Miniaturyzacja to proces ściśle powiązany z rozwojem nowych technologii. Przecież telefony komórkowe, komputery oraz inne urządzenia, z których korzystamy na co dzień pochodzą od dużych i nieporęcznych wynalazków. Co sprawiło, że zmniejszyły się ich rozmiary?
Odpowiedź jest bardzo prosta – coraz bardziej zaawansowana elektronika. Niektórzy pamiętają duże i ciężkie telewizory lub pierwsze komputery, które nie zmieściłyby się w jednym pokoju. Obecnie telefon mieści się w kieszeni i oferuje o wiele więcej funkcji niż jego pierwowzór. Mobilne urządzenia stają się coraz bardziej poręczne i wygodne, przez co chętniej z nich korzystamy.
Wszystko zaczęło się od szafy
Pierwsze komputery zupełnie nie przypominały urządzeń, które dziś zna każdy z nas. Różniły się wykorzystywaną technologią, możliwościami obliczeniowymi oraz przede wszystkim rozmiarami. Skonstruowany w latach 1943-1945 komputer ENIAC miał masę ponad 27 ton, zawierał około 18 tys. lamp elektronowych i zajmował powierzchnię około 140 metrów kwadratowych. Umożliwiał on wykonywanie jedynie podstawowych działań matematycznych i wymagał długiego oraz żmudnego programowania.
Dużym krokiem na drodze miniaturyzacji komputerów było zaprezentowanie w 1982 roku laptopa GRiD Compass, który był jednym z pierwszych przenośnych komputerów. Kosztował dużo, bo 8150 dolarów i głównie interesował wojsko. Laptop ważył około 5 kg, miał 340 KB pamięci oraz umożliwiał transmisję danych przez modem z zawrotną prędkością do 1200 b/s. Tym co wyróżniało go spośród innych przenośnych komputerów z tamtego okresu była obudowa, która stała się pierwowzorem dla obecnie produkowanych laptopów.
W 1993 roku na rynku pojawiło się urządzenie Apple Newton, które było protoplastą powszechnie używanych dziś smartfonów. Ten PDA oferował czarno-biały wyświetlacz o rozdzielczości 336×240 punktów, procesor o taktowaniu 20 MHz, 640 KB pamięci RAM oraz 4 MB miejsca na dane użytkownika. Niestety urządzenie to nie odniosło sukcesu rynkowego – było drogie, a użytkownicy nie byli gotowi na tego typu rozwiązania.
Produkowane obecnie komputery mogą mieć rozmiar… dużego pendrive’a. Przykładem jest Intel Compute Stick wprowadzony do sprzedaży w 2015 roku. W obudowie o wymiarach 104,1 mm × 38,1 mm × 12,7 mm udało się zmieścić procesor, pamięć RAM, nośnik pamięci, układ graficzny i interfejsy do komunikacji bezprzewodowej. Po podłączeniu tego urządzenia do monitora otrzymamy funkcjonalność pełnoprawnego komputera, który sprawdzi się w codziennych, podstawowych zadaniach.
Muzyka z cylindra
Wynalazek Thomasa Edisona, który zrewolucjonizował przemysł muzyczny to fonograf, czyli pierwsze urządzenie, umożliwiające zapis i odtwarzanie dźwięku. Zaprezentowane w 1878 roku urządzenie korzystało z igły i folii cynowej, nawiniętej na walec. Głośnikiem i jednocześnie mikrofonem była duża metalowa tuba. Na jednym cylindrze mieściło się około 2 minut nagrania. Ostatnie tego typu urządzenie wyprodukowano w 1929 roku, kiedy to gramofony wyparły fonografy.
Przenośne radiomagnetofony, nazywane też boomboxami, pojawiły się w 1969 roku. Były to urządzenia wielkości walizki, które umożliwiały odtwarzanie kaset magnetofonowych oraz słuchanie radia za pomocą wbudowanych głośników. Wygodny uchwyt, w które były wyposażone ułatwiał przenoszenie urządzenia. Boomboxy stały się urządzeniami kultowymi, szczególnie wśród mieszkańców Nowego Jorku czy Los Angeles.
