В этой части отвлечемся от привычного нам использования магнитной пленки в музыке и видео. Посмотрим, на что еще она способна. Спойлер: она способна на многое.

Стримеры двадцатого века

Итак, магнитная лента активно использовалась для аудио и видео, фактически неся на своих плечах большинство контента тех лет. Но ее история будет неполной, если не осветить еще одну колоссальную сферу использования. Компьютеры.

В 1951 году компания UNIVAC презентует свою новинку под названием UNISERVO. Помимо удобных ящиков (см. фото), этот гигант выполнял функцию компьютера. Главным прорывом стало то, что для хранения информации UNIVAC применили запись на ленту. 

Поначалу это мало походило на историю с бобинами. Лента UNISERVO - это полоса из никелированной фосфористой бронзы. Ее длина - 365 метров, ширина полдюйма, а емкость порядка полутора мегабайт. Мегабайт! По тем временам это какой-то бездонный носитель информации. Забегая вперед - магнитная лента всегда будет в лидерах по объему данных, которые можно на нее записать. Правда есть и ограничение: процесс записи и чтения требует перемотки, потому быстродействием этот способ похвастаться не мог.

Бронзовая лента - это дорого, тяжело и неудобно. А еще она быстро изнашивает головки.

Потому под хранение данных стремятся приспособить классическую магнитную ленту.

Это удается IBM и в 1952 году (через год после UNIVAC) выходит IBM 726 Magnetic Tape Unit. Внутри новинки крутится пластиковая лента с напылением оксида железа, а емкость повышается до 2 мегабайт на катушку. После эры перфокарт это абсолютный технологический прорыв.

Ширину ленты IBM делает так же в полдюйма и на десятилетия это станет стандартом. 

По сути появляется новый класс устройств - стримеры. 

Стример идеален там, где не требуется быстродействия, зато нужно хранить большие объемы данных. Бэкапы, архивы, долговременное хранение. Появляются целые ленточные библиотеки — шкафы с десятками приводов, которые могли автоматически перематывать и переключать ленты.

Однако, километровые компьютерные бобины страдали той же болезнью, что и бобины обычные. Неудобно. Хочется в кассету.

Потому, в 1972 году 3М (опять они!) выпускают новый формат - QIC (Quarter Inch Cartridge). Это довольно любопытная кассета. В своей первой итерации она вмещала 200 килобайт информации. Однако, позже, это число начало стремительно расти за счет повышения плотности записи. Точнее, за счет добавления числа дорожек и снижения их ширины. В какой-то момент дорожек стало больше 100 (!!!), точнее 144 в версии QIC-5010. 

Помимо QIC были еще DAT/DDS и DLT. 

Вы можете предположить, что с таким зоопарком стандартов и числом дорожек об универсальности можно забыть. И будете правы. Между собой несовместимы даже некоторые кассеты QIC, чего уж говорить про остальное.

Чтобы как-то остановить это безумие, крупнейшие производители накопителей на магнитной ленте образца 1998 года (IBM, HP и Seagate) договорились о стандартизации стримеров и их кассет. Стандарт получил название LTO (Linear Tape-Open). На данный момент существует десять поколений этой технологии, каждое емче предыдущего. Однако, действует важное правило. Стримеры поколения X должны обеспечивать чтение на два поколения назад и запись на одно поколение назад. Т.е. стример LTO-6 должен уметь читать LTO-6, LTO-5 и LTO-4, а писать на LTO-6 и LTO-5.

Магнитная лента продолжает поражать воображение объемом хранимых данных. LTO-10 (релиз - май 2025 года) вмещает умопомрачительные 75 Тб. И это живая история. LTO-11 и LTO-12 на подходе.

Да, да, вы не ослышались. Магнитная лента жива. И здорово выручает корпорации, когда требуется сложить куда-нибудь колоссальный объем информации. Например, в 2011 году Google из-за программного сбоя очистила ящики сорока тысяч пользователей. Но потом все восстановила. Оказалось, что корпорация имеет бэкапы в том числе на магнитных лентах, и их не затронул сбой.

Правда, процесс восстановления занял время, ибо, как вы помните, стримеры шуршат не быстро.

Но это энтерпрайз. А что же обычные юзеры?

А обычные юзеры тоже юзали магнитную ленту - совершенно обычную. В 1982 году выходит знаменитый ZX Spectrum, домашний ПК, который из коробки комплектовался разъемами EAR и MIC. Через них подключался обычный магнитофон и на стандартную кассету писалась информация. Подход был простой - писали сигнал определенной длительности. 244 микросекунды значило ноль, 488 микросекунд - единицу. Скорость считывания, при этом, получалась крайне скромной 1000-1500 бит/сек. Но в восьмидесятые такого хватало, чтобы записать игру, картинки или книгу.

Надежность такого хранилища была очень разной, сильно зависела от качества кассеты и магнитофона. Зато это было максимально дешево и доступно.

