De grote, slechte dingen van IBM

Bob Fontana, onderzoekslid bij IBM's Almaden Research Center in San Jose, Californië, maakt maar een grapje als hij zegt dat Silicon Valley Iron Oxide Valley had moeten heten. Of zelfs Rust Valley. Want voor Fontana is het ijzeroxide - het oorspronkelijke materiaal dat werd gebruikt om de schijfstations te coaten die magnetische stukjes informatie opslaan - dat de groei van Silicon Valley voedde.

Hij kan natuurlijk een beetje bevooroordeeld zijn. IBM vond de diskdrive uit in San Jose in 1956, toen dit deel van de wereld beter bekend stond om zijn kersenboomgaarden dan om industriële parken. Sindsdien hebben Almaden-onderzoekers herhaaldelijk het record gebroken voor hoeveel gegevens op een schijf kunnen worden opgeslagen. Afgelopen december waren ze weer bezig met hun oude trucs, toen Fontana en zijn collega's meer dan 11 miljard bits (gigabits) op een enkele vierkante inch magnetisch materiaal persten. Dat is meer dan een verdubbeling van het vorige record van 5 miljard bits per vierkante inch, dat een jaar eerder in hetzelfde laboratorium was gevestigd. Hoeveel is 11 miljard bits? Het komt ongeveer overeen met 725.000 pagina's tekst met dubbele regelafstand, wat hoger zou zijn dan een gebouw van 18 verdiepingen. Dit was hoe dan ook een grote wetenschappelijke prestatie.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van juli 1998

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Deze sprong voorwaarts heeft een dramatisch effect gehad op wat personal computers kunnen doen. Het zijn deze harde schijven met een enorme capaciteit die het voor computergebruikers praktisch hebben gemaakt om bijvoorbeeld grote hoeveelheden uiterst geavanceerde software op hun machines te bewaren. Grote harde schijven hebben ook de transformatie van computergebruik bevorderd van een tekstuele activiteit naar een activiteit vol met afbeeldingen en geluiden. Bovendien benadrukt de manier waarop het schijfstationproject wordt beheerd, de inspanning van IBM om fundamenteel onderzoek opnieuw te koppelen aan productontwikkeling ten dienste van innovatie.

De prestaties van Almaden zijn inmiddels zo goed geaccepteerd in de computerwereld dat de aankondiging in december van alweer een nieuw record geen grote krantenkoppen haalde. Zelfs concurrenten haalden hun schouders op. Iedereen in het publiek zei, natuurlijk, dat is waar we op hebben gewacht om te horen, zegt Gordon Knight, technisch directeur van TeraStor, een startup in Silicon Valley die voorstander is van een ander soort opslagtechnologie dan die van IBM. Maar onder dit kalme oppervlak van vervulde verwachtingen ligt een verrassend verhaal.

Een eregalerij vullen

De wereld was niet altijd zo nonchalant over de doorbraken van IBM. Magnetische opslag zou immers allang dood zijn, vervangen door optische opslagapparaten of een andere technologie. Zelfs IBM dacht van wel: in 1970 publiceerde een IBM-onderzoeker een paper waarin hij bewees dat de technologie nooit verder zou gaan dan 200 megabits per vierkante inch.

Maar in plaats van de eigen experts van het bedrijf te geloven, bereikte het team van Almaden de ene voorspelde limiet voor magnetische opslag na de andere. Ze ontdekten technische oplossingen voor wat ooit werd beschouwd als harde fysieke limieten. In 1989 verpakte het Almaden-lab 1 gigabit per vierkante inch. In de daaropvolgende jaren heeft Almaden de lat hoger gelegd, met dichtheden van 3, 5 en nu 11,6 gigabit per vierkante inch. De markt begint als vanzelfsprekend aan te nemen dat de magnetische opslagcapaciteit elke 18 maanden zal verdubbelen, in ongeveer hetzelfde koortsachtige tempo als door de halfgeleiderindustrie. Het grote nieuws zal zijn wanneer IBM vertraagt.

