将大千世界，存在你掌心——存储技术的发展史

将大千世界，存在你掌心——存储技术的发展史原创 爱思考的奥特曼 2019-08-19 19:35:35

从第一台真正意义上的计算机诞生，到现在随处可见的各种智能设备，都遵循着“计算机之父”——冯诺依曼所提出的存储程序控制结构。冯诺依曼体系中明确表示：计算机不能脱离存储器单独运作，所以直到现在，内存和硬盘在计算机中依旧是非常重要的一环。

严格来讲，我们通常所说的“内存”实际上是不准确的。存储主要有两部分：运行内存（RAM）和外部存储（ROM）。RAM也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器读写速度快，成本高昂，容量小，断电易失；ROM不能直接和CPU进行数据交换，必须先将数据读取到RAM中。ROM容量大，读写速度比较慢，价格低廉。这两者的差距还是不小的。本篇内容将先基于外部存储，讲述外部存储这几十年间的风风雨雨。

穿孔纸片（打孔卡）：机械存储的开端

17世纪初，法国人发明了穿孔卡，通过纸上打孔的形式来存储特定的图案，用于控制纺织机进行图案织造。到了18世纪末期，美国工程师赫尔曼·霍尔瑞斯在对其进行加工，制造出了打孔卡制表器，用于收集并统计人口普查数据，它的诞生标志着半自动化数据处理系统时代的开始。这种机器不仅统计速度更快， 而且能够以新的方式理解信息，在各个行业迅速的普及开来。

这一发明使他名声大振，郝尔曼乘此机会成立了自己的公司，这家公司就是后来大名鼎鼎的IBM的前身。打孔卡和纸带一直沿用了两个世纪，直到80年代还能看到他们的影子。

磁带，磁性存储时代的开始

随着生产力不断的提升，纸带打孔的设计已经无法满足人们的需求了。1928年，德国科学家弗里茨基于磁线技术发明了录音磁带。磁带可以存储模拟信号。因为磁力线是随音频电流的变化而变化的，所以每段磁带在移动过程中，被磁化的程度也会伴随着音频信号电流的强弱而变化。这样就能把声音记录的磁带上

1932年，奥地利工程师古斯塔夫发明了磁鼓存储器，这种机器看上去是一个大型金属圆柱体，外表涂有铁磁记录材料。被广泛用于计算机内存，同时也用于做二级存储。现在被公认认为硬盘驱动器（HDD）的前身。原始磁鼓存储器的容量约为500,000比特（约为0.06mb），在当时已经是非常大的容量了。

Selectron Tube，第一个随机存取数字存储器

1942年，“ABC”面世，不同于之前的机械式计算机，“ABC”是真正意义上的数字计算机（也有一种说法表示第一台计算机应该是埃尼阿克，但是美国已经于1973年取消了对其的认证，缘由是涉及抄袭）。ABC也是第一个使用二进制数字来表示所有数字和数据的计算机；突破性的使用了电子元件来执行运算，组织操作和内存分离的系统，这都是现代计算机的基本要素。

“ABC”一开始使用的还是磁鼓存储，四年后，美国工程师罗杰科和他的团队发明了静电记忆管，这是世界上第一台的随机存取数字存储器（RAM），通过静电荷存储数据在真空管内，能0够短暂存储大约4000字节，是一项重大的技术突破。

磁芯存储器：华人的骄傲，王安

早期在计算机领域，国人一直是比较落后的。直到1948年，华裔科学家王安发明了“脉冲传输控制装置，实现了对磁芯存储器的先写后读，1949年获得了专利，并以50万美元天价成交额卖给了IBM，这位传奇人物在1986年的时候个人财富就达到了20亿美元。，他的磁芯存储器也一举成为了世界第一。磁芯存储器的原理是根据磁化时，通过电流的方向可以产生两个相反方向的磁化，这就可以作为0和1的状态来记录数据。也是基于王安的成果，美国人完善了磁芯存储技术，并推出了第一个可靠的计算机高速随机存取存储器。在20世纪70年代，磁性存储被广泛用作计算机的主存储器，直到后来英特尔的半导体DRAM内存批量生产，才逐渐被取缔。

这里说句题外话，如果王安不是被傲慢和保守所束缚，能够选贤任能，接纳意见及时的完成技术转型，他早就是世界首富了。

硬盘驱动器：磁盘存储时代开始了

虽然磁带发明的时间很早，但被用在电脑上则是1951年，用于UNIVA系列的数据I/O，称为UNIVACO，这也是商用计算机史上的第一台磁带机。

1956年，IBM推出了第一个基于硬盘驱动器的RAMAC 305计算机（同时还使用了磁鼓和磁芯存储器），该驱动器的大小十分夸张，重量达一吨，能装满一辆轻型卡车，存储容量为5M（一首低质量的MP3大小），数据传输速度10K/S。

