6年被顛覆：機械硬盤對比于固態(tài)硬盤的優(yōu)勢或許只剩下容量和曾經(jīng)帶來的存儲意義

　　自計算機誕生的那一刻起，存儲設(shè)備就扮演著不可或缺的角色。從某種程度上來講，電腦性能的好壞只是影響運算數(shù)據(jù)的速度，而存儲設(shè)備的使命則是保證大家的研究所得以及運算數(shù)據(jù)得以延續(xù)。不夸張地說，現(xiàn)代文明很大程度上都是存在硬盤里面……

　　硬盤有機械硬盤（HDD）和固態(tài)硬盤（SSD）之分。機械硬盤即是傳統(tǒng)普通硬盤，主要由：盤片，磁頭，盤片轉(zhuǎn)軸及控制電機，磁頭控制器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，接口，緩存等幾個部分組成。

　　機械硬盤的磁頭可沿盤片的半徑方向運動，加上盤片每分鐘幾千轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)，磁頭就可以定位在盤片的指定位置上進行數(shù)據(jù)的讀寫操作。信息通過離磁性表面很近的磁頭，由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁盤上，信息可以通過相反的方式讀取。硬盤作為精密設(shè)備，塵埃是其大敵，所以進入硬盤的空氣必須過濾。

　　這幾年來，隨著NAND閃存技術(shù)的不斷發(fā)展，基于閃存存儲的SSD已然成為市場的新寵兒，性能、體積、噪音、震動等方面都優(yōu)于HDD。雖然在容量、價格和數(shù)據(jù)安全性等方面比機械硬盤差了那么點，但SSD取代HDD，將是不可阻擋。

　　從1956年機械硬盤誕生至今，歷經(jīng)輝煌，如今卻正值生死存亡之際，在探究這個問題的背后，我們有必要對機械硬盤的發(fā)展史做一個全面的梳理。

　　機械硬盤的發(fā)展史：

　　1、1956年，世界上第一塊硬盤誕生：

　　IBM 350，內(nèi)含50個盤片，總?cè)萘繛?MB。

　　世界上第一塊硬盤出生在1956年，至今已有61年半個多世紀(jì)的歷史。它由IBM公司制造，世界上第一塊硬盤：350RAMAC。盤片直徑為24英寸，盤片數(shù)為50片，重量則是上百公斤，相當(dāng)于兩個冰箱的體積。不過其儲存容量只有5MB。

　　在那個時代，RAMAC是令人吃驚的計算機設(shè)備，被用于銀行，醫(yī)療領(lǐng)域。雖然350RAMAC還不能稱之為嚴(yán)格意義上的硬盤，但卻為計算機發(fā)展史掀起了新一頁。

　　2、1973年，溫徹斯特（Winchester）硬盤誕生

　　溫徹斯特硬盤

　　由于RAMAC體積過于龐大，性能低效等缺點，IBM提出了“溫切斯特/Winchester”技術(shù)，并于1973年研制成功了一種新型的硬盤IBM 3340。這種硬盤擁有幾個同軸的金屬盤片，盤片上涂著磁性材料。它們與能夠移動的磁頭共同密封在一個盒子里面，磁頭從旋轉(zhuǎn)的盤片上讀出磁信號的變化。

　　這就是我們今天使用的硬盤的祖先——IBM把它叫做溫徹斯特（Winchester）硬盤，也稱溫盤。

　　這個綽號，來源于他兩個30MB的儲存單元，恰是當(dāng)時出名的“溫徹斯特來福槍”的口徑和填彈量。至此，硬盤的基本架構(gòu)就被確立。

　　在1979年IBM發(fā)明了薄膜磁頭技術(shù)，這項技術(shù)能顯著減少磁頭和磁片的距離，增加數(shù)據(jù)密度。令硬盤體積可以進一步減小，讀寫速度可以更快，容量更大。同時期IBM推出了是第一款采用薄膜磁頭技術(shù)的硬盤 IBM 3370。IBM 3370最初能存儲571MB的數(shù)據(jù)，最高可擴展到4個單元并能和IBM System/30中型電腦搭配。

　　3、1980年，第一款GB級容量硬盤+第一款家用硬盤誕生

　　上圖為IBM 3380

　　真正的第一款GB級容量硬盤是由IBM 于1980年推出的IBM 3380，容量達2.5GB。跟現(xiàn)在的輕量級硬盤不同，IBM 3380的重量超過500磅。

