CW@50:数据存储从100万美元每千兆字节到2美分每千兆字节(+视频)

我们是如何从打孔卡发展到闪存、互联网和智能手机的

《计算机世界》该公司成立于1967年,1兆字节的硬盘驱动器要花掉你100万美元。

如今,硬盘驱动器(HDD)同样的兆字节容量的成本(两个美分

西部数字公司(Western Digital Corp.)负责媒体组件的副总裁欧文·梅尔罗伊(Owen Melroy)说,在这50年里,数据存储仅仅被视为一种支持技术,而实际上一直是支撑现代计算机系统的五大技术支柱之一,就像处理器和软件一样。

“没有便宜的存储空间,就没有互联网,”Melroy说,他指的是硬盘驱动器。“没有闪存,就没有智能手机。”

而且,要不是历史的巧合,可能永远不会有硬盘,也不会有后来的任何技术——至少我们现在知道的是这样。

8-in硬盘和10TB硬盘 西部数据公司

左边是1980年代早期的IBM 8-in HDD,旁边是当今最高容量的3.5-in HDD。8英寸的硬盘容量为200MB;Western Digital的3.5英寸硬盘可以存储10TB的数据,是8英寸硬盘的5万倍以上。

要理解我们是如何从那时到现在的,你必须回到10年前《计算机世界》诞生了。

它始于一个决定

那是1956年,四年前被派往IBM西海岸研究实验室的雷诺德·约翰逊(Reynold Johnson)负责管理他雇佣的50名工程师。任务:开发一种新的数据记录媒体,以取代巨大的穿孔卡片箱。

选择加州圣何塞是因为这里比IBM位于纽约州波基普西的实验室更温暖,对年轻的工程专业毕业生更有吸引力。

约翰逊曾是一名高中科学教师,他发明了能在标准化表格上感应到2号铅笔画的电子记分机,这给他的圣何塞团队带来了广阔的发展空间。

IBM IBM

IBM 350磁盘存储系统是1956年9月引入的IBM 305 RAMAC(随机访问内存会计)系统的主要组成部分。这个350磁盘存储系统重约1吨,由一个带有存取机构的磁盘存储器单元、存取机构的电子和气动控制装置以及一个小型空气压缩机组成。350号飞机长60英寸,高68英寸,深29英寸。它包含50个磁盘,以1200转/分的速度旋转。它包含50,000个扇区,每个扇区包含100个字母数字字符,容量为5MB。

他告诉每个新员工,他们将有自己的任务。比这更重要的是,他们要跟踪实验室里发生的每件事,并准备好在任何人需要的时候提供帮助,”1959年至2014年在IBM从事各种存储项目的工程师戴维·班奈特(David Bennet)说。

班奈特,现在是一名导游计算机历史博物馆他说,他在IBM的第一个任务是为System/360大型机开发一种直接访问的大容量存储设备2321数据单元驱动器。单元驱动器包含多达10个可移动和可互换的数据单元,每个单元有200条磁条。

当时,IBM的大型机同时使用磁带驱动器和磁鼓存储器,后者由涂有铁磁记录材料的金属圆筒组成。磁带容量大,但存取时间慢;磁鼓存储器访问时间长,容量小。

IBM希望两全其美。

约翰逊下达了一条命令:IBM大型机的存储将在旋转磁盘上。所以他的团队开始建造ibm350磁盘存储单元——世界上第一个硬盘驱动器。

创建为高速存储IBM 305 RAMACIBM 350重约一吨。它有68英寸高,29英寸宽。虽然它必须用叉车运输,但它是革命性的;它存储的数据比任何以前的系统都多——在50,24英寸上可以存储5兆字节的数据。直径磁盘涂有磁性氧化铁油漆。系统的平均寻道时间为600毫秒。

IBM 350的磁盘转速为1200转/分钟;一对贴在垂直轴上的冰球大小的读/写头在堆栈上上下飞舞,停下来从每盘100个轨道中的任意一个读取数据。两年内,IBM 350的存储容量翻了一番。这是即将发生的事情的征兆。

存储内存infog 0202 国际数据公司(IDC)

加快速度,缩小规模

Tom bur侄女从1981年到1991年在Digital Equipment Corp. (DEC)任总经理,1969年加入明尼苏达州的Edina,开始了他的行业生涯。控制数据公司(CDC)。它是致力于取代IBM的十几家顶尖科技公司之一。

伯侄女花了25年的时间开发硬盘,在此期间,他不仅为CDC工作,还为硬盘制造商Maxtor工作。他的第一个项目是CDC 844-21高性能驱动器(HPC)的设计,一辆700磅。机器与工业鼓风机,创造了积极的空气压力之间的磁盘。(它的大小相当于家用鼓风机。)

