последнего времени принадлежало не более 1% рынка, но всего за два последних года ситуация стремительно изменилась. В 2004 году общий объем поставок дюймовых винчестеров превысил 8 млн. штук (для сравнения — аналогичный показатель в 2003 году составлял всего 903 тыс. штук). Производители ожидают, что уже к концу нынешнего года мы получим 10-гигабайтные винчестеры в дюймовом формфакторе, объем производства которых может вырасти еще в 5-10 раз. Что же касается долгосрочных прогнозов, то ожидается, что среднегодовой темп роста оборота рынка дюймовых жестких дисков с 2005-го по 2008 год должен превысить 85%.

Первой микровинчестеры диаметром в один дюйм выпустила компания IBM. Ирония в том, что IBM изобрела первое подобное устройство еще в начале 90-х годов прошлого века, но тот формфактор получил широкое коммерческое распространение только после того, как IBM продала свое дисковое подразделение компании Hitachi. Накопители IBM Microdrive, выполненные в формате карт памяти CompactFlash Type II и совместимые с соответствующим слотом, быстро нашли применение в широком спектре устройств и сейчас стали настолько популярны, что само их название Microdrive превратилось в нарицательное определение всего семейства дюймовых накопителей. По сравнению с твердотельными накопителями на базе различных технологий флэш-памяти сверхминиатюрный жесткий диск Microdrive обеспечивал гораздо большую емкость при значительно меньшей цене за мегабайт информации по сравнению с прямым конкурентом — картами CompactFlash. Собственно, единственными недостатками микродисков, по сравнению с твердотельной памятью, оставались меньшая устойчивость к ударным нагрузкам и большее высокое потребление энергии. При наличии специального переходника накопители Microdrive, как и карточки CompactFlash, могли устанавливаться в тот же разъем PCMCIA/PC Card, что и диски формфактора 1,8". О поддержке Microdrive сразу же объявили самые разные компании: Blaupunkt, Kodak, Minolta, Nikon, Olympus, Pentax, Sigma, Sony и многие другие. Сфера применения Microdrive сегодня очень широка — от КПК и смартфонов до цифровых камер и медиаплееров.

Первая модель накопителя Microdrive была представлена компанией IBM в 1999 году и имела емкость всего 340 Мбайт, но позднее IBM выпустила модификацию емкостью 1 Гбайт. Преемница IBM в области жестких дисков — компания Hitachi GST — выпускает уже 2- и 4-гигабайтные накопители семейства Microdrive (по сравнению с предыдущими моделями скорость считывания и записи информации была увеличена на 70%). Компании Hitachi удалось добиться повышения емкости при сохранении миниатюрных размеров благодаря применению ряда фирменных технологий повышения плотности записи и уменьшения размеров головок чтения/записи. Кроме того, у новых дисков лучше защита от ударов и более низкое энергопотребление. Скорость вращения шпинделя у микродисков составляет 3600 об./мин, но при этом максимальная скорость передачи данных при считывании с диска — 57,1-97,9 Мбит/c, а максимальная пропускная способность интерфейса — 33 Мбит/с.

В 2003 году Hitachi объявила о расширении производства дисковых накопителей данного семейства в рамках общей программы развития производства жестких дисков на заводах компании. После этого ежеквартальный объем производства накопителей Microdrive достиг к концу 2004 года нескольких миллионов.

Вслед за IBM и Hitachi компания Sony также начала выпуск сменных носителей формата Microdrive объемом 2 и 4 Гбайт. Сменные дюймовые жесткие диски Sony Microdrive изготавливаются в формате карт CompactFlash+ Type II. Скорость обмена данными для Sony Microdrive обеспечивается на уровне 97,9 Мбит/с, благодаря чему диски могут с успехом применяться для высокоскоростной серийной фотосъемки или видеосъемки. Оснащенные специальным адаптером, Sony Microdrive могут применяться также в компьютерах, оснащенных слотами PC Саrd. Миниатюрные диски Sony очень экономичны, но напряжения питания моделей различаются — 3,3 В для диска модели RHMD2G (2 Гбайт) и 5 В для модели RHMD4G (4 Гбайт). По предварительной информации, стоимость носителей Sony Microdrive объемом 2 Гбайт составит около 180 долл., а носителя объемом 4 Гбайт — около 280 долл.

