IBM và ổ đĩa cứng Winchester

năm 1952 IBM mời giáo viên nghỉ hưu Reynold B Johnson nhận lời làm trưởng nhóm một phòng thí nghiệm nghiên cứu mới ở San Jose

thập niên 1930 Johnson phát minh một máy chấm điểm trắc nghiệm có đáp án tô bằng bút chì [máy bubble]
IBM mua bằng sáng chế của máy bubble và tuyển dụng Johnson đi đến San Jose làm một số dự án mới
bấy giờ San Jose là một thị trấn nông nghiệp chỉ có 10 vạn dân, IBM lựa chọn nơi này vì gần Los Angeles và Seattle
Johnson được tuỳ ý tuyển dụng 30-50 nhân viên, một trong số những dự án một hệ thống xử lý truy cập ngẫu nhiên, thay thế một tệp ống [tube file] là một phần của hệ thống thẻ bấm lỗ, giúp người dùng nhanh chóng lấy thông tin mong muốn từ toàn bộ hệ thống; hoạt động không ổn lắm trong một số trường hợp, như hoá đơn [invoicing] và hàng tồn kho [inventory]
tệp ống [tube file] có thể truy cập bất cứ thông tin nào, theo bất cứ trật tự nào, mất thời gian giống nhau; khác biệt với truy cập tuần tự, phải lặp đối tượng [loop through] toàn bộ dãy để tìm

Ổ đĩa
IBM nghiên cứu hệ thống ghi từ để cung cấp năng lực truy cập ngẫu nhiên, lưu trữ dữ liệu dưới dạng phương tiện từ tính [magnetic media]; đầu đọc-viết được gắn sẽ thao tác trên phương tiện [media] ấy
IBM thử nhiều hình thức phương tiện từ tính: băng từ, trống từ, ổ đĩa và dây từ, que từ
Johnson sau rốt sử dụng một chồng [stack] đĩa xoay, mỗi đĩa sử dụng một đầu đọc-ghi được gắn trên một cơ cấu chấp hành; thiết kế này có diện tích bề mặt lớn và khả năng truy cập dữ liệu trên nhiều đĩa cùng một lúc
một mẫu prototype thuở đầu có 120 đĩa nhôm và xếp chồng lên nhau trên một trục truyền (động), mỗi đĩa có đường kính 60 cm và cách nhau 6 cm; toàn bộ mảng [array] xoay 3600 vòng mỗi phút

RAMAC
hai trở ngại kỹ thuật: một là phủ [apply] sắt ôxit một cách đồng đều và mượt mà lên bề mặt đĩa; một kỹ sư đề nghị xoay đĩa ở tốc độ cao, và rót sơn, loại sơn sử dụng cho cầu Cổng Vàng, ở giữa; lực ly tâm sẽ lan toả sơn ra toàn bộ bề mặt một cách đồng đều - ngày nay, đây là kỹ thuật xoay-trên [spin-on]

hai là sự lắc lư [wobble] khi đĩa xoay: làm thế nào giữ cho các đầu đọc-ghi cách một phần một nghìn inch trên bề mặt đĩa, nếu đĩa lắc lư

Bill Goddard (ảnh trên) và John Linet đã tích hợp một ống thổi [air nozzle] vào đầu đọc-ghi, tạo ra một nệm hơi [air cushion] giữ cho đầu đọc-ghi vững vàng; được gắn [mount] trên một cần (trục), đầu đọc-ghi sẽ lên xuống vào đĩa để gắn [stick] đầu vào
năm 1956 IBM trình làng phương pháp truy cập ngẫu nhiên cho kế toán và quản lý 305 [RAMAC random access method of accounting and control] là hệ thống xử lý giao dịch, nổi tiếng trang bị ổ đĩa cứng đầu tiên; ổ đĩa bao gồm 50 đĩa được phủ sắt ôxit, đường kính 61 cm, giá thành 250 000 đôla Mỹ, dung lượng 44 megabyte, to bằng 2 cái tủ lạnh, có khả năng lấy dữ liệu trong vòng chưa đến 1 giây

ngày 4 tháng 9 năm 1956 chủ tịch Thomas Watson con (ảnn dưới) công bố sản phẩm RAMAC là ngày trình làng sản phẩm vĩ đại nhất lịch sử IBM

hãng đẩy mạnh sản lượng ở nhà máy San Jose, chiếc RAMAC đầu tiên được giao đến công ty giấy Zellerbach cách đó không xa

năm 1959 lãnh tụ Nikita Khrushchev (ảnh dưới: giữa) Liên Xô viếng thăm nhà máy RAMAC

Ngành công nghiệp mới
hai hãng General Electric và Burroughs bắt đầu sản xuất những ổ đĩa cứng riêng, sau đó xuất hiện những công ty ổ đĩa độc lập, ví dụ Bryant Computer, bắt đầu trình làng sản phẩm máy điện toán và sản phẩm dữ liệu, bán ổ đĩa cứng bên-thứ-ba cho những hàng máy điện toán không có chuyên môn kỹ thuật hoặc vốn đầu tư để tự sản xuất ổ đĩa riêng
giữa thập niên 1960 những công ty NEC, Fujitsu và Hitachi ở Nhật Bản bắt đầu sản xuất ổ đĩa cứng; là những doanh nghiệp được tích hợp dọc, mới đầu những hãng này chỉ sản xuất cho tiêu thụ nội bộ
năm 1966 IBM trình làng cơ sở [facility] tệp 2314 và những gói ổ đĩa [disk pack] định dạng 29 megabyte, tạo điều kiện cho người dùng dễ dàng hoán đổi dung lượng vào và ra
một loạt các công ty độc lập đã sao chép định dạng gói ổ đĩa và quảng bá những sản phẩm ấy cho khách hàng của IBM là tương thích cắm [plug] với phần cứng của họ

