تاریخچه هارد دیسک (Hard Disk)
اولین هاردی که ساخته شد RAMAC نام دارد. اولین نسخه تجاری هارد دیسک برای کامپیوتر را شرکت IBM ساخت و آن را RAMAC مخفف ( Random Access Method of Accounting And Control) نامید. سیستم ذخیره سازی آن به نام IBM 350 نامگذاری شد. RAMAC ابعاد بزرگی داشت و برای انجام عملیات به فضایی به اندازه یک اتاق احتیاج داشت که در مقابل فضای ذخیره سازیش بسیار بزرگ بود. خودِ سیستم ذخیره سازی این هارد دیسک به تنهایی تقریبا به اندازه ۲ یخچال بود. در داخل آن صفحاتی به ابعاد ۵۰ در ۲۴ اینچ چیده شده بود. این ابعاد بزرگ تنها ۵ مگابایت فضا برای ذخیره‌سازی در اختیار کاربران می گذاشت، درست شنیدید فقط چند مگابایت!
در واقع تیم بازاریابی IBM نمی خواست که RAMAC گنجایش بیشتری داشته باشد زیرا آنها نمی توانستند مشتریان را قانع کنند که به حجم بیشتری برای ذخیره سازی اطلاعات نیاز دارند.
انقلاب کامپیوتر های های شخصی (PC) و پیدایش حافظه های کوچکتر.
تا دهه ۱۹۷۰ میلادی، کامپیوتر ها بزرگ، گران و دستگاه هایی بسیار خاص محسوب می شدند که فقط شرکت های بزرگ، دانشگاه ها و موسسات دولتی می توانستند از عهده مخارجشان بر بیایند. روند کاهشی قیمت وسایل الکترونیکی، کاهش چگالی (نسبت ابعاد به ظرفیت) تراشه ها، مموری ها و سایر پارامتر ها، موجب پیدایش یک بازار جدید شد تحت عنوان بازار رایانه های شخصی.
اوایلش، رایانه های شخصی قابلیت ذخیره سازی بسیار محدود و ناچیزی داشتند. بعضی هایشان از نوار های کاغذی سوراخدار برای ذخیره سازی استفاده می کردند، بعضی دیگر هم از کاسِت های صوتی. در نهایت رایانه های شخصی توانستند داده ها را روی دیسک های فلاپی ذخیره کنند. به مرور زمان کم کم هزینه های هارد دیسک آنقدر کاهش پیدا کرد که کاربران PC نیز می توانستند از آن استفاده کنند.
در سال ۱۹۸۰، یک شرکت تازه تاسیس به نام Shugart Technology توانست یک هارد دیسک به ظرفیت ۵ مگابایت که مناسب رایانه های شخصی آن زمان بود را رونمایی کند. قطر آن حدودا ۵.۲۵ اینچ بود. قرار گرفتن این هارد در PC ها در دهه ۸۰ میلادی نشان دهنده این بود که محصول مورد نظر و اقبال عموم بالاخره تولید شده بود. Shugart نام خودش را به Seagate Technology تغییر داد. بله همان Seagate معروف.
تنها ظرف مدت ۲۵ سال، تکنولوژی هارد و حافظه های الکترونیکی از دستگاهی با ابعاد یک یخچال، به چیزی با قطری کمتر از ۶ اینچ خلاصه شده بود. که البته این در قیاس با پیشرفتی که در ۲۵ سال بعدی حاصل شد، ناچیز محسوب می شود.
نیاز به ذخیره ساز های سریعتر، قابل اتکا تر و منعطف تر باعث رشد تکنولوژی های مختلف مانند IDE ، SCSI، ATA، SATA و PCIeشد. سازندگان هارد، با افزایش سرعت اسپیندل (سرعت موتوری که هارد دیسک را می چرخاند) توانستند بازدهی محصولاتشان را افزایش دهند. آن موقع ۵۴۰۰ دور در دقیقه (RPM) استاندارد شرکت ها بود اما بعضی از آنها هارد هایی با ۷۲۰۰ دور در دقیقه هم ارائه می‌دادند و مسلما کارایی بهتری داشت. بعدا شرکت های Seagate ، Western Digital و سایر شرکت ها با ارائه سرعت۱۰۰۰۰ RPM و نهایتا ۱۵۰۰۰ RPM توانستند رقابت را سخت تر کنند.
