50次初恋：硬盘驱动器诞生50周年回顾

紫绮

  1956～1980：主机时代打造成型

1956年9月13日，IBM推出了世界上第一台硬盘驱动器，一周之后我们就要迎来硬盘驱动器诞生50周年的纪念日。50年在人类的历史长河里只是短短的一瞬间，但在一贯飞速发展的信息技术行业中，却足以发生很多值得纪念的事件，硬盘驱动器这个分支自然也不例外。在这50年里，硬盘驱动器从大到小、由弱变强，如果只看1956年和2006年，反差之大会令每个人都惊讶不已！
粗略地统计一下，不考虑外部接口（如ATA或SCSI）的变迁，仅仅硬盘驱动器的原理和结构上的改动所形成的“第一”，就有近50个，平均起来差不多每年都有一个。鉴于硬盘驱动器本身的结构相对独立于外部接口，而本文的主线是50年中硬盘驱动器的发展，因此只在必要时才会提到外部接口技术的影响。

尽管如此，要想一口气把这50年中发生的变迁讲述下来，也实在不是件很容易的事。好在，我们可以根据行业结构的不同将历史划分为两个阶段，而每个阶段都有其鲜明的特色。

现在回过头来看，1980年以前的硬盘驱动器行业颇有些像农业社会：IBM、CDC（Contral Data Corporation，控制数据公司）、DEC、Honeywell、Memorex等大型计算机公司处于绝对的主导地位，他们自己开发生产硬盘驱动器，供自己的大型主机或小型机消费，典型的自给自足。由于个人计算机行业尚未形成，小型的硬盘驱动器公司只能在缝隙市场求生存。

在这20多年间，IBM对硬盘驱动器技术发展的贡献可以说是居功至伟：不仅发明了硬盘驱动器，更亲手一步步完善其结构，从最初的雏形阶段发展出现代硬盘驱动器的全部主要特征，是当之无愧的“硬盘驱动器之父”。

表1：主机时代硬盘驱动器发展的里程碑

                               
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RAMAC的误读

每个对硬盘历史稍有了解的人都知道世界上第一台硬盘驱动器是IBM在1956年推出的RAMAC——统计控制随机存取方法（Random Access Method of Accounting Control）的缩写。但是，在其全称上存在着一定的分歧：一说是IBM 305 RAMAC，一说是IBM 350 RAMAC。究竟是305，还是350？

                               
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305 RAMAC是一套计算机系统，红色圆圈中是两台350 Disk File

其实，305和350都有道理。确切地说，IBM在1956年9月13日推出的305 RAMAC是第一台采用磁盘驱动器的计算机，而其所用的磁盘驱动器名为IBM 350 Disk File。换言之，世界上第一款硬盘驱动器的名字应该是IBM 350 Disk File，系305 RAMAC的一个组成部分，可单独或成对使用（如上图）。有人用IBM 350 RAMAC Disk File来称呼，时间长了漏掉“Disk File”，就被误读成IBM 350 RAMAC。

                               
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350 Disk File，305 RAMAC的磁盘驱动器


在305 RAMAC之前的计算机的存储由核心内存、磁带和磁鼓组成，而磁盘的出现代替了磁鼓。305 RAMAC是IBM设计的最后一批真空管系统之一，到1961年结束生产时已制造了超过1000台。IBM以每年3.5万美元的费用出租350 Disk File。

IBM 350 Disk File具有50张直径24英寸（约61厘米）的铝合金盘片，主轴转速为1200RPM，总重约1吨，庞大、缓慢而笨重，以今天的眼光来看简直就是恐龙的形象代言人。关于它的容量有三种说法——5MB、能存储500万个字符以及4.4MB，后两者的组合能形成正确的表达：整个350 Disk File的容量是500万个7位字符，以今天的标准（一个字符8位）来衡量大约就是4.4MB。

                               
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350 Disk File可选配第二个访问臂，同时工作以提高速度


近5MB的容量在今天看来连U盘都不如，但在当年绝对是海量。不过大容量并非IBM开发磁盘驱动器的首要考虑，因为该公司已于1952年推出了世界上第一台磁带驱动器，经过4年的发展容量也达到了几个MB的水准。正如RAMAC的名字所显示的，随机访问（Random Access）能力是磁盘技术至关重要的基本属性，具备随机访问能力的大容量存储设备是硬盘驱动器的本质。

                               
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RAMAC由人来担任磁盘控制器，在今天看来可能有些黑色幽默的意味


表面涂有磁性物质的盘片叠放在一起，绕着同一个轴（主轴）旋转，磁头可以直接移动到盘片上的任何一块存储区域，从而实现随机存储，IBM 350 Disk File定义了硬盘驱动器的最基本特征。除此之外，这款处于雏形阶段的硬盘驱动器相当的不完善，譬如没有硬盘控制器，要通过操作员输入具体的指令来完成数据存取，速率只有8800字节/秒——当然，对于一台面记录密度仅2000bit/平方英寸的设备，我们不能苛求太多。