Winchester
thập niên 1960 IBM tiếp tục trình làng những nâng cấp tiên phong lưu trữ ổ đĩa cứng
năm 1973 IBM trình làng ổ đĩa Winchester, sau bình luận của giám đốc Kenneth Haughton (ảnh dưới: phải) chi nhánh San Jose

cấu hình ban đầu của dự án sẽ có 2 động cơ trục chính [spindle], mỗi động cơ là 30 megabyte; Haughton nghe mọi người gọi nó là 3030 và nói rằng "nếu nó là một 3030, thì nó hẳn là bì đạn của khẩu Winchester"

bấy giờ, những ổ đĩa ở trong những gói [HDD hard disk drive] có thể tháo ra được; khả năng tiếp cận [accessible] này gây ra những vấn đề vấy bẩn hạt 'lạ' cho nên IBM bắt đầu khoá kín những ổ đĩa, cần (trục) [arm] và động cơ, vào bên trong một hộp chứa [container] kháng bụi; cho phép cắt giảm khoảng cách giữa đầu đọc-ghi và bề mặt đĩa, xuống còn một phần một nghìn so với chiếc RAMAC; đầu đọc-ghi càng gần, ổ đĩa càng dày đặc dữ liệu, chiếc Winchester đã giảm giá thành mỗi megabyte, so với những thiết kế của đối thủ cạnh tranh, đi 30%

Shugart
Alan Shugart là một trong những người làm việc phát triển Winchester thời kỳ đầu; sinh ra những năm Đại suy Thoái, Shugart tốt nghiệp trường đại học Redlands và làm ở phòng thí nghiệm San Jose của IBM
Shugart dẫn đầu nhiều dự án bộ nhớ, một trong số đó là một thiết bị chỉ-đọc để dịch chuyển những chương trình nhỏ từ máy điện toán này sang máy điện toán khác
năm 1973 IBM trình làng đĩa diskette loại-1 là sản phẩm của đội ngũ Shugart, ngày nay gọi là ổ đĩa mềm

IBM thuyên chuyển công tác Shugart đến New York ngoài ý muốn của ông, cứ cuối tuần là Shugart lại về San Jose chơi
năm 1969 Shugart bỏ IBM sang làm cho công ty Memorex chế tạo bộ nhớ băng [tape] trong 3 năm, sau đó Shugart khởi nghiệp công ty riêng Shugart Associates; tranh chấp với những đồng sáng lập về định hướng và vốn chủ sở hữu, Shugart bỏ công ty của mình
sau đó Shugart Associates thống trị thị trường ổ đĩa mềm 8 inch và ổ đĩa mềm 5.25 inch thương mại
năm 1977 Xerox mua lại Shugart Associates với giá 41 triệu đôla
rời bỏ công ty mang tên chính mình, Shugart dấn thân vào một số lĩnh vực; đánh bắt cá hồi, phục vụ quán rượu; sau đó Shagart lại khởi nghiệp một công ty bộ nhớ ở thung lũng Scotts, hạt Santa Cruz; mới đầu tên công ty là Shugart Technology, sau đó Shugart đổi tên công ty thành Seagate

Seagate Technology tìm cách tương thích ổ đĩa Winchester cho những vi máy tính [microcomputer], Seagate muốn phát triển một ổ đĩa cứng sẽ chỉ bé như ổ đĩa mềm, nhưng dung lượng cao hơn nhiều
những hãng chế tạo máy tính cá nhân đã tương thích ổ đĩa mềm 5.25 inch của Shugart Associates rồi, sản phẩm ổ đĩa mềm 5.25 inch là yêu cầu của tiến sĩ An Wang sáng lập công ty Wang Labs; An Wang cho rằng ổ đĩa mềm 8 inch quá to và đắt đỏ, nên muốn một phiên bản rẻ tiền hơn

năm 1980 Seagate trình làng ổ đĩa cứng ST506 dung lượng 5 megabyte, vượt lên ổ đĩa mềm có dung lượng chỉ 160 kilobyte, chiếc ST506 được chào bán với giá 1500 đôla, tương đương 5500 đôla năm 2023
năm 1981 Seagate đạt 9.8 triệu đôla doanh thu ST506, hai năm sau đó đạt lần lượt 40 triệu và 110 triệu đôla doanh thu

