Πόσο είναι η χωρητικότητα του μεγαλύτερου σκληρού δίσκου στον κόσμο;

Η χωρητικότητα του μεγαλύτερου σκληρού δίσκου (HDD) στον κόσμο, μέχρι τις αρχές του 2025, φτάνει τα 36 terabytes (TB), σύμφωνα με πρόσφατες ανακοινώσεις της Seagate, ενός από τους κορυφαίους κατασκευαστές αποθηκευτικών μέσων. Αυτός ο δίσκος, που χρησιμοποιεί την τεχνολογία Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR), αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό ορόσημο στην εξέλιξη της αποθήκευσης δεδομένων, προσφέροντας τεράστιες δυνατότητες για datacenters και επιχειρήσεις που διαχειρίζονται τεράστιους όγκους πληροφοριών. Ωστόσο, η πορεία προς αυτό το επίτευγμα δεν ήταν απλή.

Η τεχνολογία αποθήκευσης έχει περάσει από δεκαετίες καινοτομίας, ξεκινώντας από ταπεινές απαρχές και φτάνοντας σε δίσκους που σήμερα μπορούν να αποθηκεύσουν δεδομένα ισοδύναμα με εκατομμύρια βιβλία ή χιλιάδες ταινίες υψηλής ανάλυσης.

Οι απαρχές της αποθήκευσης δεδομένων

Η ιστορία των σκληρών δίσκων ξεκινά το 1956, όταν η IBM παρουσίασε τον IBM 350, τον πρώτο εμπορικό σκληρό δίσκο, ως μέρος του συστήματος RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Αυτός ο δίσκος είχε χωρητικότητα μόλις 3,75 megabytes (MB) και αποτελούνταν από 50 πλάκες διαμέτρου 24 ιντσών. Ζύγιζε πάνω από έναν τόνο και καταλάμβανε χώρο όσο δύο ψυγεία, ενώ η πρόσβαση στα δεδομένα γινόταν με μηχανικές κεφαλές που κινούνταν πάνω στις περιστρεφόμενες πλάκες. Παρά το μικρό του μέγεθος σε σύγκριση με τα σημερινά πρότυπα, ο IBM 350 ήταν επαναστατικός, καθώς επέτρεπε τυχαία πρόσβαση στα δεδομένα, σε αντίθεση με τις μαγνητικές ταινίες που απαιτούσαν σειριακή ανάγνωση.

Κατά τις επόμενες δεκαετίες, η τεχνολογία εξελίχθηκε σταδιακά. Τη δεκαετία του 1970, η IBM παρουσίασε τον 3340 “Winchester”, έναν δίσκο που εισήγαγε κεφαλές χαμηλής μάζας και σφραγισμένες μονάδες, βελτιώνοντας την αξιοπιστία και μειώνοντας το μέγεθος. Μέχρι τη δεκαετία του 1980, οι σκληροί δίσκοι άρχισαν να γίνονται πιο προσιτοί, με την Seagate να κυκλοφορεί τον ST-506, τον πρώτο δίσκο 5,25 ιντσών με χωρητικότητα 5 MB, που έθεσε τα θεμέλια για την αποθήκευση σε προσωπικούς υπολογιστές.

Η έκρηξη της χωρητικότητας και η τεχνολογία PMR

Η πραγματική επανάσταση ήρθε τις δεκαετίες του 1990 και 2000, όταν η τεχνολογία Perpendicular Magnetic Recording (PMR) αντικατέστησε την παραδοσιακή οριζόντια εγγραφή. Με το PMR, τα μαγνητικά bits αποθηκεύονταν κάθετα αντί για οριζόντια, αυξάνοντας την πυκνότητα δεδομένων ανά τετραγωνική ίντσα. Αυτό επέτρεψε στους δίσκους να φτάσουν σε χωρητικότητες gigabytes και, αργότερα, terabytes. Το 2007, η Hitachi κυκλοφόρησε τον Deskstar 7K1000, τον πρώτο δίσκο 1 TB, ένα ορόσημο που έδειξε τις δυνατότητες της τεχνολογίας. Μέχρι το 2013, η χρήση ηλίου αντί για αέρα μέσα στους δίσκους (helium-filled drives) μείωσε την αντίσταση στις πλάκες, επιτρέποντας τη στοίβαξη περισσότερων δίσκων και την αύξηση της χωρητικότητας σε 6 TB και πέρα.