Вслед за IBM и Hitachi компания Sony также начала выпуск сменных носителей формата Microdrive объемом 2 и 4 Гбайт

Помимо Sony серьезную конкуренцию компании Hitachi на рынке винчестеров формфактора 1" готовы оказать такие известные игроки, как Seagate и Western Digital. В первую очередь «угроза» исходит от новой серии винчестеров Seagate ST1, которые, по замыслу компании, должны будут установить новый уровень цен на рынке ультрамалых приводов. Накопители будут иметь скорость вращения 3600 об./мин, а объем — соответственно 2,5 и 5 Гбайт. Интерфейс новых дисков — PATA Flex (этот стандарт применяется в мобильных устройствах). При разработке этих винчестеров были применены специальные технологии, гарантирующие защиту от падения. Кроме того, новая технология RunOn обеспечит защиту от щелчков и пропусков в случае тряски и вибрации. Компания обещает, что эти микродиски будут встраиваться в КПК и MP3-плееры. Что касается непосредственных конкурентов Microdrive — устройств с интерфейсом CompactFlash Type II, то Seagate разрабатывает приводы CompactFlash Photo Hard Drive (или CF Photo Drive), которые останутся такими же, как и диски в линейке ST1, но будут иметь другой интерфейс — не PATA Flex, а CompactFlash. Название этих накопителей, как видим, говорит о том, что они предназначены для цифровых камер. Кстати, мы называем подобные устройства Microdrive только по привычке — это имя является торговой маркой IBM и компания Seagate вынуждена теперь пользоваться другим наименованием: Micro-sized hard drive.

Seagate MICRO-sized hard DRIVE — Microdrive от компании Seagate

При этом необходимо отметить, что компания Segate анонсировала эти накопители еще в июне 2003 года, но их продажи до сих пор так почему-то и не начались.

Western Digital также объявила о своих планах выхода на рынок миниатюрных накопителей на жестких дисках. Компания намерена выпустить семейство дюймовых устройств сразу начиная с емкости в 6 Гбайт! Новинки будут выпускаться в формате CompactFlash Type II. В новых дисках будет использоваться фирменная технология непрерывного (anti-skip) воспроизведения, обеспечивающая защиту от выпадений звука и изображения. Кроме того, эти накопители будут поддерживать фирменную технологию управления электропитанием, что поможет обеспечить максимально долгое время работы от батарей. Поставки новых миниатюрных накопителей от Western Digital должны начаться во II квартале текущего года.

Помимо вышеупомянутых компаний, на этот быстро развивающийся рынок выходят различные более мелкие компании. Не обошлось и без скандалов — производители миниатюрных жестких дисков не смогли поделить рынок. Так, например, Hitachi GST обвинила китайского конкурента GS Magicstor в нарушении патентов, касающихся производства миниатюрных накопителей, и уже подала жалобу в суд. GS Magicstor производит целый набор дисков объемом 2-4,4 Гбайт с интерфейсами ATA и CompactFlash Type II.

Впрочем, основным требованием Hitachi является запрет на продажи накопителей GS Magicstor на территории США, а GS Magicstor планирует предложить свои накопители в первую очередь производителям сотовых телефонов третьего поколения и в качестве рынков сбыта пока рассматривает Японию и Китай (прежде всего Японию, так как телефоны третьего поколения пользуются наибольшей популярностью именно в этой стране). GS Magicstor уже начала строительство третьего завода в китайской провинции Гуйжоу, производительность которого оценивается в 700 тыс. накопителей в месяц.

Cornice Storage Element (SE) — дюймовые жесткие диски оригинальной конструкции.
Они не являются автономными устройствами,
а встраиваются в электронику, используя ее память и электрические компоненты

На первом заводе компания производит дюймовые жесткие диски, на втором — диски размером 1,8", а на третьем совсем крошечные — 0,8".