همان‌طور که از IBM انتظار می‌رفت پیشگام تکنولوژی های هارد های تجاری شد و تعداد زیادی از تکنولوژی های دیسک های هارد را خریداری کرد و توانست دهه ها فروش خوبی در بازار داشته باشد. در سال ۲۰۰۳ شرکت IBM بخش ذخیره سازی خود را به شرکت Hitachi واگذار کرد.
انواع هارد دیسک سرور:
- SAS (Serial Attached SCSI)
- SATA (Serial ATA)
- SSD (Solid State Drive)
- Near Line SAS (NL-SAS)
- Fibre Channel (FC)
- NVMe (Non-Volatile Memory Express)
هارد درایو SAS
SAS یا (Serial Attached SCSI) برگرفته از تکنولوژی SCSI می باشد و از نسل قبلی خود یعنی SATA سرعت بالاتری دارد. هر چند هاردهای SATA همچنان بخاطر ایجاد فضای مناسب ذخیره سازی محبوب هستند. ولی در هاردهای SAS تمرکز بر روی سرعت است و از پهنای باند 3 GBPs ، 6 GBPs ، 12 GBps برای انتقال اطلاعات استفاده می کند. در مقایسه با هارد SATA که دارای سرعت 5200 تا 7200 (RPM) یا Revolutions Per Minute (دور در دقیقه) می باشد، هارد SAS از سرعت 10K ، 7.2K و 15K یا 15000 RPM پشتیبانی می کند. ابعاد هارد SAS در 2 استاندارد LFF و SFF مشابه هارد SATA به بازار ارائه شده است.
هارد درایو SATA
هارد SATA یا (Serial Advance Technology Attachment) که برگرفته از (IDE (Integrated Drive Electronics می باشد. و اولین گروهی که بعد از آن تشکیل شد (ATA (Advance Technology Attachment بود که برای ساده کردن کابل کشی راحت و همچنین پیشرفت و ارتقا عملکرد طراحی شده بود. هارد درایو SATA به سه نوع SATA ،SATA 2، SATA 3 تقسیم می شود که تفاوت در این نسخه ها در سرعت آنها با یکدیگر می باشد. Sata3 سرعتی معادل ۶۰۰ مگابایت بر ثانیه دارد که تقریبا ۴ برابر نسخه اول آن می باشد. از دیگر مزایای هاردهای SATA نسبت به IDE مصرف کمتر برق، سرعت بالا، حجم کم و عملکرد بالای آن می توان اشاره کرد. سرورهای نسل 5 تا 10 اچ پی ای (HPE) از این نوع هارد درایو پشتیبانی می کنند.
این نوع درایوها بیشتر در سرورهای LFF محصولات سرور HPE مورد استفاده قرار می گیرند و برای ذخیره سازی های حجیم از این مدل هارد سرور استفاده می شود. سرعت هاردهای ساتا که MDL یا Midline نیز شناخته می شوند، 5400 تا 7200 دور در دقیقه می باشد.
هارد SSD
حافظه جامد یا SSD (solid state drive) نسبت به هاردهای SATA و SAS سرعت بالاتری دارد. به این نوع حافظه، درایو الکترونیکی نیز می گویند. عملکرد این حافظه بصورت فلش می باشد و اطلاعات بر روی چیپ الکترونیکی ذخیره می شود. در مقایسه با هاردهای SAS و SATA دیگر از چرخه مکانیکی استفاده نمی کند. کمپانی اچ پی نیز از این تکنولوژی بهره مند شده و حافظه SSD SAS و SSD SATA با مدل های متنوع را برای سرورهای HP به بازار ارائه کرده است.