Pierwszy prawdziwie mobilny odtwarzacz muzyki to Walkman WM-2, który zadebiutował w 1982 roku. Był to najlepiej sprzedający się model spośród wszystkich przenośnych odtwarzaczy kasetowych i momentalnie stał się najbardziej pożądanym sprzętem wśród milionów ludzi na całym świecie. Miał on rozmiar niewiele większy niż kaseta magnetofonowa i był zasilany przez pojedynczą baterię AA. Co ciekawe, firma Sony produkowała odtwarzacze kasetowe Walkman aż do 2010 roku.
Jeden z najmniejszych i najpopularniejszych na świecie odtwarzaczy muzyki to iPod Shuffle 4 generacji, wyprodukowany w 2010 roku. Miał on formę niedużego klipsa o wymiarach 29 mm × 31.6 mm × 8.7 mm i wadze 12,5 g. Wbudowana bateria umożliwiała ciągłe odtwarzanie muzyki przez 15 godzin. Firmie Apple udało się sprzedać około 10 mln iPodów Shuffle, jednak kolejne lata przyniosły spadek popularności tego typu urządzeń na rzecz odtwarzaczy wbudowanych w smartfony.
Od cegły do zegarka
Telefony komórkowe również przeszły długą drogę zanim przybrały znaną nam dziś formę. Pierwszym rewolucyjnym, jak na tamte czasy telefonem była Motorola DynaTAC, wprowadzona do sprzedaży w 1983 r. Urządzenie pozwalało na przeprowadzenie 30 minutowej rozmowy, ważyło około 2 kg i kosztowało prawie 4 tysiące dolarów. Mimo to w dniu premiery przed sklepem, w którym sprzedawano te telefony, ustawiła się długa kolejka chętnych. W ciągu roku sprzedano ponad 12 000 sztuk tego modelu.
Kolejnym urządzeniem, które było swoistym kamieniem milowym na drodze miniaturyzacji telefonów był Pocketphone PC105T firmy Technophone. Wprowadzony w 1986 roku model kosztował około 2 tysiące funtów i mieścił się w kieszeni koszuli! W tamtych czasach było to niemałe osiągnięcie, dlatego firmie szybko udało się osiągnąć poziom sprzedaży, wynoszący ponad 1000 sztuk miesięcznie.
Jednym z najmniejszych ogólnodostępnych telefonów była Nokia 8210, zaprezentowana w 1999 roku. Obudowa miała około 10 cm długości i 4,4 cm szerokości, co przy wadze poniżej 80 g sprawiało ogromne wrażenie. Na wyposażeniu znalazł się port podczerwieni, funkcja wybierania głosowego i 4 gry. Telefon w momencie premiery cieszył się ogromną popularnością, szczególnie wśród kobiet.
Obecnie telefon możemy nosić na nadgarstku. Zaprezentowany w 2014 roku Samsung Galaxy Gear S to smartwatch, który dzięki wbudowanemu slotowi na karty SIM umożliwia wykonywanie połączeń głosowych. Ma wymiary tradycyjnego zegarka, a oprócz funkcji dzwonienia pozwala też na wysyłanie i odbieranie wiadomości SMS, połączenie z Internetem, słuchanie muzyki czy też monitorowanie rytmu serca.
Pamięć absolutna
Historia dysków komputerowych zaczęła się w 1956 roku, podczas prezentacji modelu IBM 350, który szczycił się pojemnością 5 MB. Wynik ten udało się osiągnąć dzięki zastosowaniu 50 talerzy magnetycznych o średnicy 24 cali. Dysk ważył przez to około 1 tonę. Było to przełomowe jak na tamte czasy osiągnięcie, które wyprzedzało stosowane powszechnie karty dziurkowane oraz pamięć bębenkową. Cena, podobnie jak waga, również była duża – wynosiła 160 000 dolarów.
Rewolucja w miniaturyzacji nośników pamięci nastąpiła w 1980 roku, gdy firma Shugart Technology zaprezentowała model ST-506. Oferował on taką samą pojemność jak IBM 350, czyli 5 MB. Miał jednak „miniaturowy” rozmiar 5,25 cala i ważył tylko 3,2 kg. Można go było zmieścić w obudowach pierwszych komputerów PC. Dysk ST-506 odniósł spory rynkowy sukces, a firma Shugart dziś jest znana jako Seagate.
