據說,要充分了解一個行業、一款產品、一種文化最好的方式就是了解它的歷史。SSDfans們如此熱衷于SSD,自然會對它的前世今生非常感興趣。SSD逐漸取代了傳統的機械硬盤,占領市場,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展史。
在SSD出現之前,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據存儲問題。
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設計并制造。它和現代意義上的硬盤還是有很大區別的,這體現在它龐大的占地面積和現在看起來落后的機械組建。這款產品使用了50張24英寸的表面涂有磁漿的盤片,而存儲容量僅為5MB,但這在當時也足以令人震驚。
IBM 350 RAMAC
1968
溫徹斯特技術出世
1968年,IBM成功研發出溫徹斯特技術,這一技術奠定了之后硬盤的發展方向。溫徹斯特技術的主要內容包括: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),密封狀態保證了內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。即盤片不轉時,磁頭停靠在盤片上,盤片轉速達到一定高度時,磁頭浮起,與盤片保持一定距離。其精髓在于提出了:“密封、固定并高速旋轉的鍍磁盤片,磁頭懸浮在高速轉動的盤片上方,而不與盤片直接接觸,避免摩擦”,現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”技術的硬盤,實現了硬盤制造的巨大突破。不過這款產品規格仍為14英寸,由兩個分離的盤片構成,每張碟片容量為30MB。在之后的發展過程中,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“現代硬盤之父”。
1979
薄膜磁頭
薄膜磁頭
1979年,IBM發明了薄膜磁頭(Thinfilm Head)技術,這項技術能顯著減少磁頭和磁片的距離,為進一步縮小硬盤體積、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571MB。
80S
MR磁頭
IBM 又一次向前邁進了一大步,推出了一款名為MR HEAD(Magneto Resistive)的產品,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得盤片的存儲密度能夠比以往提高數十倍,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信號的幅度,因而對信號變化相當敏感,讀取數據的準確性也大大提高。并且由于讀取信號的幅度與磁道寬窄無關,所以磁道可以做得很窄,從而提高了盤片密度,達到200MB/平方英寸,而使用傳統的磁頭只能達到20MB/平方英寸,這也是MR磁頭的先進之處,因此,這一技術后來也被廣泛應用。
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到了1GB,標志著硬盤進入GB時代。
1997
GMR巨磁阻效應磁頭
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據,不同之處在于,巨磁阻磁頭使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構。如果說MR磁頭能夠達到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產品,即鉆石九代,單碟容量高達10.2GB。這促使了大容量硬盤的誕生,也加快了硬盤發展的腳步,直到2003年,經歷了一些波折之后,基本上達到民用硬盤一個暫時的頂峰。
2000
新材質硬盤
Cheetah X15
2000 年2月23日,希捷又推出轉速高達15000RPM的Cheetah X15系列硬盤,其平均尋道時間只有3.9ms,這可算是當時世界上最快的硬盤了,同時它也是到目前為止轉速最高的硬盤。當時來講家用硬盤已經開始攀比速度,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系列產品的最高容量達75GB,是當時最大容量的硬盤,而Deskstar 40GV的數據存儲密度則高達14.3十億數據位/每平方英寸,這再次涮新數據存儲密度世界記錄。這兩款硬盤均使用玻璃取代傳統的鋁作為盤片材料,這能為硬盤帶來更大的平滑性及更高的堅固性,而玻璃材料在高轉速狀態下具有更高的穩定性。
不過可惜的是,兩年之后騰龍系列的硬盤紛紛出現問題,暴露出了玻璃盤片的嚴重質量缺陷。雖然此時IBM開始懸崖勒馬,開始當騰龍5推出的時候繼續采用了鋁質盤片,卻無法挽回這一品牌帶給消費者的心理陰影。
2001
仙塵技術
2001年5月,IBM發布“仙塵”技術(Pixie Dust),這種技術通過一種名為AFC的抗鐵磁耦合介質,在硬盤內部存儲數據的盤面上加上一層薄薄的釕元素。它能夠克服當存儲設備的存儲密度到達一定限度的時候所出現的超磁效應。這樣磁盤的存儲密度就能進一步上升,能使磁盤存儲更多的數據。
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,在磁盤區域密度達到極限,磁盤容量受到超順磁效應限制的情況下,實現了磁盤容量的進一步提升。
2012
難以突破的瓶頸
隨著固態硬盤的興起,機械硬盤似乎大勢已去,而且受制于物理規則,機械硬盤的瓶頸難以突破,從2012年起,機械硬盤的發展幾乎停滯了,各大廠商也紛紛將注意力轉向固態硬盤,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。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格和容量上的優勢。希捷宣布的幾項技術:熱輔助磁記錄存儲技術(HAMR)、多致動器技術(multi-actuator)都是致力于提升機械硬盤性能。
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原文標題:硬盤發展史之機械硬盤
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