Thiết kế kỹ thuật của ổ đĩa mềm 5.25 inch
ý tưởng chủ đạo vẫn không thay đổi quá nhiều so với RAMAC, bốn cấu kiện phụ [subcomponent] là đĩa phẳng [platter], động cơ, đầu đọc-ghi và linh kiện điện tử hỗ trợ
những bit dữ liệu được lưu trên những đường [track] được viết lên trên những đĩa hai-mặt, ngày nay làm từ tấm nền kính
gắn những đĩa phẳng này trên động cơ trục chính [spindle] và sử dụng động cơ để quay nó ở tốc độ 3600 hoặc 7200 vòng mỗi phút
đầu đọc-ghi sẽ truy cập dữ liệu, bay bên trên đĩa phẳng, được bố trí bởi cơ cấu chấp hành
thiết bị điện tử sẽ giúp bố trí [position] và hỗ trợ những linh kiện này, giám sát chuyển động của đầu đọc-ghi khi chúng sắp-hàng [aligh] và phá-hàng [un-aligh], và đưa thông tin lại đến cơ cấu chấp hành
phó chủ tịch kỹ thuật Douglas K Mahon của Seagate nói rằng sản phẩm ổ đĩa mềm 5.25 inch ST506 dung lượng 5 megabyte giống như máy bay Boeing 747 ở tốc độ Mach 4 nhưng chỉ bay la là, cách mặt đất 1 inch
ngày nay, đầu đọc-ghi bay chỉ cách bề mặt đĩa phẳng có 3 nanomet

Hàng hoá hoá
các hãng lắp ráp PC đã lựa chọn hãng chế tạo HDD có giá thành rẻ nhất, với cùng một cấu hình
đầu thập niên 1980 IBM mua ngoài [source] hầu hết linh kiện HDD từ những công ty khởi nghiệp [start-up]
năm 1983 IBM trình làng máy tính cá nhân XT trang bị ổ đĩa cứng 10 maegabyte mua ngoài chủ yếu từ những công ty khởi nghiệp Cate, Miniscribe và IMI
IBM yêu cầu những chương trình kiểm soát chất lượng và nguồn-hai [second-source] ngặt nghèo từ những nhà cung cấp này, IBM cũng từ chối ký hợp đồng dài hạn

Chen lấn xô đẩy [pile in]
HDD là một thiết bị được mô-đun hoá, có 4 cấu kiện được thiết kế chính xác nhưng tách biệt nhau; trong đó, chỉ có 2 cấu kiện là ảnh hưởng đến dung lượng lưu trữ và những thông số hiệu năng, là đĩa phẳng và đầu đọc-ghi
công ty sản xuất HDD mới sẽ có thể tinh chỉnh một trong những linh kiện quan trọng này để tạo ra một cải tiến mới, tích hợp những linh kiện ấy và nhanh chóng trình làng sản phẩm mới ra một thị trường khát khao đổi-mới-sáng-tạo
mới đầu, những doanh nghiệp HDD đã không tự vệ những bí quyết thương mại và cải tiến, bằng cách đăng ký sáng chế [patent]; cộng đồng nghiên cứu HDD là nhỏ, ý tưởng truyên tai tự do giữa các doanh nghiệp; mỗi khi một doanh nghiệp mới vượt lên bằng cách chào bán một định dạng hoặc công nghệ được ưa chuộng, các hãng đối thủ cạnh tranh sẽ nhanh chóng lắp ráp được một sản phẩm riêng, tương tự
năm 1983 ví dụ công ty Rodime ở Scotland đăng ký sáng chế và mở bán định dạng HDD 3.5 inch
năm 1986 công ty Conner Peripheral mở bán HDD 3.5 inch số lượng lớn cho Compaq
năm 1989 và năm 1991 công ty Rodime hai lần nộp đơn phá sản, tiến triển thành một 'patent troll' là kiểu công ty cạnh tranh không lành mạnh về bằng sáng chế

ví dụ nữa Giant Magneto-resistance là hiệu ứng lượng tử đã giật giải Nobel, được khám phá bởi Albert Fert (ảnh trên) và Peter Grunberg (ảnh dưới) ở Pháp và Đức, cách mạng hoá đầu đọc-ghi HDD, cho phép thêm mật độ diện tích

năm 1997 IBM thương mại hoá hiệu ứng GMR với việc trình làng HDD 16.8 gigabyte
năm 1999 các đối thủ cạnh tranh ở Mỹ là Seagate có những đầu đọc-ghi GMR riêng; các công ty Nhật nhanh chóng đăng ký bản quyền và mua công nghệ GMR

năm 1998 Toshiba trình làng HDD trang bị GMR, sau đó một sản phẩm là HDD 1.8 inch của Toshiba được Steve Jobs và Jon Rubinstein (ảnh trên) trang bị máy nghe nhạc iPod của Apple năm 2002

Vốn đầu tư mạo hiểm
cuối thập niên 1970 những thay đổi về thuế suất lãi vốn và quy định đầu tư quỹ hưu trí đã cho phép ra đời những quỹ đầu tư mạo hiểm [VC venture capital]

tháng 9 năm 1981 Seagate lên sàn chứng khoán, thu về 26 triệu đôla vốn, được thị trường coi là có hệ số giá tích cực [favorable multiple]
sau thương vụ IPO, quỹ đầu tư mạo hiểm của Seagate thắng lớn; khoản 1 triệu đôla đầu tư của quỹ đã đáng giá 32 triệu đôla
giữa năm 1983 có 12 hãng sản xuất HDD được các quỹ đầu tư mạo hiểm hậu thuẫn được giao dịch trên sàn chứng khoán, tổng vốn hoá thị trường là 5 tỷ đôla
từ năm 1977 đến 1984 có 43 hãng sản xuất ổ đĩa cứng, gọi vốn 400 triệu đôla
năm 1983 và 1984 thôi đã có 21 công ty khởi nghiệp, gọi vốn 270 triệu đôla sau 51 lượt gây vốn
năm 1983 và 1984 đã có đến 70 doanh nghiệp, thị trường máy tính cá nhân đã lần đầu tiên thoái trào; nhiều công ty khởi nghiệp đã phá sản
năm 1978 các công ty tích hợp dọc cũ đã chiếm 84.8% thị phần HDD thì mười năm sau đó chỉ còn 7.9%

