而縱觀存儲媒介的發(fā)展歷史，將近300年的時間存儲容量已經(jīng)有了數(shù)十億倍的增長，但“魔高一尺，道高一丈”，不斷爆炸式增長的數(shù)據(jù)量還是讓很多人頭痛不已，特別是隨著圖片、視頻、流媒體信息的需求不斷旺盛，存儲技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在雖然取得了許多革命性的進步，但如果不繼續(xù)保持這種勢頭，發(fā)現(xiàn)新的存儲媒介，比如納米，那么未來等待我們的依然將是無序的信息泛濫與價值的有限經(jīng)營。

 存儲容量不管對于普通消費者還是企業(yè)級用戶都是至關(guān)重要的，而且一般在購買存儲設(shè)備時，第一考慮要素也是容量；現(xiàn)在業(yè)界推出的很多新技術(shù)——存儲虛擬化、重復數(shù)據(jù)刪除等都是在為用戶的存儲容量考慮，或者節(jié)省或者提高存儲空間的利用效率。而縱觀存儲媒介的發(fā)展歷史，將近300年的時間存儲容量已經(jīng)有了數(shù)十億倍的增長，但“魔高一尺，道高一丈”，不斷爆炸式增長的數(shù)據(jù)量還是讓很多人頭痛不已，特別是隨著圖片、視頻、流媒體信息的需求不斷旺盛，存儲技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在雖然取得了許多革命性的進步，但如果不繼續(xù)保持這種勢頭，發(fā)現(xiàn)新的存儲媒介，比如納米，那么未來等待我們的依然將是無序的信息泛濫與價值的有限經(jīng)營。

    下面就給大家詳細介紹一下存儲媒介的發(fā)展歷程，從中您可以看到存儲科學家們?yōu)檫@項事業(yè)做出的杰出貢獻！

　　◆1725年最早期的存儲媒介——打孔紙卡

　　這個是最早的數(shù)據(jù)存儲媒介了，在1725年由Basile Bouchon發(fā)明出來，用來保存印染布上的圖案。但是關(guān)于它的第一個真正的專利權(quán)，是Herman Hollerith在1884年9月23日申請的，這個發(fā)明用了將近100年，一直用到了20世紀70年代

                                              打孔紙卡

    上圖是打孔紙卡的典型例子--它制成于1972年，上面可以打90列孔。顯然你可以看出，這張卡片上能存儲的數(shù)據(jù)少的可憐，事實上幾乎沒有人真的用它來存數(shù)據(jù)。一般它是用來保存不同計算機的設(shè)置參數(shù)的。

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　　◆1932年超長的存儲設(shè)備——磁鼓

　　磁鼓

　　磁鼓

　　磁鼓存儲器 于1932年發(fā)明出來(奧地利)，廣泛應用于上世紀五、六十年代，在50年代中期。

　　一支磁鼓有12英寸長，一分鐘可以轉(zhuǎn)1萬2千5百轉(zhuǎn)。它在IBM 650系列計算機中被當成主存儲器，每支可以保存1萬個字符(不到10K)。

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　　◆1846年容量比打孔紙卡大——穿孔紙帶

　　穿孔紙帶

　　Alexander Bain(傳真機和電傳電報機的發(fā)明人)在1846年最早使用了穿孔紙帶。紙帶上每一行代表一個字符，顯然穿孔紙帶的容量比打孔紙卡大多了。

　　小知識：傳真通信的基本思想是英國人亞歷山大·貝恩(Alexander Bain)于1843年提出的，但是直到1925年才由美國貝爾實驗室利用電子管和光電管制造成世界上第一臺傳真機，使傳真技術(shù)進入到實用階段。不過當時由于傳真機的造價昂貴，又沒有統(tǒng)一的國際標準,而且傳真通信還需要架設(shè)專門的通信線路，所以發(fā)展一直比較緩慢，應用也只限于新聞，氣象等少數(shù)領(lǐng)域。

