提升兩百萬倍 從1兆到2TB存儲設備發展史

        存儲設備發展史：時代的發展，科技的進步造就了當今的社會，而存儲器的百年發展也同樣的驚人的，從最初的打孔機到現在的藍光DVD，存儲器每一步的發展都留下了堅實 的腳印。下面就讓我們尋著這條腳印再來回顧下它的發展史，看看是否還能喚起你曾經的記憶，相對最早期的打孔紙卡以及穿孔紙帶都以離我們太久遠，不妨讓我們 從磁帶開始回憶吧。

 

● 大型磁帶記錄——盤式磁帶

盤式磁帶

    在1950年代，IBM最早把盤式磁帶用在數據存儲上。因為一卷磁帶可以代替1萬張打孔紙卡，于是它馬上獲得了成功，成為直到80年代之前最為普及的計算 機存儲設備。在80年代末的時候，大家都聚在一起看老電影，當時看待巨大的圓盤來回轉，這就是盤式磁帶，現在磁帶的最大容量已經達到1TB。

● 最珍貴的回憶——盒式錄音磁帶

    盒式錄音磁帶應該是80年代人，小時候珍貴的記憶之一。它顯然也是磁帶的一種，可是它實在是太普及了，所以要專門說一下。這是飛利浦公司在1963年發明的，可是直到1970年代才開始流行開來。

    一些計算機，如ZX Spectrum,Commodore 64和Amstrad CPC使用它來存儲數據。一盤90分鐘的錄音磁帶，在每一面（記得錄音磁帶是可以翻面的嗎）可以存儲700KB到1M的數據。現在的一張DVD9光盤，可 以保存4500張這樣磁帶的數據，如果現在要把這些數據全部讀出來，那要整整播放281天。

● 超長的存儲設備——磁鼓

磁鼓

    一支磁鼓有12英寸長，一分鐘可以轉1萬2千5百轉。它在IBM 650系列計算機中被當成主存儲器，每支可以保存1萬個字符（不到10K）。

● 軟盤的鼻祖——8英寸軟盤

    軟盤是個人計算機（PC）中作為一種可移貯存硬件，它是用于那些需要被物理移動的小文件的理想選擇。軟盤有八寸、五又四分一寸、三寸半之分。當中又分為硬 磁區Hard-sectored 及軟磁區Soft-Sectored。軟式磁盤驅動器則稱FDD，軟盤片是覆蓋磁性涂料的塑料片。

早期的8英寸軟盤

    在60年代末70年代初期，IBM推出的全球第一臺PC，是計算機業里程碑似的革命性的飛躍。但是IBM的System370計算機面臨這樣一個問題，就 是這種計算機的操作指令存儲在半導體內存中，一旦計算機關機，指令便會被抹去。于是在1967年，IBM的SanJose實驗室的存儲小組受命開發一種廉 價的設備，為大型機處理器和控制單元保存和傳送微代碼。這種設備成本必須在5美元以下，以便易于更換，而且必須攜帶方便，于是軟盤的研制之路開始了。 4年后又推出一種直徑8英寸的表面涂有金屬氧化物的塑料質磁盤，發明者是艾倫·舒加特（Alan Shugart，后離開IBM創辦了希捷seagate公司），這就是我們常說的軟盤標準“軟盤”的父輩，最大容量1.2MB。

 

● 5.25英寸軟盤和餐巾

    8英寸的軟盤雖然從技術原理上已經很接近現代軟盤，但缺陷就是體積過大，攜帶很不方便，于是5.25英寸的軟盤誕生了。這里5.25英寸軟盤的發明還有一 個小故事，美國王安電腦公司當時打算發布用于字處理的計算機，感到8英寸的軟盤太大，于是開始與ShugartAssociates公司合作生產小一點的 磁盤。一天晚上，在波士頓一家昏暗的酒吧中，他們最后一致同意采用某種尺寸的軟盤，這種尺寸就是餐桌上的一塊雞尾酒餐巾的尺寸，它的大小恰好是5.25英 寸。從此這種軟盤成為電腦的最佳移動存儲設備，容量也達到360K。5.25英寸軟盤一直持續到90年代，后來終于被另一種體積更小、容量更大的產品替代 了，那就是3.5英寸軟盤，最大容量1.2MB。