这个驱动器最多保存100MB的数据。

在过去的几十年里,bur侄女和他的同行们把他们的职业生涯主要花在一项任务上:寻找方法来制造更密集、更快的硬盘驱动器。它不仅仅是关于缩小电路,而是关于克服机械和物理限制——以及创造行业标准。

随着他们的成功,数据存储从洗衣机大小的磁盘容器发展到3.5英寸。磁盘可以存储多达10tb的数据(2.5英寸)。开车2 tb)。

考虑到10TB可以存储美国国会图书馆;这相当于在530英里长的书架上放置了1.3亿件物品,包括2900万本书、270万份录音、1200万张照片、480万幅地图和5800万份手稿。

为了实现这一目标,该行业不得不将磁盘的面积密度从拉马克时代的每平方英寸几千位压缩到今天的每平方英寸1.33万亿位。

“这是一个6到8个数量级的区域密度,”伯侄女说,他从2001年开始主持计算机历史博物馆储存特别兴趣小组

存储价格也随之上涨。自从1956年IBM制造出第一台磁盘驱动器以来,硬盘驱动器的平均成本每年下降41%,与半导体的摩尔定律速度相同。换句话说,硬盘的价格从每千兆容量200万美元涨到了现在的每千兆容量2美分。

到今年12月,bur侄女公司的硬盘驱动器行业已经突破了1GB的限制,专家预测驱动器密度将继续每12到18个月翻一番。

毫不奇怪,硬盘驱动器迅速成为激增的个人和便携式计算机系统市场的标准组件。它们的普遍存在掩盖了已经克服的技术挑战。

当时,驱动器的读/写磁头距离旋转的磁盘只有10微英寸。(一微英寸是一英寸的1/ 1000。)这是很难想象的,所以业界想出了一个类比:想象一架波音747在离地面6英寸的地方以600英里每小时的速度飞行。这就是将读/写磁头从磁盘上移动10微米的难度。

磁盘驱动器的面积密度为747 WD

想象一下,一架波音747在离地面6英寸的地方以每小时600英里的速度飞行。这就是将读/写磁头从磁盘上移动10微米的难度。

IBM开创了这一局面,但其他公司让它继续前进

当IBM在20世纪60年代主导该行业时,其他科技公司看到了一个机会,可以制造自己的存储设备,而且可以以更低的价格出售。当时,IBM以收取全额零售价格而闻名——即使是批量购买。

1966年,Memorex开发了世界上第一个IBM插件兼容驱动磁盘包Memorex 630。不仅Memorex 630磁盘驱动器包有四倍的容量IBM的1311磁盘包在美国,它的价格还不到它的一半。IBM的1311售价为27,000美元,制造成本估计约为1,700美元。

戴森磁盘组 Creative Commons地方政府投资公司。

当硬盘还只有洗衣机大小时,可加载磁盘包使数据存储变得可携式。

其他公司开始为IBM的大型机系统和他们自己的大型机系统生产兼容存储。由此诞生了插头兼容制造商(PCM)行业。

随着越来越多的公司开始挑战IBM, IBM的工程师们看到了更大的机会,一些人开始离开。一个被称为“肮脏的十二个”的组织在1967年创建了信息存储系统(ISS);另一个团队离开了,去和Alan Shugart一起工作,他在1969年去了Memorex。(他后来创立了汽车制造商Shugart Associates,后来又更名为希捷科技(Seagate Technology)。)

但IBM并没有坐以待毙。在1970年,它宣布了3330直接访问存储设施,它可以装载容易携带的磁盘包。每个包可以为IBM System/370大型机存储100MB的数据,尽管它的数据传输速率与RAMAC大致相同——大约是每秒806千比特。

到1972年,10个磁盘可移动包已经缩小到5个磁盘,可以装进一个行业标准的10.5英寸机架。读/写磁头飞离盘片不到30微英寸,然后以3600转/分的速度旋转。

1973年,IBM推出了3340个磁盘驱动器这家公司后来被称为现代硬盘工业之父。仍然是一个洗衣机的大小,3340持有30MB的固定数据和30MB的可移动磁盘包。它被称为“温彻斯特”,得名于具有历史意义的30-30口径步枪。

IBM 3340驱动器有第一个密封的读/写磁头,它可以防止污染物的进入,并允许从旋转磁盘盘片的距离下降到只有18微米英寸,平均寻道时间只有25毫秒。3340的硬盘以每月7.81美元的价格出租,成为IBM新的低成本技术,主导了行业。

很快,在这个故事的第二部分:薄膜磁头的发明,存储设备的竞争对手的崛起,以及它今天的面貌。

这篇文章名为“CW@50:数据存储从100万美元到每千兆字节2美分(+视频)”,最初发表于《计算机世界》

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