Η τεχνολογία Shingled Magnetic Recording (SMR), που εισήχθη τη δεκαετία του 2010, επέτρεψε ακόμα μεγαλύτερη πυκνότητα, επικαλύπτοντας τις «τροχιές» των δεδομένων σαν κεραμίδια. Ωστόσο, το SMR είχε μειονεκτήματα, όπως χαμηλότερη ταχύτητα εγγραφής, και χρησιμοποιήθηκε κυρίως για αρχειοθέτηση. Παράλληλα, οι SSD (Solid-State Drives) άρχισαν να κερδίζουν έδαφος, προσφέροντας ταχύτητα αλλά μικρότερη χωρητικότητα σε σύγκριση με τους HDDs, διατηρώντας τους τελευταίους σημαντικούς για αποθήκευση μεγάλου όγκου δεδομένων.

Η εποχή του HAMR και τα 36 TB

Η μετάβαση στα 36 TB έγινε δυνατή με την τεχνολογία HAMR, που χρησιμοποιεί λέιζερ για να θερμαίνει τις πλάκες, επιτρέποντας την εγγραφή δεδομένων σε μικρότερες, πιο πυκνές περιοχές. Η Seagate, που πρωτοστάτησε σε αυτή την καινοτομία, ανακοίνωσε τον πρώτο δίσκο 30 TB το 2023 και, μέσα σε δύο χρόνια, έφτασε τα 36 TB, ξεπερνώντας τους ανταγωνιστές της, όπως η Western Digital και η Toshiba. Αυτή η τεχνολογία όχι μόνο αύξησε τη χωρητικότητα αλλά μείωσε και το κόστος ανά terabyte, καθιστώντας τους HDDs πιο ανταγωνιστικούς έναντι των SSDs, που, αν και έχουν φτάσει τα 100 TB (όπως ο ExaDrive της Nimbus), παραμένουν πολύ ακριβότεροι.

Η εξέλιξη αυτή δεν σταματά εδώ. Η Seagate προβλέπει ότι με τη χρήση Bit-Patterned Media (BPM) και συνεχείς βελτιώσεις στο HAMR, οι δίσκοι θα φτάσουν τα 100 TB έως το 2030. Αυτό σημαίνει ότι η πυκνότητα δεδομένων ανά πλάκα μπορεί να φτάσει τα 10 TB, ανοίγοντας νέους ορίζοντες για την αποθήκευση δεδομένων σε κλίμακα που ήταν αδιανόητη πριν από λίγες δεκαετίες.

Οι προκλήσεις και το μέλλον

Παρά την πρόοδο, η αύξηση της χωρητικότητας φέρνει προκλήσεις. Οι δίσκοι υψηλής πυκνότητας απαιτούν μεγαλύτερη ακρίβεια στις κεφαλές ανάγνωσης-εγγραφής, ενώ η κατανάλωση ενέργειας και η παραγωγή θερμότητας παραμένουν προβλήματα. Επιπλέον, η αξιοπιστία των μηχανικών μερών των HDDs τους καθιστά λιγότερο ανθεκτικούς σε σχέση με τους SSDs, που δεν έχουν κινούμενα μέρη. Ωστόσο, το χαμηλότερο κόστος ανά gigabyte διατηρεί τους HDDs απαραίτητους για εφαρμογές όπως cloud storage και big data.

Η εξέλιξη της αποθήκευσης δεδομένων από τα 3,75 MB του 1956 στα 36 TB του 2025 είναι μια ιστορία συνεχούς καινοτομίας. Από τις μαγνητικές ταινίες και τις τεράστιες πλάκες του παρελθόντος, φτάσαμε σε τεχνολογίες που εκμεταλλεύονται λέιζερ και ήλιο για να συμπιέσουν τεράστιες ποσότητες πληροφορίας σε μικρούς δίσκους. Το μέλλον υπόσχεται ακόμα μεγαλύτερες χωρητικότητες, ίσως με υβριδικές λύσεις που συνδυάζουν HDDs και SSDs, ή ακόμα και ριζικά νέες τεχνολογίες, όπως η αποθήκευση σε DNA. Ό,τι και να έρθει, η ανάγκη της ανθρωπότητας να αποθηκεύει δεδομένα θα συνεχίσει να ωθεί τα όρια της επιστήμης και της μηχανικής.