IBMs store, dårlige bitstoppere

Bob Fontana, forskningsmedlem ved IBMs Almaden Research Center i San Jose, Californien, spøger kun halvt, når han siger, at Silicon Valley burde have heddet Iron Oxide Valley. Eller endda Rust Valley. Fordi for Fontana er det jernoxid - det originale materiale, der blev brugt til at belægge diskdrevene, der gemmer magnetiske bits af information - der drev væksten af ​​Silicon Valley.

Selvfølgelig kan han være lidt forudindtaget. IBM opfandt diskdrevet i San Jose i 1956, da denne del af verden var bedre kendt for kirsebærplantager end industriparker. Siden da har Almaden-forskere flere gange slået rekorden for, hvor meget data der kan gemmes på en disk. De var oppe på deres gamle tricks igen i december sidste år, da Fontana og hans kolleger pressede mere end 11 milliarder bits (gigabit) på en enkelt kvadratcentimeter af magnetisk materiale. Det mere end fordoblede den tidligere rekord på 5 milliarder bits per kvadrattomme, som blev sat i det samme laboratorium kun et år tidligere. Hvor meget er 11 milliarder bits? Det svarer nogenlunde til 725.000 siders tekst med dobbelt afstand, som ville stable højere op end en 18-etagers bygning. Under alle omstændigheder var dette en stor videnskabelig præstation.

Denne historie var en del af vores udgave fra juli 1998

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Dette spring har haft en dramatisk effekt på, hvad personlige computere kan. Det er disse harddiske med stor kapacitet, der har gjort det praktisk for computerbrugere at opbevare store mængder ekstremt sofistikeret software på f.eks. deres maskiner. Store harddiske har også fremmet transformationen af ​​computere fra en tekstaktivitet til en fyldt med billeder og lyde. Desuden fremhæver den måde, diskdrev-projektet styres på, en indsats fra IBM for at koble grundforskning til produktudvikling i innovationens tjeneste.

Almadens præstationer er efterhånden så godt accepteret i computerverdenen, at annonceringen i december af endnu en ny rekord ikke skabte store overskrifter. Selv konkurrenter trak på skuldrene. Alle i publikum sagde, selvfølgelig, det er det, vi har ventet på at høre, siger Gordon Knight, teknisk chef for TeraStor, en Silicon Valley-startup, der kæmper for en anden slags lagringsteknologi end IBMs. Men under denne rolige overflade af indfriede forventninger gemmer sig en overraskende historie.

At fylde en Hall of Fame

Verden var ikke altid så nonchalant med hensyn til IBMs gennembrud. Efter alt, skulle magnetisk lagring være død nu, erstattet af optiske lagringsenheder eller anden teknologi. Selv IBM troede det: I 1970 offentliggjorde en IBM-forsker et papir, der beviste, at teknologien aldrig ville gå ud over 200 megabit pr. kvadrattomme.

Men i stedet for at tro på virksomhedens egne eksperter, toppede holdet hos Almaden den ene forudsagte grænse for magnetisk opbevaring efter den anden. De opdagede tekniske løsninger for, hvad man engang troede var hårde fysiske grænser. I 1989 pakkede Almaden-laboratoriet 1 gigabit pr. kvadrattomme. I de følgende år har Almaden skruet op og demonstreret tætheder på 3, 5 og nu 11,6 gigabit per kvadrattomme. Markedet er begyndt at tage for givet, at den magnetiske lagringskapacitet vil fordobles hver 18. måned, efter nogenlunde det samme febertempo sat af halvlederindustrien. Den store nyhed bliver, når IBM sætter farten ned.

Tal med Currie Munce, direktør for lagringssystemer og teknologi hos Almaden, og han vil klage over, at magnetiske lagringsforskere er informationsalderens ubesungne helte. Som alle andre i Almaden kan Munce godt lide at evangelisere om opbevaring: Vi forsøger at flytte tingene mekanisk over millimeterafstande i millisekunder og få dem til at sætte sig inden for tiendedele af mikron på sporet, siger han. Det er stor videnskab.

Et besøg i et bestemt lokale på Almaden viser, hvor langt IBM er kørt med teknologien. Hængende på den ene væg er et enkelt rustent fad fra den originale 1956 drive-stolt fremvist som en rockstjerne kunne vise en platinplade frem. Tilbage i 1956 var IBMs diskdrev kasser i køleskabsstørrelse, der kun rummede 5 megabyte på 24 fade, hver 2 fod på tværs. I dag sender virksomheden et standard pc-drev, der kan rumme mere end 16 gigabyte, omkring 3.000 gange kapaciteten i forhold til dets originale produkt. Sæt 1956-drevet og 1998-drevet side om side, og de ser ens ud bortset fra skalaen. Dave Thompson, direktør for Almadens Advanced Magnetic Storage Recording Laboratory, siger, at opfinderne af det originale diskdrev kunne gå ind i hans laboratorium i dag og vide præcis, hvad der foregik.

Lagertæthed afhænger af størrelsen af ​​den magnetiske bit: den del af diskfast ejendom, der er givet en bestemt magnetisk orientering - nord eller syd - for at repræsentere en binær et eller nul. På det mest elementære niveau er målet enkelt: Krymp bitsene, og du udvider lagerkapaciteten. Men mindre bits udsender mindre magnetiske felter, som igen kræver placering af læsehovedet - den enhed, der registrerer disse felter og konverterer dem til elektriske signaler - tættere på den roterende diskoverflade.