Еще больший удар по крупным производителям дисков нанесла молодая американская компания Cornice, которой удалось изыскать совершенно новую нишу для своих накопителей на жестких дисках — Cornice Storage Element (SE). Собственно, основными компонентами выпущенных компанией устройств являются та же вращающаяся магнитная пластина и головка чтения/записи, однако, согласно утверждениям Cornice, на этом сходство с традиционными винчестерами заканчивается. Создатели Cornice SE изначально исходили из того, что их технология должна быть ориентирована исключительно на рынок потребительской электроники, которая с точки зрения архитектуры и функциональных требований очень сильно отличается от компьютеров. В частности, здесь не требуется обеспечивать большую избыточность компонентов, поэтому вполне логичным решением стало удаление вспомогательных ОЗУ и ПЗУ, а также ряда контроллеров и передача самых необходимых функций «родительскому» устройству и его внутренней памяти. Кроме того, диски Cornice SE не имеют своего корпуса и жестко крепятся на главную плату, а их подключение осуществляется по USB-интерфейсу, который также уже реализован в большинстве родительских устройств. Таким образом, речь здесь идет о встраиваемом типе накопителей, не подлежащих замене. Однако диски Cornice CE вовсе не являются хрупкими — благодаря ряду специальных решений. Для защиты диска от повреждений в нерабочем состоянии используется технология под названием CrashGuard, посредством специальной защелки блокирующая механизм позиционирования магнитных головок, а также особая конструкция корпуса и крепления. Таким образом, Cornice CE весьма надежны и выдерживают, например, падение на твердую поверхность с высоты в один метр даже во время считывания или записи данных.

Результатом подобных усилий стало надежное запоминающее устройство, основанное на технологии жестких дисков в дюймовом формфакторе, но с минимальными габаритами (42,8x36,4x5,0 мм) и весом (14,6 г). Диски емкостью 1,5 Гбайт содержат лишь 31 электрический компонент и три микросхемы (у конкурирующих продуктов соответственно 110 и 6), что позволяет значительно снизить себестоимость. Как утверждают сотрудники компании (а там работают специалисты, ранее занимавшие ведущие посты в Maxtor, Quantum, Seagate, Western Digital), для Cornice SE она составляет 4 цента за мегабайт — в сравнении с 18 центами для карт флэш-памяти и примерно 15 центами для накопителей Microdrive. Как следствие — диски емкостью 1,5 Гбайт предлагаются производителям электроники для интеграции в их устройства по цене около 65 долл. в крупных партиях, что гораздо ниже стоимости тех же Microdrive или флэш-карт.

Кроме того, своеобразным побочным эффектом уменьшения количества компонентов стало заметное снижение энергопотребления, крайне важное для портативных устройств, — ни для кого не секрет, что значительная часть расходуемой ими энергии аккумуляторов приходится именно на накопители.

В настоящее время дисками объемом 1,5 и 2 Гбайт комплектуются музыкальные плееры Sony и сотовый телефон Samsung SPH-V5400. Готовится к выпуску Cornice CE емкостью 3 Гбайт, и многие производители КПК уже поглядывают в эту сторону, тем более что разработчики заявляют, что добились значительного снижения энергопотребления.

Samsung SPH-V5400 — первый телефон с жестким диском (полутора гигабайт как раз хватает, чтобы уместить на винчестере
пару качественно оцифрованных фильмов в формате DivX)

Конечно, и здесь не обошлось без скандала. Компания Seagate уже подала иск против компании Cornice в Международную торговую комиссию США. Seagate утверждает, что Cornice использует в своих устройствах до шести запатентованных Seagate технологий. Истец требует, чтобы вся продукция, в которой использованы Cornice Storage Element (CSE), была изъята из продажи в США. Если этот иск будет удовлетворен, то такие компании, как Aiwa (принадлежит Sony), iRiver, Element, Agere, Rio и RCA (Thomson), которые уже заключили долгосрочные соглашения с Cornice, понесут огромные убытки. Компания Western Digital, в свою очередь, также подала иск на запрет продукции Cornice в Калифорнии, утверждая, что там были использованы и ее технологии.

Обострение конкуренции должно было бы подстегнуть Hitachi к развитию «застоявшейся» технологии Microdrive — ведь объем дисков там пока «замер» на отметке 4 Гбайт. Однако компания Hitachi отрапортовала о проданном с 1999 года 5-миллионном накопителе этого формата и планирует за один только 2005 год удвоить эту цифру. А поскольку аппетиты разработчиков бытовых цифровых устройств растут с опережающей скоростью — эти планы вполне реальны.

И вот недавно Hitachi наконец представила новый дюймовый жесткий диск повышенной емкости, который называется Mikey (емкость от 8 до 10 Гбайт). Новинка была спроектирована для последующего интегрирования в сотовые телефоны и цифровые музыкальные плееры, поэтому ее физические размеры были уменьшены на 20% и составляют теперь 40x30x5,0 мм. Для подключения жесткого диска будет использоваться ZIF-коннектор.

