Festplatteneinheiten

Diese Geräte wurden im Großrechnerumfeld eingesetzt. Sie dienten der Speicherung größerer Datenmengen und enthielten eine Festplatte samt zugehörigen Controller.
Im Gegensatz zu den Wechselplattengeräten konnten die Datenträger nicht ausgetauscht werden, die Speicherkapazität war also bei den Festplattengeräten auf einen festen Wert begrenzt.

Festplattenserie K550x

Um den Bedarf an Festplatten für die Prozessrechentechnik zu decken, wurde Mitte der 1980er Jahre im Zweigwerk Meiningen von Rechenelektronik Meinigen/Zella-Mehlis eine Produktionsanlage für Festplatten mit 14 Zoll Scheibendurchmesser aufgebaut. Importe solcher Platten aus westlichen Ländern waren aufgrund des COCOM-Embargos nicht möglich (ebenso wenig wie Lizenz-Nachbauten), verwendbare Technik aus anderen östlichen Ländern gab es nicht.

Auch wenn es, wie bei fast allen DDR-Rechentechnikentwicklungen auch hier Anlehnungen an westliche Technik gab, waren die K550x-Laufwerke keine exakten Nachbauten. Sämtliche Teile, also auch Magnetscheiben und Magnetköpfe wurden in Meiningen gefertigt. Durch die vorangegangene Entwicklung eines Wechselplattengerätes, das aber nie in Serie produziert wurde, sowie von Magnettrommelspeichern gab es in Meiningen bereits vor Produktionsbeginn Erfahrungen mit dieser Art von Technik.

Chemisch gab es zwei grundsätzliche Magnetschichtarten: auf Kobaltbasis (silberne Schichtfarbe) und auf Ferrit-Basis (lackgebundene Eisenoxyd-Partikel, rotbraune Farbe). In der DDR entschied man sich für die Kobaltbeschichtung, während in der westlichen Welt bevorzugt Eisenoxydschichten benutzt wurden.
Mit Kobalt-Nickel erreicht man etwa einen Hc-Wert (Koerzitivfeldstärke) von max. 250 Oe (Oersted), mit Kobalt-Phosphor sind etwa bis 1000 Oe möglich, beim K5501 und K5502 waren es etwa 500 Oe. Die Import-Platten von BASF für den K5502 hatten nur ungefähr etwas über 200 Oe.

Üblicherweise haben Magnetscheiben auf Kobaltbasis folgenden Schichtaufbau:

Grundscheibe aus feinkörnigem, einschlussfreies Aluminium (diamant-gedreht)
stromlos abgeschiedene, unmagnetische Nickelschicht, anschließend texturiert
gesputterte Chromschicht
gesputterte Kobaltschicht
gesputterte Kohlenstoffschicht (Diamond-Like Carbon), die Schicht ist aber amorph, härter als Graphit aber weicher als Diamant
Gleitmittel, z.B. Fomblin Z (ein Perfluorpolyether)

In der DDR hatte man den Schichtaufbau der Scheiben vereinfacht: Auf dem mit Diamant feinstgedrehten Aluminium wurde nach einer Zinkatbehandlung galvanisch eine Kobalt-Phosphor-Schicht aufgebracht. Darüber eine Schutzschicht und ein Gleitmittel.
Gegenüber den Magnetscheiben aus westlicher Produktion fehlten den DDR-Magnetscheiben also die Nickel-Zwischenschicht und auch die Texturierung. Dieses Verfahren funktionierte zwar bei den dicken Beschichtungen der Wechselplattenspeicher, erwies sich aber bei den wegen der höheren Kapazität dünneren Festplattenbeschichtungen als nachteilig: Bei Headcrashs waren die Schäden an den Magnetplatten schlimmer: die Magnetköpfe durchpflügten dann teilweise die relativ weichen Beschichtungen und machen die Magnetscheibe damit schnell unbrauchbar. Da damit die Zuverlässigkeit der DDR-Magnetscheiben schlechter war als die der westlichen Produkte, wurden in den K5502 teilweise Magnetscheiben von BASF (BRD) verbaut.