Igen og igen har skrumpning af teknologien tvunget udviklere af diskdrev til at konfrontere fysiske grænser, som først så ud til at være uoverstigelige. For eksempel kører hovedet på en pude af luft skabt af den roterende skive. Konventionel visdom mente, at at bringe hovedet for tæt på overfladen ville presse luftmolekylerne ind i et mellemrum, så lille, at støttepuden ville forsvinde. Der var en masse matematik til at understøtte disse konklusioner, siger Barry Schechtman, administrerende direktør for National Storage Industry Consortium (NSIC), et koncerninternt konsortium af lagerproducenter, der finansierer grundforskning på flere universiteter. Den lykkelige virkelighed var imidlertid, at denne teori ikke var sand. Naturen viste sig at være smartere end vores ligninger, som skulle modificeres, siger Schechtman.

Nytænkning af forskning

Almadens dramatiske fremskridt inden for magnetisk optagelse er så meget desto mere bemærkelsesværdig, når man tænker på dens institutionelle historie. I begyndelsen af ​​1980'erne havde IBMs forskningsafdeling et ry for at udføre strålende arbejde, der havde ringe relevans for virksomhedens forretning. Og selv når laboratorierne frembragte resultater, der havde kommercielle implikationer, blev overdragelsen til produktgrupper ofte fumlet, hvilket tillod andre virksomheder at udnytte IBMs forskningsgennembrud, før IBM gjorde det. I 1981 var IBM faldet så ud af kontakten med markedet, at Big Blue var nødt til at flette sine første pc'er sammen af ​​komponenter - inklusive diskdrev fremstillet af andre virksomheder.

Selve Almaden-bygningen er et tilbagevenden til fortidens store forskningslaboratorier, omgivet af tomme fast ejendom for hundreder af millioner dollars, hvor den eneste lyd er vinden, der fejer over Santa Teresa-foden. Udtænkt i slutningen af ​​1970'erne, da IBM havde penge at brænde, skulle Almaden være en udstillingsinstitution for ren forskning på linje med AT&T's Bell Labs, Xerox' Palo Alto Research Center og IBM's egen forskningsfacilitet i Yorktown Heights, NY. bygningen stod færdig i 1985, men klimaet for virksomhedernes R&D havde ændret sig. Ny administrerende direktør John Akers - en mand, der kunne lide at bruge ord som omkostningsbegrænsning og strømlining, når han beskrev IBMs mission, legede med ideen om helt at afvikle forskningsafdelingen og sprede dens ansatte i forskellige produktgrupper.

Ud af Elfenbenstårnet

1-gigabit-udfordringen var katalysatoren for andre dybe ændringer, der bragte forskerne ved Almaden ud af deres elfenbenstårn og ind i den virkelige verden af ​​overskud og tab. Almaden begyndte at lave regelmæssigt fælles udviklingsarbejde med IBMs Storage Systems Division, produktgruppen ned ad bakken. Snart kom en tredjedel af Almadens forskningsbudget fra produktdivisionen. Munce mener, at finansieringsforholdet giver forskergruppen klarhed uden at gå på kompromis med uafhængigheden.

Ændringen i finansieringen har også skabt en ny form for tænkning om innovation, siger Munce. For ti år siden var holdningen her: Hvis jeg ikke opfandt det, vil jeg ikke arbejde på det, for det får jeg ikke kredit for, forklarer han. I dag forsøger vi at sige: Hvis du opfinder det i laboratoriet, eller hvis du er den første, der tager det ud af en andens laboratorium og gør det relevant, er vi ligeglade.

Munce har en fælles lederstilling, der rapporterer til både forsknings- og produktdivisionen. Det var en stilling oprettet i begyndelsen af ​​1990'erne for at gøre båndene mellem de to grupper endnu tættere. Han deltager i møderne i produktdivisionerne og forsøger derefter at finde ud af, hvilken forskning der er nødvendig for at tjene deres missioner. Med sin forskningshat på er hans job at påvirke IBMs produktdivisioner til at bevæge sig i retninger, der udnytter det arbejde, der kommer ud af laboratorierne. Mit job er virkelig at styre innovation, siger han. Vi skal være adskilte, så vi kan innovere, skabe og motivere folk til at lave god forskning. Men vi skal være forbundet for at få teknologi på markedet.

Et grafisk eksempel på, hvor langt forskerholdet har udviklet sig fra den oprindelige vision for Almaden, er selve Advanced Magnetic Recording Laboratory. Laboratoriet, designet af forskningsmedarbejder Fontana, er i fællesskab bemandet af forsknings- og produktgrupper. To år efter at Almaden åbnede dørene for første gang, overbeviste Fontana sine ledere om at rive tarmene ud af den ene fløj på første sal. Denne renovering gav ham et 5.000 kvadratmeter stort laboratorium til at lave prototypearbejde - den slags arbejde, der plejede at blive udført af IBMs produktingeniører i stedet for dets forskningspersonale. Dette laboratorium giver faciliteter til at bygge komponenter hurtigt, hvilket giver forskerne ovenpå - specialister i læsehoveder, skrivehoveder, materialevidenskab og andre kritiske områder for diskdrevteknologi - mulighed for at teste, om deres innovationer ville fungere sammen.

skjule