W 2000 roku do sprzedaży zostały wprowadzone pierwsze pamięci typu pendrive. Sama nazwa „pendrive” pochodzi najprawdopodobniej od obudowy urządzenia, która przypominała długopis ze skuwką. Zaprezentowany wówczas model miał pojemność 8 MB, co stawiało go nieco ponad ogólnodostępnymi dyskietkami. Były jednak znacznie praktyczniejsze i od razu doceniono ich potencjał sprzedażowy.
W 2014 roku SanDisk wprowadził do sprzedaży kartę pamięci w formacie SD – model Extreme PRO SDXC UHS-I 512GB o pojemności aż 512 GB. Dla porównania w 2003 roku zaprezentowano kartę o pojemności 512 MB. Oznacza to 1000-krotny wzrost pojemności w nieco ponad dekadę, przy jednoczesnym zachowaniu tych samych, niewielkich rozmiarów. Cena tego pojemnego nośnika w momencie premiery wynosiła około 800 dolarów.
Kino w kieszeni
Wynalazkiem, który zapoczątkował erę projekcji ruchomych obrazów (początkowo bez dźwięku) był kinematograf. Urządzenie zaprojektowane przez braci Lumiere w 1895 roku było połączeniem kamery nagrywającej obraz, drukarki i projektora będącego w stanie wyświetlić nagrane klatki. Olbrzymią zaletą wynalazku braci Lumiere była możliwość oglądania obrazu przez wielu ludzi jednocześnie. Pierwszy film był wyświetlony na ekranie o rozmiarach 16 na 21 metrów. Projektor braci Lumiere doczekał się wielu ulepszeń, jednak podstawowa zasada działania była kopiowana.
Kolejnym krokiem na drodze ewolucji urządzeń do wyświetlania obrazu były telewizory kineskopowe. W latach 30-tych XX wieku pojawiły się pierwsze urządzenia wykorzystujące technologię CRT (Cathode Ray Tube). Do uzyskiwania obrazu wykorzystywały urządzenie składające się z trzech lamp, odpowiedzialnych za podstawowe kolory (czerwony, zielony, niebieski), układu soczewek i układu scalonego. Po połączeniu trzech promieni światła otrzymywało się gotowy obraz.
Pierwsze projektory, które przypominały znane nam dziś urządzenia powstały w 1984 roku. Korzystały z technologii LCD (Liquid Crystal Display), w której silny strumień światła przechodził przez pryzmat, który rozdzielał go na trzy podstawowe kolory. Rozdzielone strumienie światła następnie przechodziły przez układ półprzeźroczystych kryształów. Sygnał sterujący decydował, które kolory są przez panel LCD przepuszczane i trafiają przez soczewkę na końcowy obraz. Projektory te miały jedną zasadniczą wadę – widoczne linie, rozdzielające poszczególne piksele obrazu.
Ważnym etapem w rozwoju projektorów było opracowanie w 2006 roku wydajnych diod LED, które mogły służyć jako źródła światła. Pozwoliło to zastąpić lampy łukowe, co zaowocowało dalszym zmniejszeniem urządzeń. Dzięki temu dzisiejsze projektory mogą osiągać wymiary 7 x 7 cm, przy jasności 350 ANSI lumenów. Pobór energii współczesnych miniaturowych projektorów (na przykładzie kieszonkowego modelu Philips PicoPix 4935) wynosi zaledwie 2 Ampery, dzięki czemu urządzenie może być zasilane z przenośnego banku energii.
Jaki będzie kolejny krok
Proces miniaturyzacji to nie tylko zmniejszanie rozmiarów urządzeń, ale także zgodnie z Prawem Moore’a, zwiększanie ich wydajności. Odbywa się to poprzez umieszczanie coraz większej liczby tranzystorów na tej samej powierzchni układu scalonego. Dlatego procesory dzisiejszych nowoczesnych smartfonów przewyższają wydajnością układy montowane w konsolach PS3 czy XBOX pierwszej generacji.
Jeszcze nie tak dawno z entuzjazmem wymienialiśmy telewizory kineskopowe na plazmowe, dziś kupujemy jeszcze nowocześniejsze matryce LED. Bibliotekę książek mamy zawsze przy sobie dzięki czytnikom. Tablety i smartfony oferują tak wiele funkcji, że na co dzień nie potrzebujemy nosić ze sobą dodatkowego odtwarzacza muzyki, aparatu fotograficznego, nawigacji GPS, laptopa lub nawet miernika pulsu. Nasuwa się pytanie – na co wymienimy obecnie używane urządzenia?