8英寸/5.25英寸/3.5英寸對比

● 大行其道的3.5英寸軟盤

    5.25英寸的軟盤雖然從體積到容量上都有了一定的進步，但它還是有很多缺點，比如軟盤采用的外包裝比較脆弱，容易損壞，體積也比較大。因此很多廠家并沒 有滿足于這種軟盤，他們都在不斷地進行探索，以尋求更為先進的軟盤。新一代軟盤的開發終于被日本的索尼公司拔得頭籌。1980年，索尼公司率先推出體積更 小、容量更大的3.5英寸軟驅和軟盤，不過剛推出的時候在當時并沒有被一些主要PC廠家所接受，市面上流行的依舊是5.25英寸的軟盤。

    直到1987年4月，IBM推出基于386的IBM Personal System/2（PS/2）個人電腦系列，正式配置了3.5英寸的軟驅后，這才引起了很多人的注意。大家都被這種體積更為小巧、容量卻是5.25英寸軟 盤的幾倍的新軟盤所吸引，從那時起，在IBM、康柏為代表的廠商極力推崇下，這種3.5英寸的軟盤開始大行其道，3.5寸軟盤以其便宜的價格、相對巨大的 存儲量（1.44M，百萬級字節存儲量）很快全面占領市場，而3.5英寸軟盤驅動器也開始正式取代5英寸的軟驅成為PC的標準配置，走向了它一生中最輝煌 的時期。這一絕對的壟斷地位持續了十幾年，一直到2002年，最大容量1.44MB。

   軟盤的終結被人們歸咎于光盤和U盤的誕生，而接下來介紹的就是其中之一的光盤。

● 第一張視頻光盤——LD光盤

圖中大的是LD盤，小的是普通5寸光盤

    1958年就發明光盤技術了，可是直到1972年，第一張視頻光盤才問世，6年后的1978年它開始在市場上賣。那個時候的光盤是只讀的，雖然不能寫，但是能夠保存達到VHS錄像機水準的視頻，使得它很有吸引力。

● CD—全稱：COMPACT DISC（激光唱片，光盤）

    CD代表小型鐳射盤，是一個用于所有CD媒體格式的一般術語，最大容量700MB。1982年8月31日傍晚，日本各大媒體都爭相報導“引發音頻之夢的數 字Player終于上市”、“數字音頻時代開幕”等消息。 原來，當天SONY．CBS／SONY．荷蘭飛利浦與POLYGRAM四家公司共同舉辦了CD這個數字錄音格式的發布會，并決定從秋季起開始在日本發售。 直徑僅僅12cm，利用數字信號錄音，只要一個按鈕就可執行選曲，能夠半永久的使用，CD實現了許多樂迷的夢想。是年10月1日，SONY推出了第一臺 CD機CDP-101。16萬8,000日圓的價格，對一般消費者而言是很難接受的。不過只要想到里面的技術與開發時間，能做成商品的確是一個奇跡。進入 1983年后，其它公司的CD機也相繼上市，銷售形勢一片大好。但是，大家看到了，由于網絡下載、mp3的出現，現在的CD也已經沒落。

● 磁光盤—又叫MO光盤

    MO全稱Magneto-Optical Disk，即磁光盤的意思。1991年第一張MO盤就已經開始發行，它具有體積小，不用安裝驅動程序，容量大等優點。但最終受到價格因素制約，沒能在個人 用戶中普及開來。可是憑著超高的安全性和穩定性，目前仍有不少科研、政府機構或是蘋果機使用比較多的廣告公司仍在使用。最大容量可達9.1GB，普遍應用 于電子郵件存儲，醫療圖像傳送與保存，聲音記錄，金融記錄存儲。

● 采用紅外激光——DVD光盤

DVD光盤

    DVD是使用了不同激光技術的CD，它采用了780納米的紅外激光（標準CD則采用625－650納米的紅色激光），這種激光技術使得DVD可以在同樣的面積中保存更多的數據。一張雙層DVD容量可達8.5GB。

● 最先進存儲——藍光DVD、HD-DVD

藍光DVD與HD-DVD

    現在最引人矚目的，是藍光DVD和HD-DVD這兩種競爭的光盤技術。藍色激光使得存儲的容量進一步增長，目前看起來，好像藍光DVD更流行一些。不過如 果我們目光放更長遠一些，也許一種被稱為“Holographic Versatile Disc”的光盤，可以提供比藍光DVD大160倍的容量－－高達3.9TB，相當于保存4600到11900小時的MPEG4格式的電影，最大容量大約 50GB。