Für den Antrieb der Festplatten wurden ausgesucht ruhig laufende Motoren aus der Waschmaschinenproduktion benutzt, die über einen Flachriemen (hergestellt in der Plaste-Versuchswerkstatt in Zella-Mehlis) den kugelgelagerten Plattenstapel drehten.

Die Gehäusemaße der Platten betrugen 482x770x256 mm bei einem Gewicht von 60 kg.

Meiningen übernahm im Falle eines Gerätedefektes auch die Reparatur der Festplatten (z.B. Austausch der Magnetscheiben).

Im Anschluss an die Entwicklung der 14-Zoll-Festplatten erfolgte Ende der 1980er Jahre in Meiningen der Umstieg auf 5¼-Zoll-PC-Festplatten, die aber keine Eigenentwicklungen mehr waren.

Festplatteneinheit K5501

Diese Festplatteneinheit wurde VEB Robotron-Elektronik Zella-Mehlis im Werk Meiningen gefertigt und als 19-Zoll-Einschubmodul in K1600-Rechnern sowie in den Betriebsdatenerfassungssystemen K5230 eingesetzt.

Festplatteneinheit K5501 in einem K1600-Rack

Die K5501 enthielt neben der mechanischen Einheit auch das Netzteil sowie einige Logikplatinen, die außer Schreib- und Leseverstärker auch eine Erkennung von Fehlerzuständen enthielten.

Die Magnetscheiben hatten 14 Zoll Durchmesser und befanden sich in einem durchsichtigen Kunststoffgehäuse. Aus Kostengründen gab es Versionen der Festplatte mit weniger Magnetscheiben. Der Bauraum der Scheiben wurde in diesem Fall durch Aluminium-Dummies ersetzt. Damit ergaben sich folgende Speicherkapazitäten (unformatiert):

Name	Magnetscheiben	Gesamtkapazität
K5501.01	2	16,8 MByte
K5501.02	3	28 MByte
K5501.03	4	39,2 MByte

Die Platte hatte 200 Zylinder sowie 10 Ersatzzylinder. Mechanisch kamen auf 1 mm Oberfläche 168 Bit Spurdaten bzw. 8 Spuren. Bei einer Formatierung mit 512 Bytes pro Sektor waren 24 Sektoren pro Kopf und Spur möglich. Die Datentransferrate betrug 4,48 MBit/s, die mittlere Positionierungszeit der Köpfe wurde mit 40 ms angegeben, ein im Vergleich zur Größe der Mechanik recht guter Wert. Für die Positionierung zur Nachbarspur brauchte der Kopf jeweils nur 10 ms.

Die Kopfwippe wurde über einen Linearmotor (Servo) bewegt, dessen Steuerung erfolgte durch magnetische Informationen, die auf der Unterseite der untersten Datenplatte angebracht waren. Um eine höhere Geschwindigkeit zu erreichen und die Bewegung der Köpfe gering zu halten, hatte die K5501 zwei Magnetköpfe pro Plattenfläche. Befand sich also der eine Kopf ganz außen, lag der andere Kopf ungefähr in der Plattenmitte.
Bei Stromausfall bewirkte eine Elektronik ein automatisches Parken der Köpfe.

Angetrieben wurden die Magnetscheiben mit 2400 u/min über einen dicken Treibriemen durch einen 2-Phasen-Motor, der seiner Größe nach in einer kleinen Drehmaschine hätte Anwendung finden könnte.
Um die Magnetscheiben staubfrei zu halten, hatte die K5501 ein per Riementrieb mit dem Festplattenmotor verbundenes Gebläse, das über einen Luftfilter im Gerät befindliche Umluft permanent reinigte, ein weiterer Luftfilter diente zum Druckausgleich mit der Umwelt.
Bedingt durch die schwere Mechanik dauerte das Anfahren der K5501 fast 1 Minute.