Toàn cầu hoá
bốn công ty máy tính Nhật Bản là Fujitsu, Hitachi, NEC và Toshiba mới đầu sản xuất HDD nội bộ, đã chuyển sang mô hình kinh doanh 'nhà sản xuất linh kiện gốc'
bất chấp một số cải tiến, bốn công ty đã mới đầu thất bại, không vượt lên được trên thị trường; vì các công ty Mỹ tích cực toàn cầu hoá việc sản xuất
năm 1984 Seagate thuê ngoài việc sản xuất HDD sang Singapore, được tạo điều kiện bởi Hội đồng phát triển Kinh tế [EDB]
năm 1990 Singapore chiếm 55% thị phần HDD được sản xuất toàn cầu
lương người lao động Singapore tăng, những công việc giá trị thấp như lắp ráp cánh-tay-đòn [arm] của cơ cấu chấp hành [actuator] nắm giữ đầu đọc-ghi đã chuyển sang Malaysia và Thái Lan; Singapore nhận công việc mới, ví dụ đúc [fabricate] đĩa phẳng [platter], lắp ráp những hệ thống HDD chuyên biệt
đầu thập niên 2000 các hãng Nhật Bản chiếm lại thị phần lớn HDD, sau khi cũng thuê ngoài việc sản xuất; rồi Hitachi sáp nhập IBM, trước khi cạnh tranh và những thương vụ sáp nhập một lần nữa xói mòn lợi thế của họ

Kết quả
từ năm 1976 đến 1987 mật độ dữ liệu HDD tăng 20 lần
năm 1977 một megabyte dữ liệu lưu trữ đã tốn kém 560 đôla, thì năm 1986 chỉ còn 11.89 đôla và đến năm 1998 là 4.3 xu
năm 1990 có 66 doanh nghiệp sản xuất HDD thì đến năm 1994 chỉ còn 33 công ty, có những công ty chìm vào quên lãng như Peripheral Memories, Comport, PrarieTek, Priam và Tulin
năm 1998 chỉ còn 16 doanh nghiệp
từ năm 2006 đến 2015 bốn doanh nghiệp HDD hàng đầu đã chiếm 52.5% thị phần, trung bình
từ năm 2000 đến 2010 thêm bốn doanh nghiệp HDD nữa thoái lui: Quantum, IBM, Maxtor và Fujitsu
mặc dù kiếm tiền cấp giấy phép [license] sáng chế, phân nhánh HDD của IBM chật vật chỉ chiếm 25% thị phần; năm 2002 IBM sáp nhập hoạt động HDD của hãng với của Hitachi
giữa thập niên 1990 không còn nhà máy lắp ráp HDD ở Mỹ; mặc dù những công việc lương cao ở Mỹ trong nghiên cứu phát triển, giám đốc sản xuất và thiết bị chống rung [gimbal] vẫn còn

kim cương 'lắng đọng hơi hoá học' plasma sóng vi ba

những tạp chất hoặc biến dạng mạng (tinh thể) tạo ra màu sắc của kim cương: nguyên tử nitơ bị cô lập sẽ tạo ra màu vàng; cặp nguyên tử nitơ tạo ra màu nâu, xanh lá cây hoặc tím; những biến dạng mạng (tinh thể) tạo ra màu hồng huyền diệu

trong tự nhiên, kim cương được hình thành ở độ sâu 150 - 700 km dưới lòng đất, trong một thời gian dài; kim cương được dềnh lên mặt đất nhờ núi lửa phun trào

từ lâu, cách duy nhất lấy được những viên kim cương lớn là may mắn nhặt ở trên cấu tạo địa chất, tìm kiếm ở bờ sông và hi vọng gặp may

General Electric
năm 1797 phát hiện rằng kim cương chính là cácbon, các nhà khoa học đã thử nung nóng than củi thành kim cương
đầu thập niên 1910 phát hiện rằng cần áp suất cao và nhiệt độ cao để điều chế kim cương

năm 1955 GE tiên phong phương pháp áp suất cao nhiệt độ cao [HPHT high pressure high temperature] ở nhiệt độ 2200 độ C và áp suất 1 triệu rưỡi pound mỗi inch vuông

thập niên 1990 phương pháp HPHT đã sản xuất những viên kim cương chất-lượng-đá-quý nhiều màu sắc, mặc dù chủ yếu là màu vàng cam

bất chấp HPHT vẫn là hiệu quả kinh tế nhất để sản xuất kim cương, tỷ lệ khuyết tật cao và thời gian nấu lâu đã khiến HPHT khó cạnh tranh ngành kim cương tự nhiên

Máy trồng kim cương trong phòng thí nghiệm
'lắng đọng hơi hoá học' là lấy những vật liệu tiền chất ở thể khí và lắng đọng lên trên một chất nền [substrate]
ngành linh kiện bán dẫn có thể sử dụng CVD để lắng đọng những lớp đơn-tinh-thể silic tinh khiết lên trên tấm wafer
chế tạo kim cương CVD, thường bắt đầu với khí methan làm tiền chất cácbon thể khí; khí methan được trộn lẫn với hydro hoặc ôxy để làm ổn định bề mặt của kim cương và ngăn kim cương khỏi biến đổi thành những tạp chất than chì
sau đó, sử dụng năng lượng để phân huỷ khí methan thành những nguyên tử; năng lượng có thể là nhiệt năng, lửa, sóng vi ba...
phân huỷ khí methan, và làm sao để nguyên tử cácbon hoà hợp lại trên tấm nền [substrate] thường là một kim cương hạt mầm [seed] dưới dạng kim cương bùn [mire]