(Near Line SAS (NL-SAS
درایوهای Nearline SAS که مختصرا NL-SAS نامیده می شوند، ترکیبی از درایوهای SAS و SATA می باشند. درایوهای NL-SAS از اینترفیس و پروتکل SAS برای برقرای ارتباط استفاده می کنند، اما پلتر و RPM درایوهای SATA را در خود دارند. در واقع اجزاء داخلی درایو از اجزاء درایوهای SATA تشکیل شده (سخت افزار) و کنترلر و اینترفیس و پروتکل آن (نرم افزار) از درایو SAS گرفته شده است.
شاید برای شما هم این سوال پیش بیاید که هدف از ایجاد درایوهای NL-SAS چه بوده؟ این درایوها به راحتی به backplane و کانکتور SAS متصل می شوند و مزایای مجموعه دستورات SCSI و صف بندی پیشرفته آن را ارائه می کنند، در حالیکه ویژگی مثبت درایوهای SATA یعنی حجم بالای حافظه ذخیره سازی آنها را هم به همراه دارند. در مجموع پروتکل NL-SAS ترکیب مناسبی از پروتکل های SAS و SATA به وجود آورده است.از آنجایی که اکثر استوریج ها از NL-SAS پشتیبانی می کنند، این پروتکل به جایگزین مناسبی برای پروتکل SATA در دنیای پیشرفته ذخیره سازی اطلاعات تبدیل شده است.
Fibre Channel (FC)
هارد دیسک فیبر کانال (FC) یک نوع هارد دیسک سرور است که از رابط فیبر کانال برای برقراری ارتباط با سرور میزبان استفاده می کند. فیبر کانال یک شبکه با سرعت بالا است که برای ذخیره سازی داده ها طراحی شده است و عملکرد بسیار بهتری نسبت به رابط های SATA یا SAS ارائه می دهد که معمولا با انواع دیگر هارد دیسک های سرور استفاده می شود.
HDD های FC معمولا در محیط های با کارایی بالا استفاده می شوند که در ان توان عملیاتی بالا و تاخیر کم مهم است، مانند مراکز داده سازمانی و ارایه های ذخیره سازی با کیفیت بالا. انها همچنین گاهی اوقات در ایستگاه های کاری و سایر رایانه های با کیفیت بالا استفاده می شوند که عملکرد انها یک اولویت است.
HDD های FC عملکرد بسیار بهتری نسبت به درایوهای SATA یا SAS ارائه می دهند و نرخ بازده ان تا 10 گیگابیت در ثانیه است. انها تاخیر بسیار کمی دارند، به این معنی که می توانند به درخواست ها بسیار سریع پاسخ دهند.با این حال، برخی از معایب استفاده از HDDs FC نیز وجود دارد. انها گران تر از درایوهای SATA یا SAS هستند، برای نصب و پیکربندی پیچیده تر از درایوهای SATA یا SAS هستند و به طور گسترده ای به عنوان درایوهای SATA یا SAS در دسترس نیستند.
NVMe (Non-Volatile Memory Express)
پروتکل NVMe برای استفاده با رسانه های سریع طراحی شده است. مزایای اصلی حافظه SSD مبتنی بر NVMe PCIe نسبت به سایر انواع ذخیره‌سازی، کاهش تأخیر و عملیات ورودی/خروجی بالا در ثانیه (IOPS) است.NVMe یک عامل کلیدی برای فناوری‌ها و برنامه‌های در حال تکامل مانند اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین بوده است که همگی می‌توانند از بهبودهای با تأخیر پایین و عملکرد بالا ارائه شده توسط ذخیره‌سازی متصل به NVMe بهره ببرند.
NVMe یک رابط ذخیره سازی و راننده است که طول می کشد استفاده از افزایش پهنای باند PCIe را ارائه کرده است. این به طور خاص برای اس اس دی ها طراحی شده است و بین رابط ذخیره سازی و CPU سیستم با استفاده از سوکت های PCIe با سرعت بالا بدون محدودیت فاکتور فرم ارتباط برقرار می کند. درایوهای NVMe بسیار سریعتر از درایوهای SATA هستند که سالها با نرخ بازده تا 10 گیگابیت در ثانیه بوده اند.