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溫故而知新 緬懷那些被歷史掩埋的HDD硬碟

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HDD機械硬碟自1956年誕生至今已近60年,歷經風雨的它承載了太多的數據和記憶。在SSD打響普及戰役之前,我們不妨先來回顧一下HDD的發展軌跡吧。 HDD 的「瘦身史」 HDD機械硬碟的60年其實就是一部「瘦身史」,體積最小化、容量最大化就是它的終極目標。然而,限於物理結構的制約(圖1),HDD再怎麼瘦身都是有極限的,於是也就給了SSD取代它的機會。 圖1 :HDD硬碟的構成非常複雜,元器件之多令人咋舌。本圖來自PCPOP HDD 曾是「巨無霸」 今天,我們可以往硬碟里塞進數百GB的數據,而且可以隨時快速讀取調用。但你可曾想到,在60年之前的人們只能使用打孔卡和磁帶進行數據的存儲,而且在數小時或幾天後才能得到所需的數據,這就是順序存取技術的尷尬。終於,1956年IBM推出了RAMAC 305,作為全球首部隨機存取磁碟驅動器,RAMAC 305可以在幾秒內找到數據,並對數據進行修改和移動,以找到完全不同的數據。遺憾的是,RAMAC 305體積有2部冰箱那麼大(圖2),而且重量高達1噸,但容量卻僅有5MB而已。 圖2 堪稱巨無霸的RAMAC 305顯然不符合PC逐步向小型化發展的潮流趨勢,於是IBM在1968年提出了「溫徹斯特」(Winchester)技術,即「密封、固定並高速旋轉的鍍磁碟片,磁頭沿碟片徑向移動,磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸」。而這一技術也就成為了現代機械硬碟的原型。 從未停歇的瘦身之旅 以「溫徹斯特」技術為基礎,再結合不斷改進磁頭技術、電機技術、碟片技術(圖3),機械硬碟的體積也在不斷的瘦身之中,從主宰60至70年代的14英寸,一路縮小到8英寸、5.25英寸,直至我們熟悉的3.5英寸(台式機硬碟)和2.5英寸(筆記本硬碟)。其中,最值得我們關注的就是1980年面世的5.25英寸硬碟驅動器ST-506(圖4)。這款硬碟的規格為4張碟片5MB容量,雖然容量與RAMAC 305持平,但其體積卻真正實現了向「迷你」時代的跨越。 圖3 圖4 1983年,Rodime推出了世界第一塊3.5英寸硬碟驅動器RO-352,但卻因成本高容量小而險些夭折。還好,硬碟存儲密度的增長速度最終超出了客戶實際需求的增長速度。在不斷的技術革新之下,3.5英寸硬碟最終在...

60年發展史被短短6年顛覆:讓人唏噓的機械硬碟

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自計算機誕生的那一刻起,存儲設備就扮演著不可或缺的角色。從某種程度上來講,電腦性能的好壞只是影響運算數據的速度,而存儲設備的使命則是保證大家的研究所得以及運算數據得以延續。不誇張地說,現代文明很大程度上都是存在硬碟裡面…… 目前硬碟大體上分為三種,分別有固態硬碟(SSD 盤,新式硬碟)、機械硬碟(HDD 傳統硬碟)、混合硬碟(HHD 一塊基於傳統機械硬碟誕生出來的新硬碟)。 這幾年來,隨著NAND快閃記憶體技術的不斷發展, 基於快閃記憶體存儲的SSD已然成為市場的新寵兒 ,性能、體積、噪音、震動等方面都優於HDD。雖然在容量、價格和數據安全性等方面比機械硬碟差了那麼點,但SSD取代HDD,將是不可阻擋。 從1956年機械硬碟誕生至今,歷經輝煌,如今卻正值生死存亡之際,在探究這個問題的背後,我們有必要對機械硬碟的發展史做一個全面的梳理。 01 1956年 世界上第一塊硬碟誕生 IBM 350,內含50個碟片,總容量為5MB。 世界上第一塊硬碟出生在1956年,至今已有61年半個多世紀的歷史。它由IBM公司製造,世界上第一塊硬碟:350RAMAC。碟片直徑為24英寸,碟片數為50片,重量則是上百公斤,相當於兩個冰箱的體積。不過其儲存容量只有5MB。 在那個時代,RAMAC是令人吃驚的計算機設備,被用於銀行,醫療領域。雖然350RAMAC還不能稱之為嚴格意義上的硬碟,但卻為計算機發展史掀起了新一頁。 02 1973年 溫徹斯特(Winchester)硬碟誕生 溫徹斯特硬碟 由於RAMAC體積過於龐大,性能低效等缺點,IBM提出了「溫切斯特/Winchester」技術,並於1973年研製成功了一種新型的硬碟IBM 3340。這種硬碟擁有幾個同軸的金屬碟片,碟片上塗著磁性材料。它們與能夠移動的磁頭共同密封在一個盒子裡面,磁頭從旋轉的碟片上讀出磁信號的變化。 這就是我們今天使用的硬碟的祖先——IBM把它叫做溫徹斯特(Winchester)硬碟,也稱溫盤。 這個綽號,來源於他兩個30MB的儲存單元,恰是當時出名的「溫徹斯特來福槍」的口徑和填彈量。至此,硬碟的基本架構就被確立。 在1979年IBM發明了薄膜磁頭技術,...