據(jù)說,要充分了解一個行業(yè)、一款產(chǎn)品、一種文化最好的方式就是了解它的歷史。SSDfans們?nèi)绱藷嶂杂赟SD,自然會對它的前世今生非常感興趣。SSD逐漸取代了傳統(tǒng)的機械硬盤,占領(lǐng)市場,或許可以說機械硬盤就是它的前世吧。不如今天就借歷史的眼光,來挖掘一下硬盤的發(fā)展史。
在SSD出現(xiàn)之前,所有的計算機都是安裝的機械硬盤,機械硬盤的誕生自然是為了解決數(shù)據(jù)存儲問題。
1956
第一塊硬盤誕生
世界上第一塊硬盤誕生于1956年,名為IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Cotrol),由IBM設(shè)計并制造。它和現(xiàn)代意義上的硬盤還是有很大區(qū)別的,這體現(xiàn)在它龐大的占地面積和現(xiàn)在看起來落后的機械組建。這款產(chǎn)品使用了50張24英寸的表面涂有磁漿的盤片,而存儲容量僅為5MB,但這在當(dāng)時也足以令人震驚。
IBM 350 RAMAC
1968
溫徹斯特技術(shù)出世
1968年,IBM成功研發(fā)出溫徹斯特技術(shù),這一技術(shù)奠定了之后硬盤的發(fā)展方向。溫徹斯特技術(shù)的主要內(nèi)容包括:將磁頭、盤片、主軸等運動部分密封起來,形成一個頭盤組合件(HDA),密封狀態(tài)保證了內(nèi)部組件不會受到灰塵污染;磁頭懸浮塊采用小型化輕浮力的磁頭浮動塊,盤面涂潤滑劑,實行接觸起停。即盤片不轉(zhuǎn)時,磁頭停靠在盤片上,盤片轉(zhuǎn)速達(dá)到一定高度時,磁頭浮起,與盤片保持一定距離。其精髓在于提出了:“密封、固定并高速旋轉(zhuǎn)的鍍磁盤片,磁頭懸浮在高速轉(zhuǎn)動的盤片上方,而不與盤片直接接觸,避免摩擦”,現(xiàn)代磁盤也沿用了這一方法。
1973
第一塊溫徹斯特硬盤誕生
IBM 3340
1973年,IBM發(fā)布了一款新型硬盤IBM 3340。這是IBM公司制造出的第一臺采用“溫徹斯特”技術(shù)的硬盤,實現(xiàn)了硬盤制造的巨大突破。不過這款產(chǎn)品規(guī)格仍為14英寸,由兩個分離的盤片構(gòu)成,每張碟片容量為30MB。在之后的發(fā)展過程中,硬盤容量雖然擴大了不知多少倍,但一直沿用“溫徹斯特”硬盤的工作模式,可以說“溫徹斯特硬盤”是“現(xiàn)代硬盤之父”。
1979
薄膜磁頭
薄膜磁頭
1979年,IBM發(fā)明了薄膜磁頭(Thinfilm Head)技術(shù),這項技術(shù)能顯著減少磁頭和磁片的距離,為進(jìn)一步縮小硬盤體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。同年,IBM推出IBM3370,存儲容量達(dá)571MB。
80S
MR磁頭
IBM 又一次向前邁進(jìn)了一大步,推出了一款名為MR HEAD(Magneto Resistive)的產(chǎn)品,這種磁頭在讀取數(shù)據(jù)時對信號變化相當(dāng)敏感,使得盤片的存儲密度能夠比以往提高數(shù)十倍,他工作方式在于將讀寫兩個磁頭分開,讀寫磁頭不再具電感特性,而是對磁場變化相當(dāng)敏感的電阻特性磁頭。
Magneto Resistive
MR磁頭是通過阻值變化而并不是電流變化來感應(yīng)信號的幅度,因而對信號變化相當(dāng)敏感,讀取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也大大提高。并且由于讀取信號的幅度與磁道寬窄無關(guān),所以磁道可以做得很窄,從而提高了盤片密度,達(dá)到200MB/平方英寸,而使用傳統(tǒng)的磁頭只能達(dá)到20MB/平方英寸,這也是MR磁頭的先進(jìn)之處,因此,這一技術(shù)后來也被廣泛應(yīng)用。
1991
3.5英寸硬盤
1991年,IBM推出來容量為1GB的3.5英寸硬盤——0663-E12,這款硬盤使用了MR磁頭,使普通用戶使用的硬盤容量首次達(dá)到了1GB,標(biāo)志著硬盤進(jìn)入GB時代。
1997
GMR巨磁阻效應(yīng)磁頭
