PC硬盘发展进化史.docx

1、PC硬盘发展进化史PC硬盘发展进化史2009-09-24D.K微型计算机2009年9月上自从计算机诞生的那一刻起，存储设备就扮演着不可或缺的角色。在某种程度上来讲，计算机性能的好坏只是影响运算数据的速度，而存储设备的使命则是保证大家的研究所得以及运算数据得以延续。不夸张地说，现代文明很大程度上都是存在硬盘里面的远古时期的老家伙们！习惯了现代硬盘的新手朋友们绝对想不到“远古时期”的老家伙们长什么样。其中最著名的代表就是IBM 350 RAMAC，这个大家伙足足有几吨重，里面还装有50张24英寸的盘片，别看它样子挺吓人，其实容量只有5MB。IBM 350 RAMAC随后的日子里硬盘不断往小型化的方

2、向发展，但是到上世纪80年代之前仍有很多巨型机使用尺寸硕大的硬盘，如下面这个14英寸的家伙，对比旁边的可乐瓶，你就知道它有多大了而事实上，这块硬盘的容量也仅有100MB左右。14英寸的东芝硬盘什么是温彻斯特硬盘？大家经常在计算机类报纸和杂志上看到一个名字“温彻斯特硬盘”，那什么是温彻斯特硬盘呢？温彻斯特硬盘最早来源于IBM 3340存储器，它有两个30MB的存储单元；而当时非常出名的“温彻斯特来福枪”其口径和装弹量恰好也有两个“30”，所以IBM的内部研发人员便将3340的研发代号叫做“温彻斯特”，在这块硬盘上我们可以看到目前主流硬盘的雏形。在温彻斯特硬盘内部是一个密封的结构，盘片、磁头以及驱

3、动装置都被安置其中。在工作时盘片会飞速旋转，而磁头则依靠盘片旋转时的高速气流悬浮在盘片上方，不与盘片直接接触。24英寸的盘片有多大？想象一下，你的自行车轮胎也不过26英寸而已5.25英寸，第一块面向个人的硬盘诞生真正的面向个人用户的硬盘是1980前后推出的5.25英寸规格的产品，在当时苹果、IBM等厂商纷纷推出个人电脑，所以针对个人用户的硬盘产品变得非常吃香。而鲜有人知晓得是真正的幕后英雄IBM的薄膜磁头技术，正是因为它我们才彻底告别了那些庞然大物们。希捷在上个世纪80年代推出的第一块5.25英寸硬盘ST-506在此后的日子里，5.25英寸硬盘逐渐走向成熟并一直存活到90年代中期，例如昆腾的大

4、脚硬盘，转速为3600rpm，容量2GB。5.25英寸硬盘在上世纪90年代达到了巅峰，但很快就因为过于笨重而被新的3.5英寸产品所取代了。昆腾大脚硬盘3.5英寸硬盘坐稳江山第一块3.5英寸硬盘诞生于IBM，在1991年IBM的工程技术人员首次将MR磁阻磁头技术(MagnetoresistiveHeads)应用于民用级磁盘上面。得益于新技术的应用，不仅诞生了第一块3.5英寸硬盘，同时也开创了民用级GB硬盘的先河。这种新型磁头采取磁感应写入、磁阻读取的方式，大幅度提高了硬盘的工作效率，与此同时磁盘的记录密度也大幅提升。由此，3.5英寸硬盘拉开了容量增长的序幕。1991年IBM生产出了第一块3.5英

5、寸的硬盘0663-E12，就使用了MR磁头在1997年时，另一项划时代的技术诞生了，那就是GMR巨磁阻效应磁头。新磁头相比MR磁头而言更加敏感，如果说用MR磁头能够达到35 Gb/inch2的存储密度，那么使用GMR之后，存储密度可以达到1040Gb/inch2，相对于以前提高了8倍之多。仙尘技术中的关键因素就是钌元素，就是中间的Ru涂层在我们不断追求存储密度的同时，磁盘上的磁性颗粒越来越不听话了稍有热振动就可能出现消磁，或者磁信息逆转的问题。这时IBM的工程师们又站到了第一线，这次他们带来的是仙尘技术(Pixie Dust)，简单来说，就是通过增加一层由特殊元素构成的涂层，来解决数据存储的安

6、全问题。仙尘技术之后，科学家们仍然致力于提高磁盘的记录密度，这时原有的存储方式就走到了终点，取而代之的是新的垂直记录技术。打个比方来讲，以前记录数据的磁性颗粒都是躺在盘片上的，磁头通过读取N极和S极的摆放位置来记录数据；而垂直记录技术则是将磁极掉转90，让所有的数据都站起来，如此一来原来“能让一个人躺着的位置上”就可以供“10个人站起来”，存储密度也因此大幅提高。垂直存储技术的原理磁头和存储介质的双管齐下让我们现在已经可以实现单碟500GB的存储密度，现在市面上很多产品如希捷7200.12 1.0TB、西部数据2.0TB绿盘等都采用了单碟500GB的设计。2.5英寸，为笔记本电脑而生介绍完3.