Die Verbindung der Platte erfolgte entsprechend dem SMD-Standard über zwei Kabel: ein rundes Datenkabel und ein Flachband-Steuerkabel. Beide führten direkt auf Controllerplatinen in der K1630-Prozessoreinheit. Das Steuerkabel, das von Festplatte zu Festplatte durchgeschleift wurde, war an der letzten Festplatte mit einem Abschlusswiderstand zu terminieren.

Die Beschichtung der Magnetscheiben bestand entweder aus Eisenoxyd (braune Färbung) oder aus Kobalt (silberne Färbung).

Optional konnte die K5501 mit einem Festkopfzusatz (Maximal 40 Spuren, Kapazität 560 KByte, Zugriffszeit 12,5 ms) oder einem zweiten Interface (2 Rechner teilen sich 1 Platte) bestellt werden.

Die K5501 wurde unter der Bezeichnung "CM5411" in das SKR eingegliedert.
Bis heute haben von der K5501 nur 2 Exemplare überlebt. Eins davon befindet sich im Thierbach-Rechner.

Festplatteneinheit K5502 / CM5504

Dieses Gerät war die Weiterentwicklung der K5501 und sah dieser auch äußerlich zum Verwechseln ähnlich. Lediglich zwei zusätzliche LEDs bei der binären Anzeige der aktuellen Spur an der Frontseite wiesen auf die gegenüber der K5501 vierfache Kapazität hin (jetzt 561 Zylinder + 27 Ersatzzylinder).

Die Speicherkapazität war von der Anzahl der eingebauten Magnetscheiben abhängig (aus Preisgründen konnten auch abgerüstete Varianten gekauft werden):

Name	Magnetscheiben	Gesamtkapazität
K5502.01	2	68 MByte
K5502.02	3	110 MByte
K5502.03	4	160 MByte

Mechanisch kamen auf 1 mm Oberfläche 250 Bit Spurdaten bzw. 20 Spuren. Bei einer Formatierung mit 512 Bytes pro Sektor waren 31 Sektoren pro Kopf und Spur möglich. Die K5502.03 lieferte nach der Formatierung einen nutzbaren Plattenplatz von 124 MByte. Die anderen technischen Daten entsprachen denen der K5501.

Festplatteneinheit K5502

Ausgebautes K5502-Plattenlaufwerk.
Links zum Größenvergleich eine 3,5-Zoll-Festplatte

K5502 mit SKR-Beschriftung

Geöffnete K5502, Ansicht von oben

Geöffnete und teilzerlegte K5502. Links die braunen Magnetscheiben.

Die K5502 wurde in das SKR mit der Bezeichnung "CM5504" eingegliedert.

Die Produktion der Festplatten erstreckte sich bis 1992 (der Schließung des Herstellerwerks).

Bis heute haben von der K5502 mindestens sechs Exemplare überlebt. Drei davon befindet sich im Thierbach-Rechner.

Festplatteneinheit EC5051

Diese in der Sowjetunion hergestellte Laufwerk hatte eine Kapazität von 100 MByte bei einer Transfergeschwindigkeit von 100 KByte/Sekunde.

Das EC5051 gilt heute als ausgestorben.

Festplatteneinheit EC5060

Dieses von der Firma MOM in Ungarn vermutlich ab 1977 hergestellte Gerät (MOM-Bezeichnung "DM 2,5") hatte eine Brutto-Speicherkapazität von 2,5 MByte. Abzüglich der Formatinformationen kam man auf eine Nettokapazität von 983.040 Bytes pro Einheit. Unbestätigten Angaben zufolge soll es sich bei der EC5060 um eine Lizenz der französischen Firma Sagem handeln.