GMR(GiantMagnetoresistive)和MR磁頭一樣,采用了特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取盤片上的數(shù)據(jù),不同之處在于,巨磁阻磁頭使用了磁阻效應(yīng)更好的材料和多層薄膜結(jié)構(gòu)。如果說MR磁頭能夠達(dá)到3~5Gb每平方英寸的存儲密度,那么使用GMR之后,存儲密度可以達(dá)到10~40Gb每平方英寸,相對于以前提高了8倍之多,這使硬盤的存儲密度又上了一個臺階。
1999
ATA硬盤
1999年,邁拓(Maxtor)推出了其DiamondMax40產(chǎn)品,即鉆石九代,單碟容量高達(dá)10.2GB。這促使了大容量硬盤的誕生,也加快了硬盤發(fā)展的腳步,直到2003年,經(jīng)歷了一些波折之后,基本上達(dá)到民用硬盤一個暫時的頂峰。
2000
新材質(zhì)硬盤
Cheetah X15
2000 年2月23日,希捷又推出轉(zhuǎn)速高達(dá)15000RPM的Cheetah X15系列硬盤,其平均尋道時間只有3.9ms,這可算是當(dāng)時世界上最快的硬盤了,同時它也是到目前為止轉(zhuǎn)速最高的硬盤。當(dāng)時來講家用硬盤已經(jīng)開始攀比速度,希捷的這次SCSI速度革命除了樹立自己在SCSI行業(yè)中形象之外,還有就是要徹底拉開SCSI硬盤與IDE家用硬盤之間的差別,以來保證 SCSI硬盤在行業(yè)中的地位和利潤增長點。
2000 年3月16日,IBM將自己苦心研究多年的“玻璃盤片”拿出臺面,并且推出了兩款采用這個盤片的硬盤,Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV,其中Deskstar 75GXP系列產(chǎn)品的最高容量達(dá)75GB,是當(dāng)時最大容量的硬盤,而Deskstar 40GV的數(shù)據(jù)存儲密度則高達(dá)14.3十億數(shù)據(jù)位/每平方英寸,這再次涮新數(shù)據(jù)存儲密度世界記錄。這兩款硬盤均使用玻璃取代傳統(tǒng)的鋁作為盤片材料,這能為硬盤帶來更大的平滑性及更高的堅固性,而玻璃材料在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下具有更高的穩(wěn)定性。
不過可惜的是,兩年之后騰龍系列的硬盤紛紛出現(xiàn)問題,暴露出了玻璃盤片的嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。雖然此時IBM開始懸崖勒馬,開始當(dāng)騰龍5推出的時候繼續(xù)采用了鋁質(zhì)盤片,卻無法挽回這一品牌帶給消費者的心理陰影。
2001
仙塵技術(shù)
2001年5月,IBM發(fā)布“仙塵”技術(shù)(Pixie Dust),這種技術(shù)通過一種名為AFC的抗鐵磁耦合介質(zhì),在硬盤內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)的盤面上加上一層薄薄的釕元素。它能夠克服當(dāng)存儲設(shè)備的存儲密度到達(dá)一定限度的時候所出現(xiàn)的超磁效應(yīng)。這樣磁盤的存儲密度就能進(jìn)一步上升,能使磁盤存儲更多的數(shù)據(jù)。
2007
TB級硬盤
2007年,日立推出其第一款突破TB級容量的硬盤,利用了垂直記錄技術(shù),在磁盤區(qū)域密度達(dá)到極限,磁盤容量受到超順磁效應(yīng)限制的情況下,實現(xiàn)了磁盤容量的進(jìn)一步提升。
2012
難以突破的瓶頸
隨著固態(tài)硬盤的興起,機械硬盤似乎大勢已去,而且受制于物理規(guī)則,機械硬盤的瓶頸難以突破,從2012年起,機械硬盤的發(fā)展幾乎停滯了,各大廠商也紛紛將注意力轉(zhuǎn)向固態(tài)硬盤,但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態(tài)硬盤相比,機械硬盤存在著價格和容量上的優(yōu)勢。希捷宣布的幾項技術(shù):熱輔助磁記錄存儲技術(shù)(HAMR)、多致動器技術(shù)(multi-actuator)都是致力于提升機械硬盤性能。
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原文標(biāo)題:硬盤發(fā)展史之機械硬盤
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