7、5英寸的台式机硬盘，就不能不提到它的孪生兄弟2.5英寸的笔记本电脑硬盘。顾名思义，2.5英寸这个规格就是为笔记本电脑所设计的，与大块头的兄长相比，2.5英寸的体积更小(1/5)、重量更轻(1/4)。2.5英寸的硬盘有两种型号，9.5毫米的薄盘以及12.5mm的厚盘，现在市场上常见的以薄盘居多从技术角度来考虑，2.5英寸笔记本电脑硬盘与3.5英寸的台式机硬盘在技术上一脉相承，但是针对的应用环境以及物理结构上的产别，导致二者在转速、性能、发热量以及抗震指标方面存在一些差异。2.5英寸的硬盘除了安装在笔记本电脑上之外，还经常被用于组装移动硬盘，在一些空间紧凑的超迷你机箱里面也可以看到它们的身影。没落

8、的微硬盘从时间点来看，微硬盘的出现与2000年前后，明显要晚于3.5与2.5英寸硬盘，但相对于其它产品来讲，微硬盘无疑是一种高科技的产物。想象一下在指尖大小的空间中挤进去复杂的机械结构，还要在极端恶劣的震动环境中正常工作，对产品性能以及稳定性的要求可谓达到了极点。微硬盘麻雀虽小，五脏俱全！通常来讲，人们将1.8英寸以下(含1.8英寸)的硬盘统称为“ 微硬盘”。其中1.8英寸的产品主要面向于超轻薄笔记本电脑用户，直到现在仍有小不小的出货量，例如苹果公司的Macbook Air使用的就是这种硬盘。0.8英寸超小的微硬盘而更小规格的1.0英寸甚至0.8英寸硬盘则主要针对数码设备，如存储卡、手机内置存

9、储器等等，不过随着闪存技术的发展，这些超迷你型的硬盘产品逐渐走向了末路，究其原因则是温彻斯特硬盘的软肋抗震性能先天不足。如日中天的SSD硬盘SSD硬盘是固态硬盘的英文首字母缩写（Solid State Disk），意思就是说在硬盘内部不含有任何机械零部件。如此一来SSD跳出了温彻斯特硬盘抗震性能差的桎梏，再加上闪存生产工艺的进步，现在闪存价格相比当初也大幅下降。综合以上特点，SSD硬盘已经表现出坚强的生命力，在笔记本电脑以及高性能主机领域拥有了一席之地。SSD的核心部件是NAND闪存颗粒以及逻辑控制芯片，这两样东西都是焊在PCB上面的，所以就不会有任何需要移动的机械部件，天生就具备极强的抗震能

10、力。SSD控制芯片(又称主控IC)的主要作用之一就是平衡数据的读写负载,避免让某一个区域过度使用到目前为止，限制SSD硬盘应用领域和范围的因素有两个。其一是单位存储成本仍然偏高，现在1.0TB的传统3.5英寸硬盘已经跌入600元之内，每GB存储成本约0.6元；而SSD产品64GB的型号仍然在千元之上，其单位存储成本要比温彻斯特硬盘贵20倍以上。其二则是很多人对SSD的寿命问题存在质疑，因为MLC和SLC的NAND闪存颗粒都存在读写寿命的限制(分别为2万次和10万次)，很多人担心SSD硬盘在使用一段时间后会出现不稳定的问题。而事实上，大家对于SSD寿命问题的担心实际上是多余的，市面上的绝大多数产品都针对SSD的工作方式进行了优化，即便是大规模反复读写，控制芯片也可以平衡每个数据块的读写负载。本期我们学到了什么？硬盘的发展经历了一个容量从小到大，体积从大到小的过程。3.5与2.5英寸硬盘之所以成为主流，是因为它们在体积和容量之间取得了平衡。SSD是一股新生力量，虽然目前还没有大量普及，但未来发展潜力不可小觑。