Praat met Currie Munce, directeur opslagsystemen en technologie bij Almaden, en hij zal klagen dat wetenschappers op het gebied van magnetische opslag de onbezongen helden van het informatietijdperk zijn. Net als iedereen bij Almaden, houdt Munce ervan om te evangeliseren over opslag: we proberen dingen in milliseconden mechanisch over millimeterafstanden te verplaatsen en ze binnen tienden van microns op het goede spoor te laten bezinken, zegt hij. Het is geweldige wetenschap.

Een bezoek aan een bepaalde kamer in Almaden laat zien hoe ver IBM is gevorderd met de technologie. Aan een muur hangt een enkele roestige schotel van de originele drive uit 1956, trots weergegeven als een rockster die zou kunnen pronken met een platina-plaat. In 1956 waren IBM's diskdrives dozen ter grootte van een koelkast met een inhoud van slechts 5 megabyte, op 24 schotels, elk 2 voet breed. Tegenwoordig levert het bedrijf een standaard pc-schijf met een capaciteit van meer dan 16 gigabyte, zo'n 3.000 keer de capaciteit van het oorspronkelijke product. Zet de aandrijving uit 1956 en de aandrijving uit 1998 echter naast elkaar en ze zien er hetzelfde uit, behalve de schaal. Dave Thompson, directeur van Almaden's Advanced Magnetic Storage Recording Laboratory, zegt dat de uitvinders van de originele diskdrive vandaag zijn laboratorium konden binnenlopen en precies wisten wat er aan de hand was.

De opslagdichtheid hangt af van de grootte van het magnetische bit: dat deel van het schijfvastgoed dat een bepaalde magnetische oriëntatie krijgt - noord of zuid - om een ​​binaire één of nul te vertegenwoordigen. Op het meest elementaire niveau is het doel simpel: krimp de bits en je breidt de opslagcapaciteit uit. Maar kleinere bits stralen kleinere magnetische velden uit, waarvoor op zijn beurt de leeskop moet worden geplaatst - het apparaat dat deze velden waarneemt en omzet in elektrische signalen - dichter bij het oppervlak van de draaiende schijf.

Keer op keer heeft het krimpen van de technologie de ontwikkelaars van diskdrives gedwongen om fysieke grenzen aan te gaan die eerst onoverkomelijk leken. Het hoofd rijdt bijvoorbeeld op een luchtkussen dat wordt gecreëerd door de draaiende schijf. Conventionele wijsheid was van mening dat als het hoofd te dicht bij het oppervlak zou worden gebracht, de luchtmoleculen in een ruimte zouden worden geperst die zo klein was dat het ondersteunende kussen zou verdwijnen. Er was veel wiskunde om die conclusies te staven, zegt Barry Schechtman, uitvoerend directeur van het National Storage Industry Consortium (NSIC), een intercompany-consortium van opslagfabrikanten dat fundamenteel onderzoek aan verschillende universiteiten financiert. De gelukkige realiteit was echter dat deze theorie niet waar was. De natuur bleek slimmer dan onze vergelijkingen, die moesten worden aangepast, zegt Schechtman.

Onderzoek heroverwegen

De dramatische vooruitgang van Almaden op het gebied van magnetische opnames is des te opmerkelijker als je kijkt naar de institutionele geschiedenis ervan. In het begin van de jaren tachtig had de onderzoeksafdeling van IBM de reputatie briljant werk te leveren dat weinig relevant was voor de activiteiten van het bedrijf. En zelfs als de laboratoria bevindingen produceerden die commerciële implicaties hadden, was de overdracht aan productgroepen vaak onhandig, waardoor andere bedrijven konden profiteren van IBM's onderzoeksdoorbraken voordat IBM dat deed. In 1981 had IBM zo geen contact meer met de markt dat Big Blue zijn eerste pc's moest samenstellen uit componenten, waaronder schijfstations, die door andere bedrijven waren gemaakt.

