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Cependant, la technologie a rapidement diminué en termes de taille physique, tandis que les capacités de stockage ont augmenté. Les plus petits modèles ont depuis disparu du marché, mais la demande de capacité toujours croissante se poursuit sans relâche. Les disques durs actuels peuvent contenir jusqu’à 20 téraoctets, soit un million de fois plus de mémoire que les premiers PC.

L’histoire du disque dur remonte aux années 1950. Même les disques de l’époque partagent leur technologie de base avec les modèles d’aujourd’hui - des disques magnétiques rotatifs entre lesquels des bras avec des têtes de lecture/écriture se déplacent et magnétisent ou scannent des bits. Les premiers disques durs ressemblaient à de petites armoires et pesaient près d’une tonne. Ils ont été utilisés dans certains ordinateurs et systèmes centraux et ont révolutionné le traitement des données, car un accès plus immédiat à l’information était soudainement possible.

Le triomphe du disque dur a commencé dans les années 1980 avec l’avènement des PC. Les disques mesuraient 5,25 pouces de diamètre et ne contenaient que quelques mégaoctets de données à l’époque - plus de stockage n’était pas nécessaire, car les applications n’avaient pas d’interfaces utilisateur graphiques, et aucune numérisation de document, vidéo numérique ou autre donnée gourmande en stockage n’avait besoin d’être stockée. Les modèles de 20 mégaoctets étaient très populaires et de nombreux utilisateurs ont commencé l’ère du PC avec eux.

Dans les années qui ont suivi, les capacités de stockage sont passées à la gamme à trois chiffres de mégaoctet et les interfaces ont été standardisées. Pour l’alimentation, le connecteur Molex à quatre broches a prévalu pour le transfert de données, ATA est devenu la norme. Cette norme était auparavant connue sous le nom d’IDE, et avec l’introduction de Serial ATA (SATA), elle était généralement appelée Parallel ATA (PATA) pour une meilleure différenciation. Les câbles plats typiques de PATA étaient dotés de trois connecteurs à 40 broches qui connectaient deux disques à la carte mère de l’ordinateur. Au moyen de petits cavaliers enfichables sur des points de contact spéciaux sur les disques durs, il a été déterminé quel lecteur était le principal et lequel était le secondaire.

Le boom déclenché par la nouvelle technologie de stockage est illustré par le fait qu’il y avait 75 fabricants de disques durs en 1985. Au fil du temps, plus de 200 entreprises ont essayé de produire les disques, dont seulement trois sont encore actives aujourd’hui. La consolidation a commencé dans la seconde moitié des années 1980, car la production n’était économiquement intéressante qu’avec de grandes quantités.

La taille des disques durs ne cesse de diminuer

Les disques durs de 3,5 pouces se sont généralisés à partir de la fin des années 1980 ; le boitier était basé sur la taille des lecteurs de disquettes afin de s’adapter aux mêmes baies de lecteur. Dans les serveurs et les systèmes de stockage également, le boitier de 3,5 pouces est rapidement devenu la norme - et il l’est toujours aujourd’hui. Cependant, les fabricants ont également développé des boitiers toujours plus petits, à commencer par les disques durs de 2,5 pouces pour les ordinateurs portables. Aujourd’hui, ces modèles ne se trouvent vraiment que dans les lecteurs USB externes, car les SSD sont plus généralement utilisés dans les ordinateurs portables. En particulier dans les appareils à faible coût, les fabricants n’installent que des SSD de faible capacité pour des raisons de coût, de sorte que la demande de disques durs externes en tant qu’extension de stockage reste élevée. Cependant, les entraînements ne sont guère développés davantage sur le plan technologique, de sorte qu’aucune augmentation significative de la capacité n’est à prévoir.

Une limite inférieure a été atteinte et les modèles de disques durs les plus petits ont maintenant complètement disparu du marché. Cependant, au tournant du millénaire, par exemple, il y avait des disques durs de 1,8 pouces pour l’emplacement PCMCIA des ordinateurs portables. Étant donné que les appareils n’avaient généralement ni modem interne ni connexion réseau ou WLAN et que la connexion au monde extérieur nécessitait également une carte enfichable, les propriétaires d’ordinateurs portables de l’époque devaient prendre des décisions difficiles. En 2001, le premier iPod avait également un disque dur - un modèle au format 1,8 pouces et 5 gigaoctets de capacité de stockage, alors que la concurrence des lecteurs audio s’appuyait sur des disques de 2,5 pouces.