Đầu ra và kinh tế
thập niên 1950 các nhà khoa học bắt đầu thử tăng trưởng tinh thể kim cương với phương pháp CVD; những vấn đề phổ biến là chất lượng sản phẩm và quy mô sản xuất

kim cương CVD, chất lượng cao nhất là hạng-quang-học hay gọi là hạng-điện-tử đủ tinh khiết để tận dụng lợi thế của những đặc điểm điện và nhiệt của kim cương
ngày nay HPHT chế tạo được những mạt kim cương hạng-công-nghiệp với giá thành chưa đến 1 đôla một carat
giữa thập niên 1970 nhà khoa học Boris Vladimirovich Derjaguin (ảnh dưới: ngoài cùng bên trái) ở Liên Xô đã thành công lắng đọng kim cương ở tốc độ hơn 1 micromet 1 giờ, sử dụng nhiều phương pháp, khiến Nhật Bản chú ý

người Nhật lấy những phương pháp này, sau rốt xác định 2 phương pháp CVD, ngày nay được sử dụng trong ngành công nghiệp trồng kim cương trong phòng thí nghiệm, sợi nóng [filament] và plasma sóng vi ba

CVD sợi nóng
tiêm năng lượng vào hỗn hợp khí tiền chất, sử dụng một sợi wolfram nung nóng đến nhiệt độ 2000 độ C; có nhiều sắp đặt và bố trí của những sợi wolfram này, dẫn đến những thiết kế đa dạng
là phương pháp tiên phong, CVD sợi nóng có một số nhược điểm; một là mặc dù cho thấy bước nhảy vọt về tốc độ lắng đọng, mới đầu CVD sợi nóng vẫn quá chậm

thử nghiệm đầu tiên sản xuất ở tốc độ tăng trưởng là 1 micromet; nếu muốn một viên kim cương đá quý cao 5 milimet, tức là 2 carat, sẽ mất 5000 giờ, tương đương 208 ngày
để tăng tốc, các nhà khoa học đưa nitơ vào tiến trình; sản phẩm kim cương màu vàng sẽ không hữu ích cho những ứng dụng điện tử, bằng kim cương khác
hai là những sợi nóng sẽ dần dần bị ảnh hưởng bởi xói mòn cácbon và nhiệt, bắt đầu bị oằn [warp] và bẻ vênh, ảnh hưởng tốc độ lắng đọng; tệ hơn, wolfram có thể nhiễm bẩn kim cương đang tăng trưởng

CVD plasma sóng vi ba
ngày nay, plasma sóng vi ba chiếm một nửa thị phần kim cương được trồng trong phòng thí nghiệm, một lợi thế là tránh được vấn đề nhiễm bẩn vì có sợi nóng bên trong lò phản ứng
bắt đầu, cần một kim cương mầm [seed] nhỏ, nhìn giống những cái đĩa; một buồng máy có thể chứa 18 mầm, những mầm ấy sẽ đi vào bên trong khoang lò phản ứng, trong đó đầy hỗn hợp khí tiền chất [precursor]; sau đó người ta bắn phá [bombard] hỗn hợp ấy bằng sóng vi ba
những mẫu [prototype] mới đầu sử dụng sóng 2.45 gigahertz giống lò vi sóng để trong bếp, chủ yếu vì sẵn có những ống [tube]

sóng vi ba sẽ ion hoá những nguyên tử của hỗn hợp khí, bằng cách kích thích những electron và do đó khiến nguyên tử thêm hoặc bớt electron; plasma là khi một số lượng đáng kể những nguyên tử đã bị ion hoá
nếu điều kiện bề mặt tấm nền (kim cương mầm) được nung nóng và giữ ở nhiệt độ đủ cao, những tiền chất sẽ đậu [settle] lên trên và thế là tăng trưởng kim cương
đợi một ít hôm, sản phẩm kim cương sẽ có màu bạc và hình khoanh đĩa; cạnh bên sẽ có những vụn, đều là bột và mạt kim cương; có thể lấy dao lam cắt đĩa kim cương thành những mảnh nhỏ, thành phẩm là những khối vuông thô; sẵn sàng chuyển cho thợ kim hoàn làm việc cắt và đánh bóng, thành viên đá hoàn thiện

tốc độ tăng trưởng, nhất là trồng kim cương tinh khiết không-lỗi, vẫn gây vấn đề; nhưng đang nhanh hơn, nhờ những thiết kế lò phản ứng đã được cải tiến; có thể trồng kim cương theo lố [batch] song song

Đá quý
ngày nay, nhẫn kim cương 2 carat có giá 5000 đôla ở Costco; Costco nói rằng sản phẩm kim cương của hãng đều 'tự nhiên' tức là được 'khai thác'

năm 2018 uỷ ban Thương mại Liên bang Mỹ [FTC federal trade commission] sửa đổi định nghĩa 'kim cương' trong những hướng dẫn kim hoàn của uỷ ban; trước đó, hướng dẫn có từ 'tự nhiên' trong định nghĩa; nhưng kim cương MPCVD [microwave plasma chemical vepor deposit] và trồng-trong-phòng-thí-nghiệm khác đã đạt được những đặc điểm quang, điện và vật lý sánh ngang kim cương khai thác; cho nên FTC thấy không cần thêm chữ 'tự nhiên' nữa