Кроме вышеприведенных достоинств, отмечается уменьшенное на 40% энергопотребление новых дисков Mikey и их повышенная защищенность от механических воздействий. По информации Hitachi, применение дополнительных методов защиты позволило удвоить стойкость новых дисков к толчкам и вибрациям в рабочем режиме по сравнению с текущими реализациями Microdrive. Новые дюймовые диски Hitachi выйдут на рынок ближе к середине нынешнего года.

Рост спроса на дюймовые накопители связан прежде всего с растущими потребностями пользователей, нуждающихся в хранении значительных объемов мультимедиаконтента на ультрапортативных цифровых устройствах потребительского класса, включая MP3-плееры, КПК, а также цифровые фотоаппараты и видеокамеры. Кроме того, не за горами то время, когда внушительная часть выпускаемых телефонов будет оснащаться встроенными дисками такого размера или даже меньшего.

Винчестеры в формате MultiMediaCard и Secure Digital (формфактор 0,85")

нига рекордов Гиннесса официально признала 0,85-дюймовый жесткий диск от Toshiba самым маленьким жестким диском в мире. Запись о нем впервые появится в издании книги 2005 года, а сами диски емкостью 2 и 4 Гбайт поступили в продажу в сентябре 2004-го. По-видимому, этот рекорд продержится долго, поскольку, несмотря на то, что портативные устройства, в которых для хранения информации задействуются миниатюрные жесткие диски, пользуются неизменным спросом у потребителей, производители этих дисков уже поговаривают о том, что для дальнейшего уменьшения размеров остается не так уж много конструктивных возможностей, а еще меньше — желания этим заниматься.

С одной стороны, существуют очевидные физические ограничения на дальнейшее уменьшение элементов жестких дисков, а с другой — уменьшение пластин оставляет все меньше места для хранения данных, что означает усиление конкуренции с накопителями, использующими флэш-память.

Кроме того, аудио- и видеоплееры (где в качестве носителей применяются миниатюрные жесткие диски), не говоря уже о мобильных телефонах (где они вот-вот появятся), куда более чувствительны к механическим воздействиям — ударам и вибрации, чем их собратья с флэш-памятью.

Для улучшения ударостойкости производители прибегают к различным ухищрениям. Это и датчики ускорения, при срабатывании которых головки жесткого диска быстро блокируются и остаются в таком состоянии вплоть до получения сигнала от датчика, соответствующего стабилизации состояния, и максимально облегченные конструкции головок с гибким креплением, и, напротив, интеллектуальные головки, блокирующиеся даже в то время, когда они выполняют операции записи или чтения. Но все это ведет к удорожанию устройств, и если флэш-память радикально подешевеет, то технология жестких дисков с нею уже не справится.

Самый маленький в мире 0,85-дюймовый жесткий диск от Toshiba встраивается
в формат карт Secure Digital (SD)

Таким образом, для успешной конкуренции винчестеры должны быть достаточно емкими. Представители компаний, производящих жесткие диски, заявляют, что они планируют не общее уменьшение габаритов, а локальное уменьшение размеров мотора и упаковки, а также увеличение поперечной плотности записи, что, по их мнению, позволит уже через год увеличить емкость дисков с нынешних 4-5 Гбайт до 8-10 Гбайт. При этом цена 10-гигабайтного миниатюрного жесткого диска может быть примерно в 10 раз меньше по сравнению с флэш-накопителем такой же емкости.

А долгосрочный спрос на накопители большой емкости будет обеспечиваться, в частности, за счет появления новых видов потребительских устройств — например цифровых видеомагнитофонов или игровых приставок. В связи с этим некоторые производители намерены переориентироваться на выпуск жестких дисков для подобной продукции. Они уже заявили, что сфокусируют свои усилия на новом направлении — производстве дисков для аудио- и видеооборудования. Руководство этих компаний уверено в формировании в недалеком будущем огромного рынка таких продуктов — отчасти благодаря распространению многоканального телевизионного вещания.

Однако подобные накопители, по сравнению с применяемыми в ПК, должны быть более простыми в использовании, менее шумными, выдерживать сильные удары или вибрацию и при этом должны поставляться по ценам, приемлемым для потребительского рынка.

КомпьютерПресс 3'2005