機械硬盤（HDD）

1956年IBM曆經五年的研究和開發，發布了世界上第一台計算機硬盤驅動器,轟動了整個科技界，這個開創性的硬盤驅動器稱為IBM 350RAMAC。

當時的世界第一貌似總是伴随着體積與重量，這台長的像空調一樣，令科學界瘋狂的圓柱體，盤面直徑為24英寸，擁有50片盤片，重達1頓左右，擁有着5MB的儲存容量。在數據匮乏的當時，貌不驚人，體積巨大的350RAMAC，被應用于銀行和醫療領域，為計算機發展掀開新的一頁。

由于RAMAC體積過于龐大，性能低效等缺點，1973年IBM提出了“溫切斯特（Winchester）“技術，并成功開發研制了一種新型的硬盤，如今我們所使用的機械硬盤的鼻祖——IBM 3340，又稱“溫徹斯特硬盤”。這個綽号，來源于他兩個30MB的儲存單元，恰是當時出名的“溫徹斯特來福槍”的口徑和填彈量。

至此，機械硬盤的基本架構就被确立。這種硬盤擁有幾個同軸的金屬盤片，盤片上塗着磁性材料。它們與能夠移動的磁頭共同密封在一個盒子裡面，磁頭從旋轉的盤片上讀出磁信号的變化。

時間來到1980年，就在IBM發布世界上第一塊獨立顯卡的前一年，這個勇當世界第一的公司，又不甘寂寞的發布了世界上第一塊真正意義上容量達到GB級别的硬盤——IBM 3380，容量達到了2.5GB。雖然容量上到了GB但不可避免的增大了體積與重量，IBM3380比冰箱大點，其重量超過450斤。

同年，兩位前IBM員工創立的公司開發并推出了世界第一款5.25英寸的家用個人電腦硬盤 — ST 506，容量為5MB。而這個公司正是當今世界第一大硬盤制造公司 — 希捷。以及軟盤與硬盤驅動器的發明人，希捷公司的創始人 — 阿蘭·舒加特

20世紀80年代末，IBM公司推出MR（Magneto Resistive磁阻）技術，這種新型磁頭采取磁感應寫入、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）提高了數十倍，為硬盤容量的巨大提升奠定了基礎。

1991年IBM應用該技術推出首款3.5英寸的1GB硬盤0663-E12。雖然在此之前1983年已經出現了第一款3.5英寸硬盤，但容量方面都沒有突破GB，0663-E12是開創了民用級GB硬盤的先河，從此硬盤容量開始進入了GB數量級，3.5英寸的硬盤規格也由此成為現代計算機硬盤的标準規格。

1997年，“GMR巨磁阻效應磁頭”誕生。2007年，硬盤突破TB級别容量。2012年第一塊4TB硬盤現身。至此，機械硬盤的發展達到了最高點。

固态硬盤（SSD）

固态硬盤又叫固态驅動器（Solid State Drive），完全不同于機械硬盤，固态硬盤是由固态電子存儲芯片陣列而制成的硬盤。SSD由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。固态硬盤在接口的規範和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同，在産品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一緻。

固态硬盤最大的優勢就是幾乎沒有尋道時間，固态硬盤在操作系統中就是一個普通的盤符，用戶可以完全把它作為存儲介質來使用。由于全部采用Flash存儲介質，它内部沒有機械結構，因此沒有數據查找時間、延遲時間和尋道時間。衆所周知，普通硬盤的機械特性嚴重限制了數據讀取和寫入的速度，電腦運行速度最大的瓶頸恰恰就是在硬盤上，所以固态硬盤的誕生，恰好能解決這一瓶頸。

固态硬盤是主控讀寫nandflash，機械硬盤是磁頭讀取轉動的磁碟。且讀寫方式也有區别，固态硬盤是按位讀寫（這也是為什麼240GB的寫入速度沒有480GB高的原因），而機械硬盤基本可以理解為順序讀寫，這也是為什麼固态硬盤不需要做磁盤碎片整理，而機械硬盤用久了就必須做一次磁盤碎片整理。

1984年，東芝發明閃存，1989年在世界上第一塊固态硬盤出現，但一直到2006年3月，韓國電子巨頭三星，才發布了一款32GB容量的固态硬盤電腦。緊随其後的2007年1月，閃迪公司發布了1.8寸32GB固态硬盤産品，同年3月又發布了2.5寸32GB型号。2009年，SSD開始了井噴式發展。到如今，固态硬盤的已經從标準的 SATA3 接口來到了 M.2 接口時代，體積更小容量更大速度更快的 M.2 PCIe 接口固态硬盤已經成為了主流，而在如今的速度時代，笨重且讀寫巨慢的機械硬盤，開始逐漸被取代。

使用壽命

機械硬盤就像一個精密封閉的光驅。 其工作原理是通過磁頭找到高速旋轉盤上的信息，完成數據交換工作。因其構造原理而不存在讀寫次數限制，但機械結構有使用壽命年限。機械硬盤壽命通常按年計算，時間過長性能會降低，有噪音。 但使用機械硬盤5到10年是完全沒有問題的。

固态硬盤理論上壽命确實短于機械硬盤。固态硬盤是由閃存介質存儲，主控制芯片控制工作。 閃存介質的功能是用集成電路替換光盤，通過連續充電和放電寫入和讀取數據，并通過主控芯片完成數據交換。 固态驅動器沒有機械結構，也不需要尋道，但由于閃存芯片的充放電次數有限，每次讀寫都是充放電過程，因此固态硬盤的使用壽命主要受讀寫次數的影響。根據閃存芯片類型的不同（SLC、MLC、TLC以及QLC）固态硬盤讀寫可達到1-10萬次，專業級可達百萬次，使用壽命最短區間也可以達到5-10年。

機械還是固态？

從2012年開始，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這個大敵崛起機，機械硬盤技術的發展幾乎是停滞的。SSD卻開啟了輝煌時代，技術開始突飛猛進，主控芯片和存儲芯片的不斷革新，帶來的是更快的速度和更大的容量，雖然價格一直是SSD一大痛點，但追求極緻的玩家卻毫不吝啬。

60年發展史被短短6年颠覆？時間來到2018年，不可一世的SSD，發展也步入了瓶頸，NVME所帶來的性能提升已經退去熱度，SSD的發展似乎也步入了機械硬盤後塵，主控的優化、工藝的變化、成本的下降、壽命的減退都在同步進行着。但是即使如此，希捷、西數、日立等傳統存儲廠商依然在不遺餘力地提升着機械硬盤的容量和性能。

在如今大數據時代，動辄10G的電影，對于價格偏貴容量受限的固态來說，性能不再是唯一衡量标準。硬盤對于電腦性能最直接的影響莫過于開機速度，“固态裝系統，機械做存儲”。已然成為如今最普遍的搭配方式。

結尾

機械硬盤體積，磁頭和容量的變化，向我們展示了機械硬盤60多年發展史中技術不斷的叠代更新。如今，磁盤的碟片技術、磁頭技術方面沒有突破性進展，更多的隻是在靠堆碟片來發展容量，想要突破創新，難上加難。反之SSD則在體積上，性能上還有容量上不斷突破，相信在不遠的未來，将全面代替機械硬盤。未來，機械硬盤可能會像磁帶，軟盤一樣逐漸的消失在人們的視線中。

但是…機械硬盤所抒寫的曆史，對計算機的發展，對于存儲意義。将永遠無法磨滅！

今天就聊到這裡，想了解更多關于硬盤方面的知識。

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