Tallennusmediat ja -laitteet

1. Mediatekniikan seminaari Tallennusmediat ja -laitteet Eero Lähdesmäki 24.3.2006

2. 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

3. 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

4. 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”

5. 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

6. 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

7. 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 ?

8. 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

9. 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

10. 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

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

12. 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

13. 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

14. 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-

15. 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

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

17. 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.

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