機械硬盤，如何儲存世界？

一架波音747，正以4馬赫的速度飛行，它與地面的距離——只有2.5厘米！

這可能嗎？這就是現(xiàn)實！

只不過，它發(fā)生在機械硬盤里！

大家好我是火箭叔，今天繼續(xù)帶你拆解100個改變世界的瞬間，看硬盤如何從占滿機房，變?yōu)椴剡M指間。

還記得這個東西嗎？磁帶。

當(dāng)你想聽某首特定的歌，你得快進或者快退，才能找到它儲存的地方。因為磁帶，是按順序記錄的。

那時間回到1950年代，計算機存取資料，用的也是它，所以就有同樣的缺點——當(dāng)你要查某一條記錄時，必須得按順序翻找——既慢又笨，改變迫在眉睫。

于是IBM找來了一個人，此人名叫雷諾茲約翰遜，曾發(fā)明過自動閱卷機，非常善于把復(fù)雜的機械問題，變?yōu)橐惶卓蓮?fù)制的工程方案。IBM給了他一支精英團隊，希望收獲一個全新的“隨機存取”數(shù)據(jù)系統(tǒng)。他們當(dāng)然不負眾望，在嘗試了磁鼓、磁板、甚至磁線和磁棒后，最終把注意力放在一疊旋轉(zhuǎn)的磁碟上——這就是后來著名的磁盤儲存裝置。

它的原理，是在一層可以磁化的金屬薄膜上，用磁頭改變局部的磁極方向來代表“0”和“1”，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄與讀取。

為了把氧化鐵涂成均勻的磁層，工程師們把碟片高速旋轉(zhuǎn)，把涂料倒在中心，讓涂料借離心力均勻鋪開；為了讓讀寫頭在旋轉(zhuǎn)的盤上穩(wěn)穩(wěn)“飛行”，團隊發(fā)明了將空氣噴嘴做在磁頭上的辦法，產(chǎn)生穩(wěn)定的氣墊。1956，這臺名為 RAMAC 305 的系統(tǒng)問世。它有 50 張直徑近 61 厘米的碟片，儲存容量約 4.4MB，價值25萬美元，差不多是今天的300萬，體積像兩臺冰箱，但它能在不到一秒的時間里隨機檢索數(shù)據(jù)——在當(dāng)時，這就是奇跡。

RAMAC 把“磁盤”變成了電腦的標準部件，也催生了一個新產(chǎn)業(yè)：其他電腦廠商要么自制硬盤，要么買第三方供應(yīng)，像 Bryant、Data Products 那樣的獨立供應(yīng)商開始出現(xiàn)。

但帶來下一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折的，還是IBM。

1973年，IBM推出了 Winchester 設(shè)計——過去的磁碟是可拆卸的磁碟包，便利但容易進塵。而 Winchester 則把盤片、磁頭與馬達密封在一個防塵腔里，允許磁頭與盤面之間的距離大幅縮小，數(shù)據(jù)密度隨之飆升，成本也下降了三成。Winchester 的成功把行業(yè)標準定了下來，大家連“硬盤”都叫“Winchester 機”。

接著，另一個我們今天非常熟悉的老朋友出現(xiàn)了——希捷。它由原IBM工程師艾倫舒加特創(chuàng)辦，是Winchester系統(tǒng)的重要人物。而他創(chuàng)辦希捷的目的，就是要把 Winchester 的技術(shù)做成適用于新興的微型電腦中、更小更便宜的硬盤。1980 年希捷的 ST-506 誕生：它5.25 寸、5MB，看起來微不足道，但它把硬盤帶進了 PC 世界，銷量和營收暴漲，創(chuàng)投開始蜂擁而至，硬盤被迅速商品化。

與此同時，其技術(shù)也日趨成熟，甚至變成了一種不可思議的“機械奇跡”：磁盤轉(zhuǎn)速提升到每分鐘7200轉(zhuǎn)，邊緣速度接近每小時200公里。讀寫磁頭懸浮在盤面上，距離還不到頭發(fā)絲的千分之一！而巨磁阻效應(yīng)GMR的應(yīng)用，則讓信號靈敏度暴漲，讓每一比特都能被清晰讀出。垂直磁記錄技術(shù)的誕生，又讓比特從橫向排列變成豎向堆疊，進一步把容量推上了一個數(shù)量級。正是這一連串的突破，讓機械硬盤在短短幾十年時間里，從5MB一路狂飆到20TB！

但再完美的機械，也有極限。因為磁頭再輕、盤片再快，它們都仍然“在動”。于是，當(dāng)閃存出現(xiàn)后，人類終于造出了不再需要機械運動的存儲器——SSD固態(tài)硬盤。那機械硬盤，就像一臺呼嘯了半個世紀的渦輪發(fā)動機，在固態(tài)時代，慢慢變成了歷史的回聲。不過好消息是，它并不會徹底消失：在云存儲、冷數(shù)據(jù)、海量備份領(lǐng)域，機械硬盤以更低的成本，仍然留在舞臺上。

那么最后，是一個留給你的問題——你的機箱里，還有機械硬盤嗎？你覺得它，還能陪我們走多遠？