Festplatteneinheit EC5060

rückseitige Elektronikkomponenten der EC5060

Der Datenträger war eine beidseits Kobalt-beschichtete Aluminiumscheibe, die von einem Elektromotor mit 3000u/min angetrieben wurde. Auf der Unterseite saßen vier Magnetkopfmodule (á 36 Magnetköpfe) für die Daten, auf der Oberseite ebenfalls vier, zuzüglich eine Kopfeinheit als Takterzeuger. Jedem Magnetkopf war starr eine Spur zugeordnet (Festkopfplatte). Die Magnetköpfe wurden erst bei Erreichen der Nenndrehzahl per Elektromagnet auf die Magnetscheibe abgesenkt, um ein Zerkratzen der Magnetschicht beim Ein- und Ausschalten zu verhindern. 256 Köpfe (=256 Spuren á 78.000 Bits) waren als Datenspuren adressierbar. Weitere 16 Köpfe (=16 Spuren) hatte sich der Hersteller als Reserve bei Defekterkennung im Werk vorbehalten, weitere 16 Köpfe konnte der Anwender bei späterem Spurausfall ersatzweise nutzen. Zwei zusätzliche Spuren wurde im Herstellerwerk als Taktspuren geschrieben, eine davon war Reserve. In einem internem EPROM war programmiert, welche Spuren als aktuelle Datenspuren aktiv waren. Die Angaben zur Übertragungsgeschwindigkeit schwanken zwischen 206 KByte/s und 476 KByte/s.

EC5060, Oberseite

EC5060, Unterseite. In der Mitte der Motor.

EC5060-Magnetkopfmodul

Per Schnittstelle wurde adressiert, mit welcher Spur man gerade kommunizieren wollte, was dank der Festköpfe recht schnell ging (10 ms). Die Adressierung einzelner Sektoren war dann Sache des Plattencontrollers. Maximal vier Festplattenmodule konnten in Kette geschaltet werden (auswählbar über ein Select-Signal). Die Stromversorgung der Platten war in einem eigenen Einschub untergebracht, auch den Plattencontroller steckte in einem Extra-Einschub. Über acht Tasten auf der Gerätefront konnte ein Schreibschutz für die acht Kopfmodule aktiviert werden.

Unter der Bezeichnung "FPE4000" wurden zwei EC5060 wurden zusammen mit einem Controller und den Netzteilen in einem Schrank (bei Bedarf auch ein weiterer Schrank) verbaut und als schneller Speicher für die R4000-Rechner, anschließbar an den DSK, benutzt. Außerdem erfolgte ein Einsatz an ungarischen Rechnern, z.B. dem EC1010 und EC1012.

Festplatteneinheit FPE4000

Vom EC5060 haben zwei Exemplare bis heute überlebt (eins davon im Rechenwerk Halle). Die FPE4000 gilt als ausgestorben.

Festplatteneinheit EC5064

Diese Festplatteneinheit wurde im Zusammenspiel mit dem Großrechner EC1055 benutzt.
Beim EC5064 wurden die Magnetköpfe nicht bewegt, sondern jeder Datenspur war ein starrer Magnetkopf zugeordnet (Festkopfplatte). Dies hatte den Vorteil einer sehr kurzen Zugriffszeit von nur 5 ms. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit lag bei 1500 KByte/Sekunde, die Speicherkapazität betrug 11,2 MByte. Die Festplatteneinheit wurde über das Steuergerät EC5564 an den Großrechner angeschlossen.

Heute gilt das Gerät als ausgestorben.

Festplatteneinheit daro 1050

Dieses auch als "Scheibenspeicher" bezeichnete Gerät wurde von Robotron Zella-Mehlis entwickelt und sollte in den Kleindatenverarbeitungsanlagen daro 1840 Einsatz finden. Das 1050 war eine 1-Scheiben-Festkopfplatte, hatte also für jede Spur einen eigenen, unbeweglichen Kopf. Die Platten wurden zusammen mit ihrer externen Ansteuerelektronik (KME20-Technik) paarweise in Beistellschränken untergebracht, bis zu sechs Scheibenspeicher konnten an einer KDVA betrieben werden. Die Speicherkapazität pro Platte lag bei 1024 Worten á 64 Bit.