IBM在存储器的位置是非常厉害的，随后几年，IBM又发布了第一个可移动硬盘驱动器1311和Winchester（温氏）硬盘3340，其中，温式3340特点是工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触，这也是现代硬盘的原型。

1970年，Intel公司推出Intel 1103，这是第一个商用DRAM芯片。

迄今为止，DRAM仍是最常用的随机存取器(RAM)，作为个人电脑和工作站中内存（即主存储器）。DRAM内存能够问世，主要是基于半导体晶体管和集成电路技术。

光盘和软盘：潮流的象征

1965年美国物理学家罗瑟尔发明了第一个数字-光学记录和回放系统，后来索尼和飞利浦公司根据他的研究成果推出了世界上第一部商用CD音频播放器CDP-101，光盘开始进入了人们的生活。

当时光盘主要用于视频文件，IBM针对办公的开发了只读的8英寸软盘。虽然容量很小，但安全性和速度都很高，只是碍于技术问题，只能实现读操作，不能写入。1972年，美国科学家艾伦帮助曼姆雷克斯公司推出了第一款可读/写的软盘Memorex 650（175KB）。 1976年，5.25英寸软盘问世，5.25英寸的软盘虽然从体积到容量上都有了一定的进步，但它还是有很多缺点，比如外包装比较脆弱，容易损坏，体积也比较大。1980年，索尼开发了3.5英寸软盘（1.44MB），并成为市场标准。从 1971年直到 20世纪 90年代的近三十年内，软盘一直被用于存储和交换数据，成为了市场的主流。

数字磁带和DVD：多媒体时代的象征

1987年，作为业界老大哥的索尼公司推出了第一款DAT磁带。DAT在外观上类似于小型盒式磁带，被磁性胶带封装在保护壳中，所以也被称为4mm磁带机技术。通过螺旋扫描记录的方式，将数据转化为数字后再存储下来，早期的DAT技术主要应用于声音的记录，后来随着这种技术的不断完善，又被应用在数据存储领域里。

DVD,又被称为高密度数字视频光盘,它是比VCD更新一代的产品，从1994提出DVD的初步规格，到1996年年初DVD样机的出现，前后只用了一年多的时间，其发展速度可谓非常之快。它在技术方面获得了很大的成功，成为CD类产品的替代者。直到今天，DVD光盘依旧是大多数市场中的主要产品，为大多数消费者提供服务。DVD光盘在光存储的发展史上留下了光辉的一页，它的发展历程将为世人所铭记。

SD卡 ：早期的手机必备品

在大容量智能机还没普及的时候，如何存储众多歌曲图片是一个大问题。那时候手机自带的机身存储不够，SD卡就成为了第一选择。

SD卡，俗称“内存卡”，前身是MultiMedia卡，是日本松下、东芝和美国SanDisk公司共同研制的并于1999年推出的一款产品，凭借着体积小，容量高，数据传输速度快、可热插拔等优良的特性，被广泛用于在各种便携式装置上。

尽管目前SD卡在手机市场上逐渐落寞，但它依旧是数码相机，PAD的重要配件，其在存储界的重要性可见一斑。

SSD（固态硬盘）：机械硬盘最好的替代品

1970年，Sun StorageTek推出了第一块固态硬盘。随后，东芝，三星等企业也加入研发固态硬盘的行列。

不同于机械硬盘，SSD内部构造十分简单，只有一块PCB板，但它的读写速度远不是机械硬盘可以相比的。固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质。

尽管固态硬盘在读写速度和安全性上都要高出普通的机械硬盘不少，但高昂的成本和寿命过短等问题也是一直被诟病根源所在。这也是其一直不能成为主流外存的原因，相信随着计算机硬件的不断提升，这些缺陷也会在日后得到解决。

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存储的历史远比计算机的历史要悠久。今天，无处不在的科技，都离不开网络、计算和存储。其中信息存储的发展历史最悠久，堪称万年进化史。从文明诞生以来，人类就一直在寻求能够更有效存储信息的方式， 从4万年前的洞穴壁画、6000年前泥板上的楔形文字，到今天普及的SSD/闪存，再到对量子存储、DNA存储技术的探索，脚步从未停止。

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咳咳

全文可圈可点的佳句不少，给文章增添了些文学情趣。

用心之作

楼上的这是啥态度呢？