　　希捷ST 506 5.25英寸硬盤

　　同年，兩位前IBM員工創(chuàng)立的公司開發(fā)推出第一款5.25英寸的硬盤ST-506，硬盤初始容量為5MB，這是首款面向個人用戶的硬盤產(chǎn)品。而該公司正是希捷（SEAGATE）公司。這款硬盤也是存儲行業(yè)第一次引入了計算系統(tǒng)中獨立磁盤控制器的概念。

　　4、1991年，硬盤技術(shù)取得巨大突破

　　上圖為GMR巨磁阻效應(yīng)磁頭

　　在20世紀(jì)80年代末，IBM公司推出MR（Magneto Resistive磁阻）技術(shù)，這種新型磁頭采取磁感應(yīng)寫入、磁阻讀取的方式，令磁頭靈敏度大大提升，大幅度提高硬盤的工作效率，與此同時盤片的儲存密度較之前的20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了數(shù)十倍，為硬盤容量的巨大提升奠定了基礎(chǔ)。

　　在1991年IBM應(yīng)用該技術(shù)推出首款3.5英寸的1GB硬盤0663-E12。雖然在此之前1983年已經(jīng)出現(xiàn)了第一款3.5英寸硬盤，1988年出現(xiàn)了第一款2.5英寸硬盤，但容量方面都沒有突破GB，可以說0663-E12是開創(chuàng)了民用級GB硬盤的先河，從此硬盤容量開始進入了GB數(shù)量級，3.5英寸的硬盤規(guī)格也由此成為現(xiàn)代計算機硬盤的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。

　　5、1997年，劃時代技術(shù)“GMR巨磁阻效應(yīng)磁頭”誕生

　　在1997年時，另一項劃時代的技術(shù)誕生了，那就是GMR巨磁阻效應(yīng)磁頭。新磁頭相比MR磁頭而言更加敏感，如果說用MR磁頭能夠達到3~5 Gb/inch2的存儲密度，那么使用GMR之后，存儲密度可以達到10~40Gb/inch2，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。

　　不過，由于現(xiàn)有的硬盤區(qū)域密度達到了相當(dāng)高的水平，進一步的發(fā)展受到了超順磁效應(yīng)限制，要繼續(xù)推動硬盤技術(shù)的發(fā)展，需要引入新的技術(shù)。

　　6、2007年，硬盤突破TB級別容量

　　水平與垂直存儲技術(shù)

　　于是垂直存儲技術(shù)出現(xiàn)了。它再一次提高了硬盤的存儲密度。在2007年，日立推出的第一款突破TB級容量的硬盤。到2012年，有了第一款4TB硬盤的現(xiàn)身。

　　7、2012-2017年，SSD的時代HDD幾乎是停滯的

　　受限于機械硬盤的瓶頸難以突破，性能上升空間極為有限，又加上SSD這個大敵崛起。從2012年開始，機械硬盤技術(shù)的發(fā)展幾乎是停滯的。以希捷、西數(shù)為代表的機械硬盤廠商，新品沒發(fā)布幾款，如今電商在售的桌面機械硬盤還是5、6年的老產(chǎn)品，令人吹噓。

　　無奈的是，希捷與西數(shù)兩家廠商也開始轉(zhuǎn)戰(zhàn)SSD市場，可見傳統(tǒng)機械硬盤行業(yè)的落沒！

　　60年發(fā)展史被短短6年顛覆？

　　硬盤出現(xiàn)在50年代初，從70年代開始，硬盤的容量不斷的增大，從最早的幾十兆，到現(xiàn)在的TB級別 。同時，硬盤體積則是不斷的縮小，直到我們今天常見2.5/3.5英寸體積硬盤，還有一些微硬盤（1.8英寸以下的硬盤，包括1.8英寸）。機械硬盤花費了超過60年苦心經(jīng)營，卻被2011-2012前后才進入消費市場的SSD，僅用短短6年時間，就顛覆機械硬盤這個存儲帝國。

　　機械硬盤會被淘汰嗎？未來之路怎么走？

　　機械硬盤體積，磁頭和容量的變化，向我們展示了HDD的發(fā)展史中技術(shù)不斷的迭代更新。如今，磁盤的碟片技術(shù)、磁頭技術(shù)方面沒有突破性進展，更多的只是在靠堆碟片來發(fā)展容量而已。想要突破創(chuàng)新，難。

　　反之SSD則在體積上，性能上還有容量上不斷突破，相信在不遠(yuǎn)的未來，將全面代替HDD。未來，HDD會像磁帶，軟盤一樣逐漸的消失在人們的視線中。

　　但是……它所抒寫的歷史，對于存儲意義，是無法磨滅……