Tallennusmediat ja -laitteet Mediatekniikan seminaari Tallennusmediat ja -laitteet Eero Lähdesmäki 24.3.2006

Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Historiaa – Käydään läpi laitteiden ja tallennusmedioiden kehitystä Tekniikkaa – Kovalevyjen ja optisten asemien tekniikkaa Nykyaika – Mkä on tilanne tänä päivänä ja mitä formaattia ollaan ajamassa sisään markkinoille Tiedonsäilyvyydestä – Tarkastellaan mm. tekemieni testien tuloksia Yhteenveto

IBM kehitti ensimmäisen kovalevyn 1950-luvulla Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto 50- ja 60-luku IBM kehitti ensimmäisen kovalevyn 1950-luvulla -RAMAC, kovalevyjärjestelmässä levyjen halkaisija oli 24 tuumaa (yli 90 senttimetriä) ja niitä oli 50 kappaletta. Levyjen kapasiteetti oli yhteensä noin 5 megatavua. 1960-luvulla yhden lukupään tilalle tuli usean lukupään levy Tallennuskapasiteettia kasvatettiin

Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto 70-luku 1970-luvun alussa ensimmäinen umpilevy, IBM 3340, kutsumanimeltään Winchester. 2 kertaa 3o megatavun vaihtopakka, levykoko 14” IBM kehitti ensimmäisen levykkeen. 8” levyke oli suunnattu mikrokoodien toimittamiseen IBM:n suurkoneisiin. 1976 markkinoille tulleet 5,25” levykkeet saavuttivat suosiota nopeasti, kapasiteetti oli aluksi 110 kilotavua Ensimmäiset kiintolevyt kotikoneisiin 70-luvun lopussa, kapasiteetti 10 megatavua, koko 5,25”

Tietokoneen tallennusvälineeksi sopiva CD-ROM julkaistiin vuonna 1985 Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto 80-luku Philips ja Sony toivat markkinoille musiikin digitaaliseen tallentamiseen tarkoitetun CD-levyn 1980-luvun alussa Tietokoneen tallennusvälineeksi sopiva CD-ROM julkaistiin vuonna 1985 80-luvun kaksi muuta edistysaskelta olivat ohjauselektroniikan kehittäminen levy-yksikköihin ja SCSI- väylän standardisoiminen (1986) Kapasiteetit jatkoivat kasvuaan ja kotitietokoneet alkoivat yleistyä kotitalouksissa

Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto 90-luku 1994 ATA- 1 standardisointi Vuonna 1995 vastakkainasettelun jälkeen päädyttiin DVD-formaattiin, ettäVHS:n ja Betamaxin kaltaiselta formaattisodalta vältyttäisiin 1997 10 gigan raja rikki UltraDMA/33

Serial ATA esiteltiin vuonna 2003 Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto 2000-luku Tallentava DVD vuonna 2000 Serial ATA esiteltiin vuonna 2003 Vuonna 2005 Serial ATA 3Gbit/s ja SAS (Serial Attached SCSI) Vuodesta 2006 ?

Magneettiset levyt (kiintolevyt) Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Magneettiset levyt (kiintolevyt) Optiset levyt (CD-, DVD-, Blue-ray-levyt) Lukupää muuttaa levyn pinnalla olevien magneettisten varausten vaihtelun sähkövirran vaihteluksi niiden kulkiessa lukupään ohi Levyt ovat joko alumiinista tai lasista valmistettuja kovia levyjä, jotka on päällystetty magneettisella aineella Useita levyjä päällekkäin, jokaisella pinnalla oma luku- ja kirjoituspää Lukupää muuttaa levyltä heijastuneen valon voimakkuuden sähköiseksi signaaliksi CD-ROM levyt prässätty muoville. CD-R, DVD-R, DVD+R muovilevyn ja heijastavan metallipinnan välissä on orgaanista väriainetta, joka tummuu poltettaessa sitä infrapuna-laserilla Monikerros levyillä (DVD dl, Blue-ray, HD DVD) lasersäde kohdistetaan haluttuun kerrokseen

Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Liitännät PC-tietokoneen emolevy on yleensä varustettu ATA eli IDE-liitännällä 160GB~78€ SCSI-väylä on palvelimissa ja ammattilaislaitteissa suosittu liitäntätyyppi 147GB~845€ Uutta tekniikkaa Serial ATA eli SATA ja SATAII 160GB~82€ (http://specials.seagate.com/sata/) SATA-IO vuonna 2007 siirtonopeus 600MB/s

Mahdollistaa tiheämpää luku- ja kirjoitustiheyttä Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Käytetään punaisen laserin(650 nm) sijaan sini-violettia laseria, jonka aallonpituus 405 nm. Mahdollistaa tiheämpää luku- ja kirjoitustiheyttä Pinnan paksuus 6 kertaa ohuempi kuin HD DVD:n tai DVD:n. Mahdollistaa useampien kerrosten käytön

Kapasiteetit nykyään 7.8 GB (8cm levy) aina 54 gigaan asti. Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Kapasiteetit nykyään 7.8 GB (8cm levy) aina 54 gigaan asti.

Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Kapasiteetit 15 GB yksi kerroksisessa ja 30 GB kaksi kerroksisessa levyssä Käyttää myös 405 nm pituista laseria hyväkseen. Levyn poltettavan kerroksen paksuus 0,6mm, Blue-ray 0,1mm

Yli 500 gigatavun kiintolevyjä Pyörimisnopeudet jopa 15000rpm Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Yhdelle kiintolevyn levypinnalle mahtuu jopa 160 gigatavua, neljä tai viisi levypintaa Yli 500 gigatavun kiintolevyjä Pyörimisnopeudet jopa 15000rpm Siirtonopeudet jopa 300MB/s (SATAII) DVD dual layer- levyt arkipäivää. Kapasiteetti 9 gigatavua Kannettavien levykoot lähenevät 200 gigatavun rajaa

vs. Paremmat kehitysmahdollisuudet Sonylla vahva historia Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto vs. Paremmat kehitysmahdollisuudet Sonylla vahva historia Paljon valmistajia takanaan Sony Playstation 3 Halvemmat tuotantokustannukset Markkinoille ensimmäisenä Suuret filmistudiot takanaan Microsoft XBOX 360 (jättänyt option myös Blue-raylle) "Once Microsoft picked sides it was clear we were going to be in a battle royale,…“ -Howard Stringer-

Formaatit muuttuvat ”nopeasti” Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Formaatit muuttuvat ”nopeasti” Säilytys olosuhteisiin kiinnitettävä huomiota - auringonvalo, kosteus, mekaaninen kuluminen Tärkeiden tiedostojen uudelleen tallennus välttämätöntä, jos haluaa tiedon säilyvän CD- ja DVD-levyille valmistajat lupaavat 5-100 vuoden säilyvyyden CD- tai DVD-levy voi tuhoutua muutamassa tunnissa, jos altistuu infrapunasäteilylle

Kiintolevyjen kapasiteettien ja nopeuksien kasvaminen Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Kiintolevyjen kapasiteettien ja nopeuksien kasvaminen

vs. Siirtonopeudet: -Parallel-ATA (DMA133) 133MB/s -SATAII 300MB/s Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto Siirtonopeudet: -Parallel-ATA (DMA133) 133MB/s -SATAII 300MB/s -Serial Attached SCSI (SAS) 375MB/s -SATA-IO 600MB/s (2007) Formaattien nopea muuttuminen Tärkeiden tiedostojen ja tietojen säilyttäminen vs.

Johdanto – Historia – Tekniikka – Nykyaika – Tiedonsäilyvyys – Yhteenveto ?