Het Almaden-gebouw zelf is een terugkeer naar de grote onderzoekslaboratoria uit het verleden, omringd door honderden miljoenen dollars aan leegstaand onroerend goed, waar het enige geluid de wind is die over de uitlopers van Santa Teresa waait. Almaden, dat eind jaren zeventig werd opgericht, toen IBM geld had om te verbranden, zou een toonaangevend instituut worden voor puur onderzoek dat vergelijkbaar is met Bell Labs van AT&T, het Palo Alto Research Center van Xerox en IBM's eigen onderzoeksfaciliteit in Yorktown Heights, NY. het gebouw werd in 1985 voltooid, maar het klimaat voor bedrijfs-R&D was veranderd. Nieuwe CEO John Akers - een man die graag woorden als kostenbeheersing en stroomlijning gebruikte bij het beschrijven van de missie van IBM - speelde met het idee om de onderzoeksafdeling helemaal te ontmantelen en haar werknemers over verschillende productgroepen te verdelen.

Uit de ivoren toren

De uitdaging van 1 gigabit was de katalysator voor andere ingrijpende veranderingen die de onderzoekswetenschappers van Almaden uit hun ivoren toren naar de echte wereld van winsten en verliezen brachten. Almaden begon regelmatig gezamenlijk ontwikkelingswerk te doen met IBM's Storage Systems Division, de productgroep onderaan de heuvel. Al snel kwam een ​​derde van Almadens onderzoeksbudget uit de productdivisie. Munce is van mening dat de financieringsratio de onderzoeksgroep duidelijkheid geeft zonder afbreuk te doen aan de onafhankelijkheid.

De verandering in de financiering heeft ook geleid tot een nieuwe manier van denken over innovatie, zegt Munce. Tien jaar geleden was de houding hier: als ik het niet heb uitgevonden, wil ik er niet aan werken, want ik krijg er geen eer voor, legt hij uit. Vandaag proberen we te zeggen: als je het in het laboratorium uitvindt, of als je de eerste bent die het uit het laboratorium van iemand anders haalt en relevant maakt, maakt het ons niet uit.

Munce heeft een gezamenlijke managementfunctie die rapporteert aan zowel de onderzoeks- als de productdivisies. Het was een positie die begin jaren negentig werd gecreëerd om de banden tussen de twee groepen nog hechter te maken. Hij woont de vergaderingen van de productdivisies bij en probeert vervolgens te achterhalen welk onderzoek nodig is om hun missies te vervullen. Met zijn onderzoekspet op, is het zijn taak om de productdivisies van IBM te beïnvloeden om in richtingen te gaan die profiteren van het werk dat uit de laboratoria komt. Het is echt mijn taak om innovatie te managen, zegt hij. We moeten gescheiden zijn, zodat we kunnen innoveren, creëren en mensen motiveren om goed onderzoek te doen. Maar we moeten verbonden zijn om technologie op de markt te krijgen.

Een grafisch voorbeeld van hoe ver het onderzoeksteam is geëvolueerd van de oorspronkelijke visie voor Almaden, is het Advanced Magnetic Recording Laboratory zelf. Het lab, ontworpen door onderzoeksmedewerker Fontana, wordt gezamenlijk bemand door onderzoeks- en productgroepen. Twee jaar nadat Almaden voor het eerst zijn deuren opende, overtuigde Fontana zijn managers om het lef uit een vleugel op de eerste verdieping te scheuren. Door deze renovatie kreeg hij een laboratorium van 5000 vierkante meter om prototypes te maken - het soort werk dat vroeger door de productingenieurs van IBM werd gedaan in plaats van door het onderzoekspersoneel. Dit lab biedt faciliteiten voor het snel bouwen van componenten, zodat de bovenliggende onderzoekers, specialisten op het gebied van leeskoppen, schrijfkoppen, materiaalwetenschap en andere gebieden die cruciaal zijn voor schijftechnologie, kunnen testen of hun innovaties zouden samenwerken.

zich verstoppen