● 藍光光盤不算什么——300G全息光盤

     InPhase Technologies公司日前宣布已經開始量產并銷售全息存儲驅動器和300GB容量的全息光盤(HVD)，其中驅動器“Tapestry HDS-300R”要價18000美元，300GB容量的全息光盤也高達180美元。目前主要的客戶是政府機構和大型企業。

    InPhase在2005年4月就實現了200Gbit/平方英寸的存儲密度，06年初它們則宣布了，存儲密度達到了515Gbit/平方英寸，容量可達 360GB全息光盤。這一存儲密度已經遠遠超過了包含硬盤在內的現所有存儲媒體（目前實驗室里硬盤單碟最高為345Gbit/平方英寸）。

    根據InPhase給出的設想圖，全息光盤的容量將在2010年將提高到1.6TB，同時將寫入速度提升至120MB/s，也就是說在容量提升的同時存儲時間并不會變長；而在2008年，它們還將推出可擦寫的全息光盤，當然這一切只是計劃。

    2007年1月全息驅動器和光盤已經投入OEM生產，目前已投放市場。目前由于價格昂貴，目前的用戶只有一些政府機構和大型企業，其中包括美國地質調查 局、洛克希德·馬丁、時代華納旗下的Turner Broadcasting等等，而德意志銀行、歐洲航天局、西門子醫療、大眾汽車等也都有意向采用這種新技術。

    我們從選用新技術的機構和企業也能看出，全息光盤的一些主要用途：高清晰度的視頻、重要數據、醫療檔案和大型數據庫存檔。

    InPhase Technologies副總裁Liz Murphy表示：“我們正在努力從軟件的角度降低全息技術的使用難度，使之可以模擬DVD、CD-R、磁光盤、磁帶等，軟件公司也無需作出重大更改就能 以原有模式對其進行寫入操作。”，但是InPhase首席執行官卻不這么認為，“我們專注的是檔案存儲市場，根本不會進入備份市場。”。

    全息光盤在存儲數據時，從不同角度在包含數據的信號光上層疊參照光，使之產生干涉，然后將干涉波記錄在介質上。通過稍稍改變參照光的角度來記錄，就可以在同一位置層疊記錄多個信號光。

    目前300GB容量的全息光盤，采用激光波長為407nm的藍紫色激光，所使用介質的記錄層厚度為1.5mm，寫入時的數據傳輸速度為20MB/秒，使用壽命為50年。

● 雙光子3D技術——12cm光盤存儲1TB

    美國Call/Recall公司日前宣布，它們已經成功開發并測試了TB級光盤，并且已經加入產品設計以及生產范圍的討論。早今年早期該公司開發的 253GB光盤一樣，TB級光盤仍然采用雙光子吸收3D技術，利用雙光子吸收現象進行記錄時，由于能夠抑制上下記錄層之間的干涉（串擾），因此在多層記錄 時便于通過縮小層間隔來提高記錄密度。

    相對于早期的光盤技術，本次雙光子3D技術使用一特別“near-field” 透鏡和“three-dimensionally”螢光媒介技術。能夠在1.2mm厚的光盤片上記錄上百層，讓 DVD光盤大小的媒體達到全息一樣的存儲密度。

吸收以后的光盤變成淺藍色

    目前，雙光子吸收技術能夠實現50倍于藍光、400倍于DVD的容量，但是在未來Call/Recall的光學技術不光能夠實現1TB、5TB甚至 15TB。Call/Recall公司總裁Wayne Yamamoto稱，“商業和企業必須存放和處理相當大的數據，并且需要定時維護和管理這些數據，Call/Recall光盤比磁帶機更具有管理和維護的 優勢。”

    Call/Recall公司成立于1987年，它長期為軍方和一些商業機構提供光存儲器技術及超離頻存儲技術。開發雙光子3D吸收技術的Peter Rentzepis博士是全球頂級光學技術提供者，它曾為很多公司提供過技術幫助，包括IBM、松下和日立。