FTC cho phép sử dụng thuật ngữ 'nuôi trồng' [culture] để miêu tả kim cương trồng-trong-phòng-thí-nghiệm; ngành kim cương khai thác đã phản đối, đề nghị rằng FTC chỉ sử dụng thuật ngữ ấy cho ngọc trai; 99% ngọc trai ngày này là 'nuôi trồng' [culture]
kim cương rẻ, hoàn hảo, được nuôi trồng sẽ sớm áp đảo ngành kim cương khai thác và đánh sụt giá bán kim cương
năm 2022 ngành đá quý thế giới thu được 30 tỷ đôla Mỹ doanh thu, chỉ công ty De Beers đã thu 6 tỷ đôla

De Beers đã sớm tìm cách đối phó với nguy cơ của kim cương nuôi trồng, hãng đã dịch chuyển từ một cacten kim cương thô, sang quản lý một thương hiệu trang sức; De Beers mong muốn khách hàng sẽ sẵn lòng bỏ tiền mua vì tên thương hiệu, chứ không phải đá quý

Tản nhiệt
các trường đại học và nhóm công nghiệp đang đầu tư nguồn lực vào sản xuất kim cương; vì cơ hội tận dụng những đặc điểm điện, quang và nhiệt của kim cương
công dụng thương mại đầu tiên của kim cương là bộ tản nhiệt [spread] vì kim cương 'nuôi trồng' đơn tinh thể có độ dẫn nhiệt cao nhất trong tất cả những chất rắn ở nhiệt độ phòng, có thể gấp 3 lần vật liệu cũ như đồng hoặc silic carbide

AT&T lần đầu tiên uỷ thác những bộ tản nhiệt dựa-trên-kim-cương-CVD để làm mát những mảng điốp laser điện-năng-cao gửi tín hiệu qua những cáp quang dưới-biển

bộ tản nhiệt kim-cương-CVD giúp thu nhỏ hệ-thống [package] và kéo dài tuổi thọ hoạt động
dự án đã tài trợ việc phát triển những kỹ thuật mới để đánh bóng và cắt kim cương CVD, cũng như kỹ thuật kim-loại-hoá tức là áp [apply] những lớp kim loại lên trên kim cương để gắn [mount] vào thiết bị điện tử
ngành đóng gói tiên tiến linh kiện bán dẫn cũng thảo luận lợi ích tản nhiệt của kim cương CVD, vì những vấn đề nhiệt đang dấy lên ở những chip xếp-chồng-3-chiều

Synopsys trả 35 tỷ đôla mua một phần mềm EDA mô hình hoá những tương tác nhiệt trong những chip xếp-chồng-3-chiều

Kết
công ty Ropac ở Đài Trung cho phép tiếp cận thiết bị MPCVD để quay phim chụp ảnh, cũng như đã cởi mở trả lời phỏng vấn

kim cương CVD mở ra những tiềm năng cho những linh kiện bán dẫn điện-lực, thấu kính quang học chính xác cho laser, vật liệu bộ phát hiện [detector] cho công cụ đo lường plasma hợp hạch [fusion plasma]

Ai Cập và bánh mỳ xoắn ốc từ bột củ dền

ở lăng mộ của vua Ramses đệ tam, tìm thấy một chiếc bánh mỳ luộc hình xoắn ốc

Ai Cập cổ đại có 40 loại bánh mỳ [ta] trong đó có một bánh mỳ dẹt

ở đây, công thức bánh mỳ xoắn ốc là lấy ở Thung lũng của các vị Vua, trên tường của lăng mộ pharaoh Ramses đệ tam, trị vì triều đại thứ 20 từ năm 1186 đến 1155 trước công nguyên

bước 1: nhào bột bằng chân
bước 2: rổ để ủ cục bột để lên men
bước 3: lấy cục bột ra, cán dẹt và nặn thành những hình thù bánh mỳ; đa dạng, từ hình đĩa cho đến hình con bò, có cả những cái khuôn để nặn bánh được nướng có hình phễu, hình tam giác
bước 4: đun nóng một chất lỏng gì đấy, bên cạnh là những rổ đựng quả chà là, nho hoặc ngũ cốc
bước nấu: một người sử dụng đũa, sẵn sàng nhúng cục bột bánh xoắn ốc vào một chảo chất lỏng nóng

nhìn (ảnh trên) nhiều nhà Ai Cập học đã hiểu đây là luộc, nhưng cũng có thể chất lỏng ở đây chính là dầu, và những đầu bếp đang rán bánh; thế kỷ 19 một nhà Ai Cập học cho rằng người trong ảnh đang luộc mì macaroni

nhưng tất cả những hình vẽ trên tường đều có gì đó liên quan đến bánh mỳ, cho nên có lẽ đây cũng chỉ là bánh mỳ thôi

sau khi luộc, một thợ nướng bánh đặt bánh vào một lò sâu, trông giống lò nướng tandoor ngày nay; rồi tiếp tục nặn bánh, nướng và lấy ra bánh mỳ thành phẩm

Ngũ cốc
nửa cân đại mạch [barley] (ảnh dưới)

và lúa mỳ emmer (ảnh dưới)

ở Ai Cập cổ đại, ngũ cốc ít phổ biến hơn còn có kamut (ảnh dưới: lúa mỳ Khorasan)

và einkorn

ở Saqqare có một câu khắc cũ trong mộ cổ Ti (ảnh dưới) ghi rằng: "nghiền, nghiền kỹ. Tôi lấy hết sức bình sinh của tôi ra nghiền. Nô lệ rắc đường lên bột và tôi tự mình nướng ổ bánh."

