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

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？


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。


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。



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。


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。