　　像穿孔卡片一樣，穿孔紙帶最初也是用于機械織布機。

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　　◆1946年電子應用——計數(shù)電子管

　　計數(shù)電子管

　　這是1946年研發(fā)出的選數(shù)管，容量為32到512字節(jié)，512字節(jié)的那種有10英寸長，3英寸寬，造價昂貴并且存在生產(chǎn)問題，所以從未被投入正常使用。

　　1946年RCA公司啟動了對計數(shù)電子管的研究，這是用在早期巨大的電子管計算機中的，一個管子長達10英寸(25厘米)，能夠保存4096bits的數(shù)據(jù)。糟糕的是，它極其昂貴，所以在市場上曇花一現(xiàn)，很快就消失了。

　　世界第一臺電子計算機ENIAC設(shè)計者——艾克特J. Presper Eckert

　　同年，縮寫為ENIAC“愛尼亞克”的計算機于1946年誕生。這部計算機采用的是真空電子管系統(tǒng)?！皭勰醽喛恕庇嬎銠C體積龐大。它在賓夕法尼亞大學的一座建筑里占據(jù)了差不多170平方米的面積?！皭勰醽喛恕焙鸵酝娜魏斡嬎銠C都不一樣。至少和老式計算機相比，它的數(shù)字處理過程是閃電般的迅速快捷。

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　　◆1950年大型磁帶記錄——盤式磁帶

　　盤式磁帶

　　盤式磁帶

　　在1950年代，IBM最早把盤式磁帶用在數(shù)據(jù)存儲上。因為一卷磁帶可以代替1萬張打孔紙卡，于是它馬上獲得了成功，成為直到80年代之前最為普及的計算機存儲設(shè)備。在80年代末的時候，大家都聚在一起看老電影，當時看待巨大的圓盤來回轉(zhuǎn)，這就是盤式磁帶。

　　磁帶首次用來作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)是在1951年，被稱為UNISERVO，是UNIVAC I型計算機主要的I/O設(shè)備。有效傳輸速率為每秒7,200字節(jié)。這些磁帶都是金屬的，總共有1200英尺長(365米)，所以非常沉。

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　　◆ 1958年第一張視頻光盤——LD光盤

　　圖中大的是LD盤，小的是普通5寸光盤

　　1958年就發(fā)明光盤技術(shù)了，可是直到1972年，第一張視頻光盤才問世，6年后的1978年它開始在市場上賣。

　　那個時候的光盤直徑11.81英寸(30厘米)，單面最多可以容納60分鐘長的視頻或音頻，是只讀的，雖然不能寫，但是能夠保存達到VHS錄像機水準的視頻，使得它很有吸引力。

   ◆1963年最珍貴的回憶——盒式錄音磁帶

盒式錄音磁帶

盒式錄音磁帶

    盒式錄音磁帶應該是80年代人，小時候珍貴的記憶之一。它顯然也是磁帶的一種，可是它實在是太普及了，所以要專門說一下。這是飛利浦公司在1963年發(fā)明的，可是直到1970年代才開始流行開來。

    一些計算機，如ZX Spectrum,Commodore 64和Amstrad CPC使用它來存儲數(shù)據(jù)。一盤90分鐘的錄音磁帶，在每一面（記得錄音磁帶是可以翻面的嗎）可以存儲700KB到1M的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在的一張DVD9光盤，可以保存4500張這樣磁帶的數(shù)據(jù)，如果現(xiàn)在要把這些數(shù)據(jù)全部讀出來，那要整整播放281天。

    ◆1969年早期盛行的移動存儲——軟磁盤

最早的8英寸軟盤

    第一張軟盤，發(fā)明于1969年，當時是一張8英寸的大家伙，可以保存80K的只讀數(shù)據(jù)。4年以后的1973年一種小一號但是容量為256K的軟盤誕生了：它的特點是可以反復讀寫。從此一個趨勢開始了磁盤直徑越來越小，而容量卻越來越大。到了1990年代后期，我們可以找到容量為250MB的3.5英寸軟盤。