Seamus Blackley phát minh Xbox (ảnh dưới) lùng sục những hũ Ai Cập cổ đại để tìm men [yeast] lấy ra để làm bánh men-4500-năm-tuổi

Phụ gia
người Ai Cập đôi khi sử dụng nước để thuỷ hợp bánh, và cũng cho thêm ít chất béo hoặc sữa

người Ai Cập thường nêm nếm gia vị bánh, đôi khi là lá rau mùi, cỏ ca ri (ảnh trên), thì là Ai Cập (ảnh dưới)

người Ai Cập cũng có thể làm ngọt bánh, bằng quả chà là xắt nhỏ, vả tây (ảnh dưới) hoặc mật ong

công thức sau đây sử dụng 3 thìa canh sirô chà là (ảnh dưới)

Nhào bột
trộn hỗn hợp bột cái, siro chà là, bột mì và sữa vào bát; đến khi hình thành một cục bột bờm xờm, đậy lại ủ nửa tiếng đồng hồ

khác với bột hiện đại, loại ngũ cốc này cần nhiều công sức để tạo nên mạng lưới gluten; cho nên ta sẽ nhào bột 3 lần, mỗi lần 5-10 phút, ủ 30 phút giữa mỗi lần nhào bột

nếu sử dụng men khô hoặc men ăn liền, sẽ chỉ mất 1 giờ ủ; nếu sử dụng bột cái, sẽ mất sớm nhất 4 giờ; kết quả mong muốn là cục bột gấp đôi thể tích

đun sôi một nửa galông nước với 1 phần 4 chén mật ong

đặt bánh đã nặn hình xoắn ốc vào nước sôi, luộc 2 phút, vớt ra phơi khô

cho vào lò nướng ở nhiệt độ 218 độ C trong 15 phút

Lịch sử
những cánh đồng màu mỡ dọc sông Nile trồng ngũ cốc đã tạo điều kiện tăng trưởng dân số, gây dựng một nền văn minh tồn tại 3000 năm

Tân Vương quốc Ai Cập có câu tục ngữ: "đừng để kho thóc thiếu barley hay emmer, nhờ kho thóc mà một ngôi nhà sẽ đứng vững"

chữ 'ngôi nhà' ở đây có thể là nhắc đến toàn bộ Ai Cập, vì bánh mỳ và bia đã có ở mọi nơi; bia chỉ là một thức uống của bánh mỳ, nhất là bấy giờ, vì bia thực ra làm với bánh mỳ; những công nhân xây dựng kim tự tháp đã được trả lương bằng bánh mỳ và bia, công nhân được trả lương bằng bánh mỳ và bia, binh lính được trả lương bằng bánh mỳ và bia

vua Mentuhotep đệ tam (ảnh trên) khoe khoang về đội quân no đủ của mình: "ta dẫn 3000 quân. Chiến trường trài dài đến sông và sa mạc. Ta trao cho mỗi binh sĩ một cuộn da sống [skein of hide] và một cây gậy để gánh đồ, cùng với 2 xô nước và 20 ổ bánh mỳ khẩu phần ăn mỗi ngày"

Cổ Vương quốc Ai Cập, bên cạnh 4 pound bánh mỳ, công nhân cũng nhận được 2 gói rau và một số thịt quay

Ramses đệ nhị (1279-1213 trước công nguyên) thuê 20 ngư dân cung cấp cá cho 40 công nhân và viên chức, những người xây dựng một lăng mộ ở Thung lũng của các vị Vua (những ngư dân này được trả lương bằng gì???)

Ramses đệ tam (ảnh dưới) kém hào phóng hơn: đáng lẽ công nhân được trả lương ngày 28 hằng tháng, có lúc họ bị chậm lương liền 6 tháng, cho nên họ đình công

"vì đói khát nên chúng tôi đến đây. Không có quần áo, không mỡ [ointment], không cá, không rau. Gửi lời đến pharaoh nhân từ chúng ta và xin ngài gửi lương cho sếp Vizier của chúng tôi, để chúng tôi có sức tiếp tục làm việc"

khi vua Akhenaten nổi loạn (ảnh dưới) muốn gây dựng tôn giáo độc thần, bị các chức sắc phản đối, pharaoh đã tổ chức yến tiệc ê hề cho các chức sắc để giữ lòng trung thành của quân sĩ

năm 2150 trước công nguyên, lũ lụt sông Nile trở nên bất thường, ngoài dự đoán của Cổ Vương quốc Ai Cập; nhiều năm thiếu nước lũ, mất mùa đã làm cạn kiệt kho lương
"Lo, sa mạc hoá đất đai, thành thị bị tàn phá. Thượng Ai Cập bị hoang hoá. Lo, tóc mọi người [rơi rụng]. Lo, thượng lưu và bình dân đều nói, 'tôi ước mình được chết'. Lo, trẻ em quý tộc bị dí vào tường. Trẻ sơ sinh bị đưa lên vùng đất cao. Thiếu thức ăn. Ai mặc vải lanh nguyên chất sẽ bị đánh bằng [gậy]. Công nương chịu chung cảnh ngộ với hầu gái"

