Os discos rígidos (HDs) são peças fundamentais no armazenamento de dados e existem desde a década de 1950. De lá para cá, passaram por inúmeras evoluções e ficaram cada vez menores, mais confiáveis e capazes de guardar volumes enormes de informação.
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Neste artigo, vamos contar a história do HD e as suas principais evoluções, dos primeiros discos magnéticos até os discos rígidos atuais, de alta tecnologia e grande capacidade. Você vai ver como esses dispositivos surgiram, como evoluíram e de que forma influenciaram a tecnologia que usamos hoje.
O que é HD?
O disco rígido (HD) é um dispositivo de armazenamento que usa um ou mais pratos — discos rígidos de alumínio ou vidro revestidos com uma camada de material magnético — nos quais os dados são gravados e lidos por cabeças de leitura e gravação que se deslocam sobre a superfície dos pratos, sem tocá-la.
Os discos rígidos ainda são muito usados em computadores pessoais, servidores, HDs externos, sistemas NAS e na infraestrutura dos serviços de armazenamento em nuvem. Neles ficam guardados sistemas operacionais, programas, documentos, músicas, fotos, vídeos e todo tipo de arquivo.
O HD se conecta ao computador por uma interface — normalmente SATA (Serial Advanced Technology Attachment) ou, em servidores, SAS (Serial Attached SCSI) — e é alimentado pela fonte do computador. A capacidade vai de alguns GB a vários TB, e a velocidade de leitura e gravação varia conforme o modelo.
Com o avanço da tecnologia, a capacidade e a velocidade dos HDs continuam aumentando, e os discos ficam cada vez mais confiáveis e capazes de guardar grandes volumes de dados.
Quem inventou o HD?
A invenção do disco rígido é considerada um marco na história do armazenamento de dados. O primeiro HD foi criado por uma equipe da IBM liderada pelo engenheiro Reynold B. Johnson, no início da década de 1950. O resultado foi o RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control), apresentado em 1956, cuja unidade de disco usava 50 pratos de 24 polegadas e armazenava cerca de 5 milhões de caracteres — algo em torno de 3,75 MB.
Foi o primeiro dispositivo de armazenamento baseado em disco magnético e, ao contrário das fitas e dos cartões perfurados usados até então, permitia acessar diretamente qualquer ponto do disco (acesso aleatório). O trabalho de Reynold Johnson e da sua equipe foi essencial para o desenvolvimento do armazenamento de dados e para a evolução da informática como um todo.
Linha do tempo da tecnologia do HD
O HD percorreu um longo caminho até chegar ao que é hoje. A história começa em 1956 e é marcada por vários avanços ao longo dos anos. Conheça cada um deles a seguir:
O primeiro HD comercial
O IBM 350 foi a unidade de disco do sistema RAMAC, anunciada pela IBM em 1956 e entregue aos primeiros clientes em 1957. Tinha 50 pratos magnéticos com 50.000 setores, cada um com capacidade para 100 caracteres alfanuméricos — ou seja, cerca de 5 milhões de caracteres (aproximadamente 3,75 MB).
Primeiro disco com cabeças flutuando sobre um colchão de ar
Em 1961, a IBM lançou o IBM 1301, cujas cabeças de leitura e gravação foram projetadas para flutuar sobre um fino colchão de ar (air bearing), bem perto da superfície dos discos, sem tocá-la.
Em comparação com o IBM 350, o IBM 1301 representou um grande avanço em capacidade: cada módulo armazenava cerca de 28 milhões de caracteres.
A unidade com pacotes de discos removíveis
O sucessor do IBM 1301, o IBM 1311, chegou em 1962 e foi a primeira unidade de disco com pacotes de discos removíveis. Cada pacote armazenava cerca de 2 milhões de caracteres, com o dobro da densidade de gravação da geração anterior.
O tamanho do IBM 1311 também foi um grande avanço em relação às versões anteriores: enquanto elas eram do tamanho de um guarda-roupa, ele tinha o tamanho de uma máquina de lavar.
Discos flexíveis de oito polegadas
Desde a década de 1950, as empresas buscavam unidades capazes de guardar cada vez mais dados e de levá-los de um equipamento para outro com facilidade.
No final da década de 1960, os engenheiros da IBM em San Jose desenvolveram o disquete (disco flexível) de oito polegadas, que só começou a ser comercializado em 1971.
Esses primeiros disquetes tinham capacidade bem limitada: cerca de 80 KB.
Microcomputadores usados em engenharia, em empresas ou para processamento de texto costumavam ter uma ou mais unidades de disquete de 8 polegadas para armazenamento removível.
Unidade de disco rígido lacrada
Em 1973, a IBM lançou o IBM 3340, conhecido como “Winchester”: uma unidade de disco lacrada, com o mecanismo selado, superfícies lubrificadas e cabeças de leitura e gravação mais leves.
A unidade se destacava pelas cabeças menores e mais leves e pelo design, que permitia que elas voassem mais perto da superfície do disco.
