Businessman unlocking external hard disk drive with fingerprint authentication

Het is moeilijk voor te stellen dat de computers van vroeger complete loodsen in beslag namen, maar toch is dat wat er gebeurde. De reis van kilobytes naar terabytes is lang, maar oh zo interessant.

Het is compleet verbazingwekkend om te bedenken dat jouw smartphone exponentieel meer rekenkracht bezit dan de computers die de Apollo-maanmissies mogelijk maakten. Dit is slechts een glimp van de verbazingwekkende evolutie van opslagtechnologie. Tijdens de Apollo 11-missie, die de eerste mensen op de maan zette, was het beschikbare computergeheugen slechts 64 KB. Dit is slechts een fractie van wat je vandaag de dag in de simpelste en goedkoopste usb-sticks kan vinden. De reis van de bescheiden beginjaren van ponskaarten en magnetische tapes naar de ongelofelijk snelheid van nieuwe SSD’s is er eentje die gekenmerkt wordt door de noodzaak om te innoveren en de ongebreidelde, menselijke nieuwsgierigheid. We nemen een kijkje in de fascinerende geschiedenis en kijken we hoe deze opslagrevolutie onze digitale levens onomkeerbaar heeft veranderd.

De eerste dagen van opslag

De eerste stappen in de wereld van digitale opslag waren klein, maar je moet ergens beginnen. In de vroege 20e eeuw werden ponskaarten gebruikt. Deze kartonnen kaarten, met geperforeerde gaten op specifieke locaties, moesten binaire gegevens voorstellen en waren de centrale component van de vroegste computersystemen. Machines zoals de IBM punched card-systemen konden data lezen door de kaarten te ‘lezen’ (eigenlijk te voelen) en elektrische impulsen door de geperforeerde gaten te sturen. Het is misschien niet de handigste manier om data te lezen, maar het was zo wel mogelijk om massale hoeveelheden aan gegevens te verwerken. Ideaal voor zaken zoals administratie of een volkstelling. Na enkele jaren begon de magneetband aan populariteit te winnen. Die werd geïntroduceerd in de jaren 50 en bestond uit linten van plastic of metaal, met een magnetische coating. Deze mechanical tapes konden veel meer data bevatten dan ponskaarten en waren in staat om data te lezen én te schrijven, niet geheel onbelangrijk. Deze tapes, rond spoelen gewikkeld, waren de voorlopers van de moderne harde schijven. Computers zoals de UNIVAC I, ‘s werelds eerste commerciële computer, gebruikten deze magnetische tapes en introduceerden een nieuw tijdperk van grootschalige dataopslag en -verwerking. Het zal niemand verbazen dat zowel ponskaarten als magnetische tapes niet ideaal waren. Ze waren gevoelig voor fysieke slijtage, datacorruptie en de snelheden waren erg beperkt. De komst van de eerste computersystemen zorgden wel voor een domino-effect, dat eindigt met de smartphone in je broekzak.

's Werelds eerste computer met harde schijf.
De IBM 305 RAMAC. Bron: Norsk Teknisk Museum – digitalmuseum.org.

Harde schijven

De introductie van de harde schijf is een van de meest revolutionaire momenten in de geschiedenis van onze huidige digitale wereld. Die begon in 1956 toen IBM de 305 RAMAC presenteerde, ‘s werelds eerste computer met een harde schijf. Deze gigantische computer bevatte 24 enorme schijven en was ongeveer net zo groot als een redelijke huiskamer. En wat kreeg je voor dit formaat? Slechts 5 MB aan data, een mp3’tje of een foto van redelijke kwaliteit… Maar wat het aan opslag ontbrak, maakte het goed in snelheid en vooral toegankelijkheid, hoe moeilijk dat ook voor te stellen is. In tegenstelling tot magnetische tapes, die lineaire toegang boden en waarbij de tape volledig moest worden doorgespoeld om bepaalde gegevens te vinden, boden harde schijven willekeurige toegang tot de data. Dit betekent een efficiëntere en snellere computer, een revolutie op zowel zakelijk als persoonlijk gebied. In de tientallen jaren na 1956 kwam er een exponentiële groei in de capaciteit van harde schijven, maar ook het formaat van de harde schijven slonk drastisch. Dit werd deels gedreven door de Wet van Moore, die voorspelde dat het aantal transistors op een microchip (en daarmee de opslagcapaciteit) ongeveer elke twee jaar zou verdubbelen. In de jaren 80 en 90 werden computers standaard geleverd met harde schijven. De capaciteit groeide van megabytes naar gigabytes en, zoals we inmiddels weten, heb je inmiddels al tientallen terabytes. Wat ooit een halve woonkamer in beslag nam, kan nu zomaar in de rugzak worden gegooid en dan hebben we het nog niet eens over cloudoplossingen gehad. Deze evolutie bracht ook uitdagingen met zich mee. Harde schijven, met hun bewegende componenten, waren gevoelig voor schokken en slijtage. De kans dat ze faalden was reëel en dat resulteerde dan ook in dataverlies. Dit spoorde de techindustrie aan om te zoeken naar meer robuuste, snellere en efficiëntere opslagoplossingen.