"Lo, những xác đã đặt xuống mộ bị quăng lên vùng đất cao. Những kẻ kích động chống phá không bị ai ngăn cản. Rên rỉ vang khắp nơi, lẫn với tiếng than khóc. Hãy xem, đất đai bị tước đi vua. Trong kim tự tháp đã trống rỗng. Nhân viên bị sa thải" - ghi chép trong giấy cói của bí thư Ipuwer

một lãnh đạo Thượng Ai Cập nói rằng ông đã mang ngũ cốc đến Hạ Ai Cập và nhờ đó giúp ổn định tình hình đôi chút
châm ngôn của vizier Ptahhotep (ảnh dưới) triều đại thứ 5 khuyên rằng: "nếu bạn giàu có và lập một hộ gia đình, hãy cảm kích vợ mình, một cách công bằng. Cho ăn và cho mặc, khiến cô ấy hạnh phúc suốt ngày trong đời" (vì nếu không, ai đó khác sẽ cho cô ấy ăn, thay cho bạn)

một bộ sưu tập giấy cót ở làng Deir el-Medina (ảnh dưới) nơi ở của công nhân xây lăng mộ ở Thung lũng của các vị Vua; một giấy cót của một công nhân, đồng nghiệp của Ruti, người đã đuổi vợ ra khỏi nhà và ngừng cho cô ấy ăn, viết rằng "vợ cậu ấy ở nhà tôi 40 ngày, và tôi cho cô ấy một bao emmer và 10 ổ bánh"

người vợ thường làm việc nghiền emmer thành bột, một công việc vất vả; nếu người vợ có em gái, họ thường giao việc cho em gái; "từ Takhentyshepse gửi em gái Iye... chị gửi em barley và em sẽ nghiền nó cho chị, và thêm emmer vào nó, và em sẽ làm bánh mỳ với nó, vì chị đang cãi nhau với Merymaat (chồng chị). 'tôi muốn li dị' anh ấy cứ nói thế khi anh ấy cãi nhau với chị khi mẹ chị hỏi lượng barley cần cho bánh mỳ. 'giờ, mẹ cô không làm gì cho cô cả' anh ấy cứ bảo chị và nói 'mặc dù cô có anh chị, họ không chăm sóc cô'. Anh ấy cứ nói với chị như thế khi cãi nhau hằng ngày." - ghi chép Deir el-Medina triều đại thứ 19

'Lời khuyên của Ani' (ảnh trên) là giấy cót của cha gửi con, có ghi: "hào phóng trả ơn bánh mỳ mà mẹ đã cho con. Chăm sóc bà ấy như bà ấy đã chăm con. Mẹ con đã chịu nhiều vất vả vì con. Con được sinh ra muộn, nhưng bà ấy vẫn tự cho con bú 3 năm khi con lớn. Cứt của con kinh tởm, nhưng bà ấy không thấy gớm, nói rằng 'tôi có thể làm gì'. Bà ấy đưa con đến trường, nơi con được dạy viết chữ, và bà ấy đợi con hằng ngày, chuẩn bị bánh mỳ và bia ở nhà" - giấy cót của Ani (ảnh dưới)

vua Merikare khuyên răn cách ứng xử khi có người tìm đến tỏ lòng tôn kính: "nếu người ấy không có ngũ cốc dâng lên, hãy cảm kích vì người ấy khiêm nhường trước bạn, và hãy hài lòng với bánh mỳ và bia của chính mình. Đá hoa cương đã tự nguyện tìm đến, cho nên đừng phá tượng đài của người khác." (ảnh dưới: giấy cót của Ani)

"đừng ăn bánh mỳ mà không đưa một miếng cho ai cạnh bạn, người không có gì để ăn, vì bánh mỳ là vĩnh cửu, còn con người thì không sống mãi" (ảnh dưới: pharaoh Merikare)

"hài lòng với 3 ổ bánh mỳ và 2 cốc bia. Nếu bụng bạn vẫn thấy đói, hãy chịu đựng" - giấy cót của Dua-Khety gửi con trai Pepi (ảnh dưới)

khuyên răn của vua Merikare khắc: "vào đền, ăn bánh mỳ trong ngôi nhà của thần linh; bổ sung đồ cúng, nhân lên những ổ bánh mỳ đồ cúng, tăng đồ cúng hằng ngày. Ai làm thế sẽ được hưởng lợi"

tương truyền một lễ hội thần Amun-Ra dưới thời vua Ramses đệ tam đã dâng 2.8 triệu ổ bánh mỳ, đương nhiên là số bánh ấy cũng phục vụ người dân ở những làng quanh đền; sau lễ hội, giáo sĩ có thể lấy bánh trên điện thờ để ăn hoặc phát chẩn

ở đền Edfu (ảnh dưới) có khắc chữ: "chúng ta sống dưới ý nguyện của thần linh; nhưng luôn còn thức ăn cho chúng ta lấy, sau khi thần linh đã thoả mãn"

tương truyền, bánh mỳ ngon nhất Ai Cập cổ đại là nướng ở Thebes (ảnh dưới): "bánh mỳ ở đó ngon hơn bánh ngọt được làm với mỡ ngỗng. Nước của nó ngọt hơn mật ong. Ta có thể uống nó đến say. Hãy xem, đây là phong cách sống ở Thebes"