Festplatteneinheit daro 1050

Blick auf die Magnetköpfe der daro 1050

Ansteuerelektronik der daro 1050

Es ist unsicher, ob diese Platten jemals in die Serienfertigung kamen, jedenfalls ist bis jetzt kein produktiver Einsatzfall bekannt. Ursache könnte hoher Herstellungspreis, instabile Funktion oder eine politische Entscheidung sein.

Die daro 1050 gilt heute als ausgestorben.

Festplattenprüfgerät K0451

Das als transportabler Koffer ausgeführte K0451 wurde zur hardwarenahen Diagnose bzw. Fehlersuche an Festplatten K5501 und K5502 benutzt. Hersteller war Robotron-Elektronik Zella-Mehlis, Zielgruppe waren vor allem die Servicetechniker von Robotron. Intern war das K0451 z.T. aus K1600-Platinen aufgebaut.

Bedienfeld des K0451

Die zu prüfende Festplatte wurde an das K0451 gesteckt, ein Computer war zur Prüfung nicht notwendig. Über Buchsen konnten bei Bedarf Messgeräte (Oszillograph, Frequenzzähler) angeschlossen werden. Zur Anzeige der Signale dienten viele Leuchtdioden, zum Starten von Funktionen ein Heer von Tastern. Zylinderadressen und Kopfnummern mussten ebenfalls in binärer Form über eine Tastenreihe eingegeben werden. Wegen der kryptischen Beschriftungen auf dem Gerät war eine zielführende Bedienung anscheinend nur nach Absolvierung eines Lehrgangs möglich.

Im ersten Schritt wurde der Festplatte ihre Adressnummer zugewiesen und deren Quittungssignal angezeigt. Anschließend wurde der Spindelmotor der Platte ferngestartet und das Erreichen der Solldrehzahl angezeigt. Danach standen mehrere Betriebsarten zur Verfügung:

Positionieren auf bestimmte Spuren
probeweises Fein-Verschieben der Spurlage
probeweises Verändern des Datentaktes
Schreiben von Daten
Lesen von Daten
Formatieren der Festplatte

Einige Befehle konnten entweder einmalig oder automatisch wiederholt (ggf. bis zum Auftreten eines Fehlers) ausgeführt werden. Eine eventuell an der Festplatte gedrückte Schreibschutztaste wurde vom Gerät respektiert. Die Beschriftung des Gerätes war leider ziemlich kryptisch, eher für Techniker als für Laien gedacht.

Das K0451 wurde später zum K0461 weiterentwickelt. Heute gilt das K0451 als ausgestorben.
Weiß jemand, ob irgendwo ein K0451 überlebt hat?

Festplattenprüfgerät K0461

Das K0461, ebenfalls von Robotron-Elektronik Zella-Mehlis gebaut, war der Nachfolger des K0451 und unterschied sich vom Vorgängermodell im wesentlichen durch das zusätzliche Vorhandensein der Prüfmöglichkeit für Festplatten mit Festkopfzusatz. Einige anscheinend überflüssige Leuchtdioden und Tasten hatte man dafür weggelassen.

Geschlossener K0461-Koffer

Bedienteil des K0461. Links das Fach zur Ablage der Kabel.

K0461, Innenleben mit abgenommener Frontblende

Rückseite des herausgenommenen Einsatzes

Blick auf die Platineneinheit des K0461

Die Bezeichnung K0461 wurde versehentlich auch bei einem EPROM-Programmiergerät verwendet.

Vom K0461 haben bis heute zwei Exemplare überlebt. Ein funktionierendes befindet sich im Rechenwerk Halle.
Wer besitzt noch ein K0461?

Letzte Änderung dieser Seite: 15.06.2023

Herkunft: www.robotrontechnik.de