Floppydisks en cd’s

In de jaren 70 en 80 werd er een nieuwe manier van opslag geïntroduceerd: de floppydisk. Deze dunne schijven, gehuisvest in een beschermende plastic omhulling, waren een manier om data gemakkelijk over te dragen tussen computers. Ze begonnen met een omvang van 8 inch (20,32 cm), maar het schijfje dat we daarna beter leerden kennen, was de 3,5-inch-floppydisk. Die kon tot wel 1,44 MB aan data bevatten. Het was ongelofelijk veel voor toen, maar nu stelt dat uiteraard niets meer voor. Vanaf de jaren 90 werd de floppydisk al snel overtroffen door de nieuwe favoriet: de compact disc (cd). Hoewel de cd oorspronkelijk werd ontworpen voor audio, was het al snel duidelijk dat het potentieel van de cd veel groter was op gebied van opslag en dat resulteerde uiteindelijk in de CD-ROM. Met een opslagcapaciteit van ongeveer 700 MB was dit een gigantische vooruitgang, vergeleken met de goede oude floppydisk. Software, games en zelfs besturingssystemen begonnen op cd’s te verschijnen. Hierdoor konden grote en complexe programma’s makkelijker verkocht en geïnstalleerd worden. Daarnaast was de cd relatief stevig en draagbaar, waardoor de drager al snel de favoriete keuze werd om data te delen en op te slaan. Met de introductie van de CD-RW (herschrijfbare cd) konden gebruikers ook hun eigen gegevens branden en herschrijven. Iedereen heeft vast nog wel een handgeschreven cd’tje liggen met nummers uit de jaren 90 of 2000.

Invoegen van oude diskette in een vintage oude computer uit de jaren tachtig, met geïntegreerde schijfstationmonitor en toetsenbord. Retro revivalstijl met afgeronde hoeken.
Dit was ooit heel gewoontjes.

Nog compacter

In de jaren 90 van gescheurde spijkerbroeken en GameBoys verscheen er een nieuwe opslagtechnologie: flash. In tegenstelling tot traditionele harde schijven, die afhankelijk zijn van bewegende delen, is flashopslag een vorm van geheugen dat elektrisch kan worden gewist en opnieuw geprogrammeerd. Het grootste voordeel hiervan is dat het erg duurzaam en snel is, want er zijn geen bewegende delen die kapot kunnen gaan. De introductie van de Universal Serial Bus (USB) in 1996 was de perfecte kans voor flashopslag om te laten zien wat de technologie kon. Plotseling hadden consumenten een universele poort voor dataoverdracht en -opslag en het duurde niet lang voordat de eerste usb-flashdrives op de markt kwamen. Deze zogenaamde thumb drives (vanwege het kleine formaat) waren het toppunt van draagbaarheid en gemak. Het uitwisselen van bestanden tussen computers werd hiermee erg vereenvoudigd. Dankzij de combinatie van flash-opslag en usb-technologie konden mensen nu gigabytes aan data overal mee naartoe nemen. De betrouwbaarheid en snelheid van deze drives maakten hen ook favoriet voor back-ups en snelle dataoverdrachten. De trend is waarschijnlijk al duidelijk geworden: elke nieuwe vorm van opslag is kleiner, sneller en gebruiksvriendelijker dan de vorige. De usb-revolutie ging echter niet alleen over opslag. Deze universele connectiviteit resulteerde ook in apparaten, zoals toetsenborden, muizen en printers, die gebruik gingen maken van usb.

Close-up van metalen USB-flashdrive die op laptop op houten bureau wordt aangesloten.
De evolutie is duidelijk: het wordt steeds kleiner.

SSD’s

Met de opkomst van flashopslag was het slechts een kwestie van tijd voordat deze technologie zijn weg zou vinden naar de traditionele harde schijf. En daarmee zijn we aangekomen bij de nieuwste en ‘beste’ vorm van fysieke opslag: Solid State Drives. SSD’s, zoals we ze ook noemen, passen de principes van flashopslag op grotere schaal toe. Waar traditionele harde schijven nog werken met bewegende delen om data te lezen en te schrijven, gebeurt dat op SSD’s allemaal elektronisch. Dit elimineert niet alleen de mechanische vertragingen die typerend zijn voor traditionele schijven, maar vermindert ook het risico op schade door schokken of stoten en hierdoor dus ook dataverlies. Voor gebruikers betekent dit snellere opstarttijden, snellere dataoverdrachten en een algemeen soepelere ervaring. Als je het besturingssysteem van je computer of laptop op een SSD zet, dan zal je bijvoorbeeld zien dat de computer aanzienlijk sneller opstart dan met een reguliere harde schijf (HDD). Een ander voordeel van SSD’s is hun energie-efficiëntie. Er zijn geen bewegende delen, waardoor ze uiteindelijk minder stroom verbruiken. Dit is voornamelijk handig voor draagbare apparaten waarvan de batterijduur uiterst cruciaal is, zoals laptops en andere mobiele pc’s (de Steam Deck, bijvoorbeeld). Toch waren er aanvankelijk zorgen over de levensduur van SSD’s. Net als andere op flash gebaseerde opslag, hebben SSD-cellen een beperkte levensduur qua schrijf- en leesactiviteiten. Echter, met technologische vooruitgang en optimalisatie, hebben ingenieurs voor moderne SSD’s manieren ontwikkeld om deze zorgen te minimaliseren. Tegenwoordig zijn SSD’s de standaard geworden voor de meeste nieuwe computers, van krachtige desktops tot de kleinste laptops. Ze symboliseren een tijdperk waarin snelheid, efficiëntie en duurzaamheid samenkomen in de wereld van dataopslag.

En de toekomst?

Wat de volgende stap gaat worden op het gebied van opslag, is nog onzeker. Er wordt volop gewerkt aan kwantumtechnologie waarbij het wellicht mogelijk is om data op moleculair niveau op te slaan, maar ook nieuwe potentiële opslagmethodes zoals holografische opslag of zelfs data opslaan op DNA. Dat laatste is zelfs al een keer gedaan door Harvard-onderzoekers die 700 kilobytes wisten te encoderen op DNA, maar of het ook iets voor de toekomst is, blijft koffiedik kijken.