O Winchester foi o primeiro disco com funcionamento semelhante ao dos HDs atuais e tinha o dobro da densidade de gravação dos discos anteriores da IBM.
O disquete
Evolução do disquete de oito polegadas, o disquete de 5¼ polegadas foi lançado em 1976. Era leve, prático e portátil, mas tinha capacidade de armazenamento limitada — mesmo os disquetes de 3½ polegadas que vieram depois guardavam no máximo 1,44 MB. Por isso, muitas vezes eram necessários vários disquetes para guardar os arquivos.
A tecnologia RAID em HDs
A ideia por trás da tecnologia RAID (Redundant Array of Independent Disks, ou Conjunto Redundante de Discos Independentes) surgiu em 1978, em uma patente da IBM, com o objetivo de aumentar a confiabilidade dos sistemas por meio da redundância. O nome RAID só seria cunhado no fim da década de 1980.
Formada por um conjunto de dois ou mais discos rígidos, a tecnologia RAID é usada principalmente em servidores e storages, com dois objetivos básicos:
- Aumentar o desempenho, distribuindo os dados entre os discos (striping, no RAID 0 — que não tem nenhuma redundância);
- Proteger os dados contra a falha de um disco, gravando uma cópia idêntica em outro (espelhamento, no RAID 1).
Mesmo com as novas tecnologias de armazenamento, o RAID continua sendo muito usado, graças ao equilíbrio entre desempenho e tolerância a falhas. Ainda assim, RAID não substitui backup.
Unidades de disco rígido para microcomputadores
Em 1980, a Seagate Technology (que na época ainda se chamava Shugart Technology) lançou o primeiro disco rígido para microcomputadores, o ST-506.
A unidade, no formato de 5¼ polegadas, tinha capacidade de 5 MB.
O ST-506 era ligado ao computador por meio de uma controladora de disco, e a interface entre a controladora e a unidade derivava da interface SA1000, da Shugart Associates — que, por sua vez, se baseava na interface das unidades de disquete, o que tornava o projeto da controladora relativamente simples.
A chegada do IDE e do SCSI
Nos anos 1980 surgiu o padrão de interface IDE (Integrated Drive Electronics), depois padronizado como ATA (Advanced Technology Attachment) e hoje conhecido como PATA (Parallel ATA).
A grande novidade era a controladora integrada à própria unidade de disco, em vez de uma placa controladora separada.
O primeiro padrão ATA suportava discos de até cerca de 528 MB, com taxa de transferência de 8,3 MB/s e ciclo de 240 ns. As versões mais recentes do padrão paralelo chegaram a 133 MB/s (Ultra DMA/133), em discos que iam de algumas dezenas a algumas centenas de GB.
Ainda na mesma década, em 1986, foi publicado o padrão SCSI, para conectar HDs e outros periféricos.
O SCSI permitia ligar vários dispositivos ao mesmo barramento e processar comandos de forma mais eficiente, e era usado em ambientes que exigiam taxas de transferência maiores do que as oferecidas pelo IDE, como servidores e estações de trabalho.
Na primeira versão, o SCSI tinha taxa de transferência máxima de 5 MB/s, com frequência de 5 MHz, e suportava até 8 dispositivos no mesmo barramento.
Já a versão Ultra-640 SCSI trabalhava com 160 MHz e até 16 dispositivos, chegando a 640 MB/s — acima dos cerca de 600 MB/s do SATA III.
A chegada do Enhanced Integrated Drive Electronics
Termo criado em 1994, o EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) é um conjunto de extensões do padrão ATA-1.
Também chamado de Fast ATA, Fast IDE ou ATA-2, o EIDE oferecia taxas de transferência bem mais altas do que o IDE original.
Enquanto as controladoras IDE originais chegavam a 8,3 MB/s, o EIDE suportava até 16,6 MB/s — e algumas implementações chegavam a uma velocidade até 4 vezes maior que a do IDE.
O EIDE também suportava discos de até 8,4 GB, contra o limite de 528 MB do IDE.
A chegada da interface SATA
A interface SATA — sucessora serial do IDE/PATA, usada para conectar unidades ópticas e discos rígidos à placa-mãe — foi apresentada em 2000 e substituiu os antigos cabos flat largos do PATA.
Em resumo, o SATA é uma interface que conecta os dispositivos de armazenamento ao sistema host.
Várias versões dessa interface foram lançadas para aumentar a largura de banda e acompanhar o crescimento da capacidade dos discos.
O primeiro disco rígido de 1 terabyte
Em 2007, a Hitachi Global Storage Technologies lançou o primeiro disco rígido de 1 TB do mundo: o Deskstar 7K1000.
O disco tinha:
- Interface SATA ou PATA;
- 7.200 RPM;
- Buffer de 32 MB (SATA) ou 8 MB (PATA);
- Tecnologia de gravação perpendicular;
- 5 pratos e 10 cabeças de leitura e gravação;
- Proteção contra impactos.
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Conclusão
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