Parce que la mémoire flash était chère et que les cartes mémoire n’avaient que de petites capacités, des disques de 1 pouce ont également été développés qui pouvaient s’insérer dans la fente CompactFlash des appareils photo numériques. Des disques durs à peine plus gros qu’une vignette ont été trouvés dans certains smartphones au début des années 2000. Certains de ces modèles de 0,85 pouces contenaient un impressionnant 4 gigaoctets. Cependant, ils ne sont pas devenus plus petits, car le flash a dépassé le disque dur dans les appareils mobiles.

La capacité de stockage continue d’augmenter

Le boom du flash signifiait que les disques durs ne pouvaient réussir qu’avec des capacités élevées à des coûts favorables. L’enregistrement magnétique perpendiculaire (PMR), une nouvelle méthode d’enregistrement, a permis un véritable saut de capacité. Jusqu’au milieu des années 2000, les disques ne contenaient que quelques gigaoctets, mais peu de temps après, plus de 100 gigaoctets et bientôt même 1 téraoctet sont devenus tout à fait normaux.

Avec l’enregistrement magnétique longitudinal (LMR) précédemment utilisé, les bits sur les disques magnétiques étaient alignés horizontalement, tandis que le PMR permettait une disposition verticale et donc une densité de stockage beaucoup plus élevée. Le grand défi ici était le positionnement des pôles magnétiques sur la tête d’enregistrement, car la magnétisation devait avoir lieu à travers le disque, mais la tête d’enregistrement ne pouvait pas être construite autour de celui-ci. La solution était finalement une couche réfléchissante et diffusante sous le disque, qui ramenait le flux magnétique vers le deuxième pôle situé au-dessus.

Les capacités de stockage croissantes ont rendu nécessaires de nouvelles interfaces série avec un débit plus élevé : dans la zone client, le SATA déjà mentionné, et dans la zone du centre de données SAS, qui a remplacé SCSI. Dans les centres de données, les SSD ont ensuite commencé à remplacer de plus en plus les disques durs à rotation rapide avec 10k et 15k - et ce qui restait était des disques durs de 3,5 pouces avec 7 200 tours, qui offrent un équilibre optimal entre capacité et performances. Ils ont été remplis d’hélium à partir du milieu des années 2010. Ce gaz inerte léger provoque moins de friction et de turbulence que l’air, donc l’utilisation de disques plus fins a créé de l’espace pour des disques supplémentaires dans le boîtier. Avec neuf disques et PMR, 16 téraoctets pourraient être réalisés. Dix disques et plus semblent possibles, et d’autres augmentations de capacité peuvent être réalisées avec des technologies d’enregistrement alternatives.

Une nouvelle génération de disques durs avec technologie micro-ondes

Avec l’enregistrement magnétique assisté par microondes (MAMR), une nouvelle méthode d’enregistrement a été développée ces dernières années qui utilise des micro-ondes pour contrôler et focaliser le flux magnétique au niveau de la tête d’écriture. Cela signifie que moins d’énergie est nécessaire pour magnétiser les bits, de sorte que la tête d’enregistrement est plus petite et peut écrire des données de manière plus dense. Toshiba a lancé l’année dernière des disques durs dotés d’une nouvelle forme de MAMR, appelée MAMR à flux contrôlé (FC-MAMR). Cette technologie a augmenté la capacité de stockage des données et amélioré l’efficacité énergétique. S’appuyant sur la grande réponse du marché que ces disques ont reçue, la série MG10 a été lancée il y a quelques semaines à peine. Ces disques durs avancés, avec une conception de 10 disques scellée à l’hélium, poussent encore plus loin les valeurs de capacité. Cela leur permet de stocker 20 téraoctets de données, tout en respectant le facteur de forme de 3,5 pouces.

Dans la prochaine étape de développement, la commutation assistée par micro-ondes MAMR (MAS-MAMR), les micro-ondes activeront le matériau des disques magnétiques pour réduire davantage l’apport d’énergie et permettre une réduction supplémentaire de la taille de la tête d’écriture. Cependant, cela nécessitera un nouveau revêtement pour les disques, que les fabricants de disques durs développent actuellement. Selon les experts, MAS-MAMR augmentera la capacité des disques durs de 3,5 pouces jusqu’à 50 téraoctets au cours des prochaines années. Cela ouvre la voie aux disques durs pour continuer à supporter le poids du stockage des données à l’ère de l’information.

Cependant, il semble peu probable que les 40 prochaines années voient un autre saut de capacité comme celui de 20 mégaoctets à 20 téraoctets. Les disques durs du début des années 2040 devaient alors offrir 20 exaoctets de capacité de stockage, soit dix fois celle d’un centre de données cloud moderne. En revanche, l’heureux propriétaire d’un disque dur de 20 Mégaoctets au début des années 1980 n’a probablement jamais rêvé de modèles à 20 Téraoctets.

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