История электронного контента на кассетах достойна отдельной статьи и всколыхнет немало ностальгических воспоминаний у тех, кого называют олдами.

Несмотря на впечатляющую емкость, привязка стримеров к протяжке ленты - их главный недостаток. Пока пользователи мирились с тем, что дают, инженеры думали. И додумались. До нового, конструктивно иного решения. Которое прожило почти три десятка лет и тоже стало легендарным. 

Что-что? Другой носитель информации? Нет, что вы. В нем тоже магнитная лента, тут без сюрпризов. Но только там другой принцип.

Сохранить

Итак, главная проблема стримеров - последовательная запись. Хочешь найти что-то конкретное - мотай пленку. За это мы получаем носитель информации колоссальной емкости. Но скорость всегда будет хромать на обе ноги.

К 1967 году IBM задалась целью устранить эту проблему. Если быть точным, они искали решение, с которого компьютер мог бы загружаться после включения и делать это относительно быстро. 

На тот момент подобное решение уже существовало - алюминиевый диск с магнитным напылением. Но он получался дорогим, тяжелым и не слишком удобным в эксплуатации.

Разработка была поручена Дэвиду Ноблю и его команде. Иногда еще всплывает имя Алана Шугарта, но Шугарт был, грубо говоря, менеджером команды Нобля. Он тоже приложил руку к изобретению, но несколько опосредованно.

А вот Нобль догадался, скрестить алюминиевый диск и магнитную ленту. Собственно, он фактически повторил путь Фрица Плюмера, выкинув металлическую основу и заменив ее пластиковой. Дальше уже по наработанным технологиям. Пластинку можно оперативно повернуть к считывателю нужной частью. Более того, головку считывателя можно передвигать от центра к краю пластинки и обратно. Получалось куда оперативнее, чем мотать пленку. 

На пластинку наносились кольцевые дорожки, поделенные на участки (см. схему). Эти участки стали называть секторами. Один сектор - 128 байт. Вся пластинка диаметром 8 дюймов - это 77 дорожек по 26 секторов на дорожке. В сумме выходило 80 килобайт. Немного, зато быстро. И дешево.

Так как подобный диск гнулся его стали называть floppy, то есть мягкий. В противовес жестким алюминиевым.

Еще несколько штрихов. Чтобы защитить мягкий диск от внешнего воздействия, его “одели” в пластиковый чехол с тканью внутри. Ткань сметала пыль. Позже материал заменят на нетканый. Готово.

Перед вами первая дискета. Точнее diskette. Это небольшая игра слов, которая как бы подчеркивает вторичность новинки по отношению в “серьезному” жесткому диску.

В 1971 году IBM презентует разработку и устройство для его чтения: 23FD. Поначалу речь шла только о чтении, все дискеты предзаписывались на заводе и содержали, в основном, загрузочную информацию. Однако, идея дешевого и быстрого носителя была вопросом времени. Уже в 1973 году выходит дисковод 33FD, который умеет и в запись.

Получилось прямо хорошо, но слишком громоздко. Все-таки восемь дюймов - это восемь дюймов.

Да и дальнейшее развитие технологии позволило размещать на дискете информацию более плотно.

Алан Шугарт покидает IBM в 1969 году, какое-то время работает в компании Memorex, а в 1973 году основывает собственное детище - Shugart Associates. Именно последней принадлежит авторство дискеты размером 5,25 дюймов, выпущенной в 1976 году. 

Это уже куда удобнее, и вмещает аж на 8 килобайт больше (88 против 80 у восьмидюймовых). Со временем емкость доведут до 1,2 мегабайта.

А в 1981 году выходит то, что у многих собственно с дискетой и ассоциируется. Классический формат 3,5 дюйма и 360 килобайт на одну сторону. Если дискета была в двустороннем исполнении, то 720 килобайт. Выпустила “классику” не абы кто, а Sony. В те годы японцы были в ударе, несмотря на проигрыш в войне форматов на видеорынке.

Еще немного времени и 3,5 дюймовый гибкий диск смог вместить в себя 1,44 мегабайта информации. Такой, какой многие из нас ее и застали.

История, как обычно, чуть сложнее и тремя форматами все не ограничилось. Например, были собственные разработки от Apple (Apple FileWare, специально для компьютера Lisa). Или двухдюймовые дискеты от Sony/Panasonic в 1989 году. Но популярности они не снискали.

Более-менее известным продуктом в дальнейшем стали лишь zip-дискеты от Iomega, которые на момент выхода в 1995 году могли вмещать порядка 100 мегабайт информации. И вот их я запомнил хорошо, ибо это было что-то из разряда тяжелого люкса. Волшебные дискеты, которые мало кто видел, но которые на голову превосходили по возможностям устаревающие “флопики” к концу девяностых.