    下面到了現在人們最普遍用到的存儲產品了，那就是U盤與移動硬盤，這兩樣產品已經與人們生活密不可分。

● U盤

    全稱“USB閃存盤”，英文名“USB flash disk”。U盤的稱呼最早來源于朗科公司生產的一種新型存儲設備，名曰“優盤”，使用USB接口進行連接。USB接口就連到電腦的主機后，U盤的資料就 可放到電腦上了。電腦上的數據也可以放到U盤上，很方便。而之后生產的類似技術的設備由于朗科已進行專利注冊，而不能再稱之為“優盤”，而改稱諧音的“U 盤”。發展至今，他已經成為人手必備之物，與人們生活工作密不可分，最大容量256GB。

● 移動硬盤

    顧名思義是以硬盤為存儲介制，計算機之間交換大容量數據，強調便攜性的存儲產品。目前市場上絕大多數的移動硬盤都是以標準硬盤為基礎的，而只有很少部分的 是以微型硬盤(1.8英寸硬盤等)，但價格因素決定著主流移動硬盤還是以標準筆記本硬盤為基礎。因為采用硬盤為存儲介制，因此移動硬盤在數據的讀寫模式與 標準IDE硬盤是相同的。移動硬盤多采用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的接口，可以較高的速度與系統進行數據傳輸。目前主流2.5英寸品牌移動 硬盤的讀取速度約為15-25MB/s,寫入速度約為8-15MB/s，最大容量2TB。

    除了上述閃存盤和光盤是取代軟驅軟盤的候選者之外，移動硬盤及存儲卡也是新一代存儲新秀。下面介紹的是卡片存儲設備，小小的閃存卡卻已經成為我們現在生活中必不可少的東西，充斥在我們生活的處處角落，不過其容量最大也不到百GB。

● SD卡

   SD卡即Secure Digital Card卡，由松下、東芝和SanDisk聯合推出，1999年8月才首次發布。于2000年2月1日發起成立了SD協會（Secure Digital Association簡稱SDA），成員公司已經超過90個，陣容強大，其中包括IBM，Microsoft，Motorola，NEC、 Samsung等。 是一種基于半導體快閃記憶器的記憶設備，在數碼相機、多媒體播放器等便攜式數碼產品上被廣泛使用。SD卡看上去只有郵票大小，重量只有2克，但卻擁有高記 憶容量、快速數據傳輸率、極大的移動靈活性以及很好的安全性。

● SDHC卡

    SDHC是“High Capacity SD Memory Card”的縮寫，也就是“高容量SD存儲卡”。作為SD卡的繼任者，SDHC主要特征在于文件各式從以前的FAT12、FAT16提升到了FAT32， 而且最高支持32GB。同時傳輸速度被重新定義為Class2(2MB/sec)、Class4(4MB/sec)、Class6(6MB/sec)等級 別，由于SDHC采用與SD1.1規范不同的尋址方式，所以不兼容SD 2.0規范確立之前生產的某些舊版本SD 設備，只有新的符合SD2.0規范的SD設備才能使用SDHC。如果SDHC插入某些舊版本的SD 設備，出于對卡內數據資料進行保護的目的，將不會被此類設備所識別。

● CF卡

    CF卡：（Compact Flash）具有PCMCIA-ATA功能，并與之兼容；CF卡重量只有14g，僅紙板火柴般大小（43mm ×36m m×3.3mm），是一種固態產品，也就是工作時沒有運動部件。大多數數碼相機選擇CF卡作為其首選存儲介質。

● MMC卡

    MMC卡：（MultiMedia Card）MMC的發展目標主要是針對數碼影像、音樂、手機、PDA、電子書、玩具等產品，其尺寸只有32mm ×24mm ×1.4mm。

● TF卡

    TF卡：（microSD）是一種超小型卡（11mm×15mm×1mm），約為SD卡的1/4，可以算目前最小的儲存卡了。TF卡可經SD卡轉換器后， 當SD卡使用。利用適配器可以在使用SD作為存儲介質的設備上使用。TransFlash主要是為照相手機拍攝大幅圖像以及能夠下載較大的視頻片段而開發 研制的。TransFlash卡可以用來儲存個人數據，例如數字照片、MP3、游戲及用于手機的應用和個人數據等。

 

