IBM 7320

IBM 7320 — это накопитель на магнитных барабанах, выпускавшийся корпорацией IBM в 1960-х годах. Относится к классу устройств внешней памяти с произвольным доступом (direct-access storage), предназначенных для использования с мэйнфреймами IBM System/360. IBM 7320 обеспечивал более высокую скорость доступа к данным по сравнению с современными ему накопителями на магнитной ленте, но уступал по ёмкости и был менее распространён, чем дисковые накопители, такие как IBM 2311.

История

Разработка IBM 7320 велась в рамках расширения линейки периферийных устройств для семейства IBM System/360, анонсированного в 1964 году. Магнитные барабаны к тому времени уже использовались в более ранних системах IBM (например, IBM 650), однако к середине 1960-х годов они начали вытесняться жёсткими дисками. IBM 7320 был представлен как промежуточное решение, обеспечивающее очень низкое время доступа (порядка миллисекунд) для часто используемых данных, таких как системные таблицы, программы-загрузчики или временные файлы.

Выпуск IBM 7320 был прекращён в конце 1960-х годов, когда дисковые накопители, такие как IBM 2314, достигли сопоставимых показателей быстродействия при значительно большей ёмкости и меньшей стоимости за мегабайт.

Устройство и принцип работы

IBM 7320 являлся запоминающим устройством с вращающимся магнитным носителем. Данные записывались на поверхность цилиндра (барабана), покрытого ферромагнитным материалом.

Конструкция

Основными элементами IBM 7320 были:

• Магнитный барабан: полый или сплошной цилиндр, изготовленный из немагнитного сплава (обычно алюминиевого). Диаметр барабана составлял около 30 см, длина — около 40 см. Поверхность барабана была покрыта слоем магнитного материала (оксида железа).
• Приводной двигатель: обеспечивал вращение барабана с постоянной скоростью. Частота вращения составляла 3500 об/мин.
• Блок магнитных головок: головки чтения/записи были неподвижными и располагались вдоль образующей барабана. Каждая головка обслуживала одну дорожку. В IBM 7320 использовалось до 200 головок.
• Сервосистема: обеспечивала точное позиционирование головок относительно дорожек и стабилизацию скорости вращения.

Принцип работы

Данные на барабане хранились в виде концентрических дорожек, расположенных вдоль оси цилиндра. Каждая дорожка была разделена на сектора фиксированного размера. Для доступа к данным необходимо было дождаться, пока нужный сектор (или его начало) окажется под головкой. Время доступа складывалось из:

• Времени ожидания (латентности): половина оборота барабана, что при 3500 об/мин составляло около 8,5 мс.
• Времени передачи данных: определялось скоростью вращения и плотностью записи.

Поскольку головки были неподвижными, время поиска (перемещение головки к нужной дорожке) отсутствовало. Это давало IBM 7320 преимущество перед дисковыми накопителями того времени, где головки перемещались механически.

Характеристики

Основные технические характеристики IBM 7320:

• Ёмкость: 2 миллиона 6-битных символов (или 1,2 миллиона 8-битных байт) на барабан. В некоторых конфигурациях — до 4 миллионов символов.
• Скорость вращения: 3500 об/мин.
• Среднее время доступа: около 8,5 мс (половина оборота).
• Скорость передачи данных: до 1,2 Мбит/с (около 150 Кбайт/с).
• Количество дорожек: до 200.
• Интерфейс: подключался к IBM System/360 через селекторный или мультиплексный канал.

Применение

IBM 7320 использовался в системах IBM System/360 в качестве:

• Быстрой внешней памяти: для хранения часто используемых системных файлов, таблиц маршрутизации, буферов обмена.
• Свопинга (подкачки): в операционных системах OS/360 и DOS/360 для временного хранения страниц памяти, выгружаемых из оперативной памяти.
• Хранения временных файлов: для работы компиляторов, ассемблеров и других программ, требующих частого доступа к промежуточным данным.
• Систем реального времени: в системах управления технологическими процессами и научных расчётах, где требовалось минимальное время отклика.

IBM 7320 часто устанавливался в паре с дисковыми накопителями: диски использовались для хранения больших объёмов данных, а барабан — для быстрого доступа к небольшому объёму критически важной информации.

Сравнение с аналогами

В середине 1960-х годов IBM 7320 конкурировал с другими накопителями на магнитных барабанах и дисках:

IBM 2301 (выпущенный позже) был прямым наследником 7320, имел вдвое большую ёмкость и скорость передачи, но сохранил ту же архитектуру с неподвижными головками.

Значение и наследие

IBM 7320 стал одним из последних коммерчески успешных накопителей на магнитных барабанах. Он продемонстрировал, что для задач, требующих минимального времени доступа, архитектура с неподвижными головками может быть эффективнее дисковых систем. Однако рост плотности записи и снижение стоимости дисковых накопителей сделали барабаны экономически невыгодными. К началу 1970-х годов IBM прекратила выпуск барабанных накопителей, сосредоточившись на дисковых технологиях.

Тем не менее, принцип «неподвижных головок» был использован в некоторых дисковых накопителях 1970-х годов (например, IBM 3340 «Winchester»), где головки «парили» над поверхностью диска, а не перемещались механически, что позволило значительно сократить время доступа.

Интересные факты

• IBM 7320 был одним из первых устройств, в котором использовалась технология «плавающих» головок: головки не касались поверхности барабана, а удерживались на небольшом расстоянии за счёт воздушной подушки, создаваемой вращением.
• Некоторые экземпляры IBM 7320 работали в вычислительных центрах до середины 1970-х годов, несмотря на моральное устаревание.
• В СССР аналогом IBM 7320 можно считать накопители на магнитных барабанах серии МБ (например, МБ-1), использовавшиеся в ЭВМ «Минск-32» и «ЕС ЭВМ».

Источники

• IBM System/360 Component Description: IBM 7320 Drum Storage. — IBM Corporation, 1965.
• Pugh, E. W. Building IBM: Shaping an Industry and Its Technology. — MIT Press, 1995.
• Bashe, C. J., et al. IBM’s Early Computers. — MIT Press, 1986.
• Документация по ЭВМ «ЕС-1020» и «Минск-32» (архивные материалы).