Un disque dur est une mémoire de masse magnétique utilisée principalement dans les ordinateurs, mais aussi dans les baladeurs numériques, les caméscopes, les lecteurs-enregistreurs de DVD de salon ou les consoles de jeux vidéo. Son histoire commence en 1956, avec un appareil pesant plus d'une tonne.
Le RAMAC 305 d'IBM en 1956 et son concurrent, l'Univac File Computer
Le RAMAC 305 (Random Access Method of Accounting and Control) est dévoilé au public par IBM en 1956, avant d'entrer en production commerciale en juin 1957. Plus d'un millier d'unités seront vendues jusqu'en 1961, à un prix d'environ 10 000 dollars de l'époque par mégaoctet de capacité. L'appareil était constitué de 50 disques de 24 pouces de diamètre et de deux têtes de lecture-écriture capables de se déplacer d'un plateau à l'autre en moins d'une seconde, pour une capacité totale de cinq millions de caractères.
Le RAMAC affrontait déjà un concurrent, l'Univac File Computer, composé de dix tambours magnétiques d'une capacité de 180 000 caractères chacun. Bien que plus rapide, ce dernier stockait trois fois moins d'informations que le RAMAC, dont le rapport coût-performance s'est révélé le plus intéressant pour la majorité des applications de l'époque.
Le 3340 « Winchester » de 1973 et le centenaire de l'enregistrement magnétique
En 1973, IBM commercialise le 3340, un modèle combinant deux disques de 30 Mo chacun, l'un amovible et l'autre fixe. Selon l'ingénieur IBM Kenneth Haughton, qui a supervisé le projet, le nom « 30-30 » donné en interne à cette configuration a immédiatement évoqué le calibre .30-30 des célèbres carabines Winchester, un surnom qui lui est resté attaché. Le terme Winchester en est venu à désigner, plus largement, tout disque dur non amovible.
En 1998, année du centenaire de l'enregistrement magnétique inventé par le Danois Valdemar Poulsen en 1898 – une technologie qui a aussi donné naissance à des bandes magnétiques, longtemps utilisées en parallèle des disques durs pour l’archivage de masse, IBM commercialise le premier disque dur de 25 gigaoctets, le Deskstar 25 GP, une capacité alors jugée disproportionnée par la presse spécialisée au regard des besoins réels des particuliers de l'époque.
Des plateaux rigides en rotation, du ST-506 de 1980 aux disques de 2008
Le principe de fonctionnement repose sur des plateaux rigides en rotation, généralement en aluminium pour sa légèreté et sa facilité d'usinage, recouverts d'une couche magnétique sur laquelle les données s'inscrivent en code binaire. Une tête de lecture-écriture, très proche de la surface du matériau, modifie localement le champ magnétique pour écrire un 0 ou un 1 ; la lecture fonctionne à l'inverse, le mouvement du champ magnétique induisant un potentiel électrique détectable au niveau de la tête.
Entre le ST-506 de 1980, d'une capacité de 5 Mo pour 1 500 dollars, et 2008, la surface occupée par un bit d'information a été réduite d'un facteur supérieur à 100 000, tandis que le prix du mégaoctet était divisé par plus d'un million, hors inflation. Fin 2011, des inondations en Thaïlande, submergeant plusieurs usines de production, ont provoqué une pénurie mondiale et fait grimper les prix, certains modèles voyant leur tarif doubler ou tripler du jour au lendemain.
Une capacité qui progresse plus vite que la vitesse, un standard grand public en forte hausse
La capacité des disques durs a progressé beaucoup plus vite que leur rapidité, cette dernière restant limitée par la mécanique elle-même : le temps d'accès en lecture dépend directement de la vitesse de rotation des plateaux et du temps nécessaire au bras pour se positionner sur la bonne piste, tandis que le débit final dépend surtout de la densité d'enregistrement atteinte sur le disque.
Le standard grand public a lui aussi beaucoup évolué : 2,0 Go pour un disque 3,5 pouces en 1997, 1 To pour un PC de bureau en 2009, avant que les modèles les plus capacitifs ne dépassent 2 To en 2010 puis 3 To dès l'année suivante. Pour les usages nécessitant de faibles capacités, la mémoire électronique de type carte SD ou SSD a progressivement pris le relais du disque mécanique traditionnel.
Des usages aujourd'hui bien au-delà du seul ordinateur personnel
Les usages du disque dur se sont eux aussi diversifiés bien au-delà du seul ordinateur personnel auquel il était initialement relié via la carte mère : réseaux de stockage NAS et SAN, caméscopes numériques, lecteurs-enregistreurs de DVD de salon ou consoles de jeux vidéo en ont fait un composant quasi universel du stockage numérique pendant plusieurs décennies. En 2011, le marché mondial représentait environ 700 millions d'unités vendues chaque année, un volume qui donne la mesure de sa diffusion à cette date précise.
Questions fréquentes
Quel a été le premier disque dur ?
Le RAMAC 305 d'IBM, dévoilé en 1956 et commercialisé à partir de juin 1957. Il était constitué de 50 disques de 24 pouces de diamètre pour une capacité totale de cinq millions de caractères, à un coût d'environ 10 000 dollars par mégaoctet.
D'où vient le nom « Winchester » donné aux disques durs ?
D'un modèle IBM des années 1970 combinant deux disques de 30 Mo chacun, l'un amovible et l'autre fixe, surnommé « 30-30 » comme le calibre d'une carabine Winchester. Le terme Winchester a fini par désigner tout disque dur non amovible.
Comment un disque dur enregistre-t-il les données ?
Une tête de lecture-écriture modifie localement le champ magnétique de la surface du plateau pour y inscrire un 0 ou un 1, selon le courant électrique qui la traverse. La lecture fonctionne à l'inverse : le champ magnétique induit un potentiel électrique que la tête peut détecter.
Comment le prix du disque dur a-t-il évolué depuis 1980 ?
De façon spectaculaire : le ST-506 de 1980, d'une capacité de 5 Mo, coûtait environ 300 dollars par mégaoctet. En 2008, ce même mégaoctet ne coûtait plus que 0,00022 dollar, soit un prix divisé par plus d'un million en moins de trente ans.
Le disque dur a-t-il toujours été utilisé dans les ordinateurs personnels ?
Non, il a d'abord servi au stockage des ordinateurs personnels avant de trouver d'autres usages : réseaux NAS et SAN, caméscopes, lecteurs-enregistreurs de DVD de salon, consoles de jeux vidéo, chacun profitant de la baisse continue du coût au gigaoctet au fil des décennies.
Qu'est-ce qui menace aujourd'hui la suprématie du disque dur ?
La mémoire flash, utilisée dans les SSD, qui a commencé à remplacer le disque dur pour les faibles capacités dès la fin des années 2000. Plus onéreuse au gigaoctet, elle évite en revanche le délai de latence imposé par la rotation mécanique des plateaux du disque dur classique.