Cách đây 69 năm, IBM đã giới thiệu chiếc ổ cứng đầu tiên trên thế giới – một cỗ máy khổng lồ nặng hơn 1 tấn nhưng chỉ lưu trữ được vỏn vẹn 5MB dữ liệu.

Ngày 13/9/1956, IBM chính thức công bố hệ thống 305 RAMAC – thiết bị được ghi nhận là ổ cứng thương mại đầu tiên trên thế giới. Bên trong cỗ máy nặng hơn một tấn là 50 phiến đĩa từ quay ở tốc độ khoảng 1.200 vòng/phút, cung cấp tổng dung lượng tối đa chỉ khoảng 3,75 đến 5MB.

Ở thời điểm giữa thế kỷ 20, đây không chỉ là một cải tiến kỹ thuật đơn thuần. RAMAC đã thay đổi cách doanh nghiệp lưu trữ và truy xuất thông tin, đặt nền móng cho toàn bộ ngành công nghiệp lưu trữ dữ liệu hiện đại.

IBM 305 RAMAC – Khi lưu trữ dữ liệu là cả một hệ thống khổng lồ

IBM 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control) là hệ thống máy tính thương mại đầu tiên tích hợp bộ lưu trữ đĩa từ có khả năng truy cập ngẫu nhiên. Trước đó, dữ liệu doanh nghiệp chủ yếu được lưu trữ trên băng từ hoặc hồ sơ giấy, việc truy xuất mang tính tuần tự và mất nhiều thời gian.

Bộ phận lưu trữ của RAMAC – thường được gọi là RAMAC 350 Disk Storage Unit – có kích thước tương đương một chiếc tủ lạnh công nghiệp và nặng hơn một tấn. Bên trong là 50 platter đường kính khoảng 24 inch, xếp chồng lên nhau.

Các đĩa quay liên tục ở khoảng 1.200 vòng/phút, trong khi cụm đầu đọc cơ học di chuyển để định vị đúng track chứa dữ liệu. Chính cơ chế này đã cho phép truy cập trực tiếp đến vị trí thông tin mong muốn thay vì phải đọc tuần tự toàn bộ dữ liệu như băng từ.

Đây là lần đầu tiên trong lịch sử, khái niệm “random access” được thương mại hóa.

Cấu trúc kỹ thuật của ổ cứng đầu tiên

Về mặt kỹ thuật, RAMAC 350 sử dụng công nghệ lưu trữ từ tính trên bề mặt đĩa quay. Các platter được phủ lớp vật liệu từ, cho phép ghi và đọc dữ liệu thông qua sự thay đổi trạng thái từ tính trên từng vùng nhỏ.

Tổng dung lượng của toàn bộ hệ thống chỉ đạt khoảng 5MB. Ngày nay, dung lượng này tương đương vài bức ảnh chụp từ điện thoại hoặc một đoạn nhạc nén dung lượng thấp. Tuy nhiên, trong bối cảnh năm 1956, đây là một bước tiến vượt bậc so với phương pháp lưu trữ truyền thống.

Điểm quan trọng nhất không nằm ở dung lượng mà ở nguyên lý tổ chức dữ liệu. Thông tin được chia thành các block và có thể truy xuất ngẫu nhiên. Chính tư duy này đã trở thành nền tảng cho mọi thế hệ ổ cứng sau này.

Từ RAMAC 1956 đến HDD và SSD hiện đại

Gần bảy thập kỷ sau khi RAMAC ra đời, mật độ lưu trữ đã tăng theo cấp số nhân. Nếu năm 1956, 5MB yêu cầu một hệ thống nặng hơn một tấn, thì ngày nay một ổ HDD 20TB phổ biến chỉ nặng vài trăm gram. SSD NVMe thậm chí còn nhỏ gọn hơn nhiều lần và đạt tốc độ truyền tải hàng nghìn MB/s.

Sự phát triển này đến từ những cải tiến liên tục trong mật độ ghi từ, cơ chế điều khiển đầu đọc, vật liệu lưu trữ và sau này là kiến trúc bộ nhớ flash cùng bộ điều khiển bán dẫn.

Dù công nghệ đã thay đổi mạnh mẽ, nguyên lý cốt lõi mà RAMAC đặt nền móng vẫn được duy trì: lưu trữ dữ liệu trên môi trường vật lý và truy xuất trực tiếp đến từng vị trí thông tin một cách chính xác.

Dấu mốc lịch sử của ngành lưu trữ dữ liệu

Một số hệ thống RAMAC đã được phục dựng để phục vụ mục đích trưng bày và nghiên cứu. Điều đáng chú ý là trong điều kiện bảo quản phù hợp, dữ liệu lưu trên môi trường từ tính có thể tồn tại qua nhiều thập kỷ.

Từ một cỗ máy nặng hơn một tấn đến những ổ SSD chỉ vài gram ngày nay, hành trình phát triển của công nghệ lưu trữ phản ánh tốc độ đổi mới vượt bậc của thế giới số trong gần 70 năm qua.

IBM 305 RAMAC không chỉ là ổ cứng đầu tiên trên thế giới. Nó là điểm khởi đầu của toàn bộ ngành công nghiệp lưu trữ dữ liệu điện tử – nền tảng cho mọi hệ thống máy chủ, máy tính cá nhân và trung tâm dữ liệu hiện đại.