● 今日存儲霸主 首款硬盤誕生

    在20世紀50年代中期，雖然之前人們已經在使用打孔卡和磁帶進行數據的存儲，但是要想在上述存儲介質上查找某個數據卻非常困難，往往需要數小時的時間， 就是因為這些存儲產品采用的是順序存取技術。而那些被昵稱為“造反派”、“牛仔”的IBM實驗室的技術人員一個十分單純的想法就是，找到一種隨機存取的方 法，加快數據的存取速度。Al Hoagland是當時18個參與此項產品研發的人之一，他當時還是加州大學伯克利分校的研究生。

  

       

    他回憶說：“當時的氣氛真有點像火箭發射，在達到最后目的地之前，誰也不知道能否成功，新的產品又會是什么樣。4年之后，他們終于宣布開發出了一種將對全 球計算領域產生重大影響的產品，那就是統計控制隨機存取法（Random Access Method for Accounting Control，RAMAC）”。這款商用磁盤存儲系統就是RAMAC 305，有兩個冰箱那么寬，內部安裝了50個直徑兩英尺的磁盤，重量約1噸，當時可以存儲“驚人”的500萬個字符(5MB)。

● 60至70年代的主宰!比微波爐還大的1.4吋硬盤

    時間轉移到1962年，這時已經是14英寸的硬盤占據市場的統治地位，直到70年代中期，14英寸硬盤幾乎占據了全部硬盤市場，幾乎所有這些設備都出售給大型計算機制造商。那個時候那種大型硬盤也并不是普通用戶能消費的起的，而且容量不過百兆左右。

   

   
14英寸硬盤

    上面的照片就是最近到本網站的14吋硬盤，我們將它和一個可樂罐做對比，可以明顯看出他的體積有多龐大，其實真正的它要比一個微波爐都大。可想那個時代的計算機體型會是一個什么樣子，不過到了70年代末期，8英寸硬盤就已經誕生，體積也相應減小了不少。

● 苦苦掙扎終成正果!8英寸硬盤發展不易

    1978-1980年，更小的8英寸驅動器被開發出來，其中包括Shugart Assaciates、Micropolis、priam和昆騰這些老牌硬盤廠商，不過容量僅為10M、20M、30M以及40M，相比14英寸硬盤而言 要小了很多，所以這種型號受到了當時只需要大容量硬盤的大型計算機制造商的冷落，因此這些8英寸型號的市場新入者將他們的創新性硬盤投入新的應用：小型計 算機。

   

   
8英寸硬盤

    8英寸產品在對于成熟的小型計算機制造商來說重要的性能標準方面，容量、單位存儲成本和存取速度是非常優越的，隨后幾年，隨著8英寸硬盤制造商通過積極地 采用技改性改進，已極快的速度擴大產品的容量，而且由于單位容量極大增長，使得8英寸硬盤單位存儲成本跌至14英寸硬盤以下，很快成為了市場新的霸主。

● 80年具有特殊意義!首款5.25英寸硬盤誕生

    時間轉到了1980年，硬盤的體積終于又出現了變化，下面這款就是世界第一臺5.25英寸硬盤驅動器ST-506，作為首款真正面向臺式機的硬 盤，5.25吋的出現勢必具有其特殊的意義，對于許多80后的電腦玩家來說，所接觸到的第一塊電腦硬盤大部分是5.25英寸開始的，雖然它的容量僅有 5MB，但它的出現卻帶動了一個時代。

世界上第一臺5.25英寸硬盤驅動器名為ST-506

5.25吋硬盤

 

 

    更有意思的它的容量也是5MB，但是與幾十年前的IBM 350 RAMAC相比，雖然容量相同，但是體積可是相應迷你太多了，就像那句話說得“濃縮的都是精華”，的確，這小小體積里已經將過去那個大家伙的所有精華都濃縮進來了。

● 誰曾想現在的霸主3.5英寸!曾被廠商放棄

    時隔四年，到了1984年，一家蘇格蘭企業Rodime首先開發出了3.5吋硬盤，相信當時誰也沒有料到，這個尺寸現在會成就如此偉大的時代，因為就如同 8英寸硬盤出世之初一樣，3.5英寸結構硬盤在一開始推出時根本不被重視，其原因也是因為成本高而容量太小，難以滿足人們的需求，到了88年為止，也僅有 不到一半的硬盤廠商開始生產3.5英寸硬盤。