На текущий момент дискеты стали достоянием истории. Первыми они вымерли в персональных ПК, а потом и ряд более профильных ведомств перестали их использовать. Хотя позже, чем вам может показаться. Яркий пример - система запуска ядерных ракет Пентагона умудрилась прожить на дискетах до 2019 года.

Но этот носитель информации оставил два ярчайших следа, в наших компьютерах.

След №1 - иконка “сохранить”, которая до сих пор традиционно отрисовывается в виде дискеты. 

След №2 - диск С в компьютерах на основе Windows. Вы знаете, почему именно С и куда подевались диски А и В? Все очень просто. Еще со времен MS-DOS эти буквы зарезервированы за гибкими дисководами - первым и, если есть, вторым. Дискет давно нет, а главный накопитель информации компьютера так и начинается с третьей буквы.      

Чем больше катастроф - тем меньше катастроф

Помимо записи голоса, музыки, видео и информации для масс, магнитную ленту активно использовали и в более узких сферах. 

Описать их все - книги не хватит. Но мы все же затронем одну, очень любопытную, о которой вы наверняка слышали. Формально тут ничего нового - просто фиксировали на пленку голос и информацию. Куда интереснее зачем это делали.

Дэвид Уоррен родился в 1925 году в Австралии. Когда он был ребенком, его отец разбился при полете на новом биплане. Это событие сильно повлияло на жизнь Уоррена и он, получив образование в области электроники и химии, пошел авиастроение. Работал в Австралийской лаборатории аэрономики.

Крушения самолетов в те годы - это, конечно ЧП, но даже близко не такое, как сегодня. Пока гражданская авиация еще нормально не полетела, с этим мирились. Однако, к пятидесятым годам рост авиапроисшествий наложился на бурный рост отрасли в целом. Прибавьте сюда реактивную авиацию, которая брала на борт десятки пассажиров. И, зачастую, не простых, а довольно состоятельных. 

Конечно, возник запрос на безопасность. Только где эту безопасность взять, когда после крушения остаются лишь обугленные части самолета?

Уоррен много думал над этим. По своей работе он принимал участие в расследовании авиакатастроф. И быстро сделал вывод о тотальной нехватке данных. Знать бы, что происходило в кабине пилотов за минуту до происшествия, иметь бы телеметрию с приборов…

Вообще, это возможно. Уоррен знал, что еще во Вторую Мировую ВВС США и Великобритании пытались записывать переговоры экипажа, чтобы оценивать сложность и поведение в нештатных ситуациях. Однако, тогда уровень техники не позволял делать качественные записи, плюс дико мешал шум двигателей. 

К 1952 году ситуация изменилась и Уоррен смог собрать в один корпус небольшой диктофон (писались переговоры через радиосеть) и устройство записи основных параметров самолета. И к 1954 году он представил свой концепт, который назвал “технический меморандум № 142”. В этом меморандуме он сформулировал основные требования к тому, что мы привыкли называть “черным ящиком” самолета.

В первоначальном варианте Уоррена запись производилась на стальную ленту, но очень скоро ее заменила магнитная пленка. Конечно, она мало походила на бытовую: была толще, прочнее, могла выдерживать высокие температуры. Но принцип оставался таким же.

Пришлось ждать еще два года, прежде чем новинке вообще дали ход, но уже с 1963 года страны одна за другим стали обязывать авиапроизводителей оснащать самолеты “черным ящиком”. 

Это изобретение круто изменило жизнь авиации. Расследования становились более точными и быстрыми, конструкции самолетов совершенствовались, а спасатели на обломках сразу после выживших стремились найти заветный оранжевый ящик. Да, все мы знаем, что черный ящик на самом деле не черный.

Заработало правило, что каждая следующая катастрофа упреждала десятки других. 

Сейчас, черные ящики переходят на электронные носители данных, но эра магнитной пленки там продлилась больше сорока лет.

Заключение

Возможно, в самом начале название статьи могло показаться вам кликбейтным. “Одна из опорных технологий двадцатого века” - не слишком ли громко про какой-то кусок пластика с металлическим напылением? Надеюсь, истории выше показали, ЧЕМ был этот кусок для технологий прошлого столетия. И это еще мы прошлись по самым известным примерам, которые видели массы. А ведь магнитную пленку использовали в науке, военном деле, телефонии, полицейских расследованиях и еще куче сфер, где ее работа была не так очевидна. 

Сейчас технология магнитной записи уже большей частью прошлое (за исключением стримеров, там все отлично). 

Но невозможно отрицать ее вклад в то, что мы можем буквально видеть и слышать вторую половину двадцатого века. В песнях, фильмах, передачах, сообщениях на автоответчик, интервью на диктофон, переговорах пилотов, документах на дискете и еще тысячах примеров, которые без магнитной ленты были бы невозможны. Ну или с ужасным качеством записаны на стальную проволоку. Одна из опорных технологий века, не иначе.