    IBM公司再次對軟盤的發(fā)明做出了貢獻，從70年代中到90年代末一直廣泛應用在存儲領(lǐng)域。最初是8寸盤，后來變?yōu)?.25和3.5英寸。1971年出現(xiàn)的第一個軟盤容量79.7KB，而且是只讀的，一年以后才有了讀寫版本。

    ◆ 1956年重大突破——世界上第一臺硬盤機

世界第一款硬盤機

    1956年9月13日，IBM發(fā)布了305 RAMAC硬盤機。與之相關(guān)的計算機平平無奇，可是在存儲容量方面有著革命性的變化－－它可以存儲“海量”的數(shù)據(jù)，“高達”4.4MB（5百萬個字符），這些數(shù)據(jù)保存在50個24英寸的硬磁盤上。直到1961年，IBM生產(chǎn)了1000臺305計算機，IBM出租這些計算機的價格是每個月3千5百美元。

上噸重的硬盤機，需要飛機托運

    上圖可以看到，世界第一款硬盤機重量達到1噸以上，而現(xiàn)在的硬盤最小僅有0.85英寸，重量10克都不到。

東芝0.85英寸硬盤——世界最小硬盤

    該硬盤的工作電壓為+3.0V。讀寫時的標準耗電量為0.65W。外形尺寸為3.3×32.0×24.0mm3，重量不足10g。對于耐沖擊性，硬盤工作時在2ms的時間里能夠承受1000G的加速度。

    ◆現(xiàn)代磁盤技術(shù)

    ● 現(xiàn)在最重要的存儲設(shè)備——硬盤

    硬盤是現(xiàn)在還在發(fā)展中的一種技術(shù)，圖中的日立Deskstar 7K500，是第一個達到500G容量的硬盤--是最早的IBM 305 RAMAC的12萬倍。我們面對的硬盤發(fā)展趨勢很明顯：越來越便宜的硬盤，有著越來越巨大的容量。

    2000年2月23日，希捷發(fā)布了轉(zhuǎn)速高達15,000RPM的Cheetah X15系列硬盤，其平均尋道時間只有3.9ms，這可算是目前世界上最快的硬盤。同時它也是到目前為止轉(zhuǎn)速最高的硬盤，其性能相當于閱讀一整部Shakespeare只花.15秒。此系列產(chǎn)品的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率高達48MB/s，數(shù)據(jù)緩存為4~16MB，支持Ultra160/m SCSI及Fibre Channel(光纖通道) ，這將硬盤外部數(shù)據(jù)傳輸率提高到了160MB~200MB/s。總得來說，希捷的此款（"捷豹"）Cheetah X15系列將硬盤的性能提高到了一個新的里程碑。

希捷硬盤

    2001年下半年Seagate在發(fā)布了Barracuda IV系列產(chǎn)品，這一系列產(chǎn)品采用了Seagate獨有的FDB液態(tài)軸承馬達，工作噪音非常小，時至今日仍然是最安靜的硬盤之一。也正是Barracuda IV的出現(xiàn)，逐步確立了Seagate在硬盤業(yè)界的領(lǐng)袖地位。

SATA接口

    2003年，Seagate率先推出了Barracuda 7200.7系列產(chǎn)品。這一系列產(chǎn)品采用原生SATA控制芯片，結(jié)束了橋接SATA硬盤的歷史。從這一系列硬盤開始，采用SATA接口的硬盤開始支持SATA特有的技術(shù)—NCQ（原生命令隊列）。

    現(xiàn)在，Seagate已經(jīng)率先推出采用垂直記錄技術(shù)的2.5英寸硬盤產(chǎn)品Momentus 5400.3以及同樣采用垂直記錄技術(shù)的Barracuda 7200.10系列產(chǎn)品。7200.10系列產(chǎn)品再次刷新了硬盤單碟容量的紀錄，單碟容量達到180GB，這一系列的旗艦產(chǎn)品容量為750GB。硬盤容量正在向TB級逼近，日立前不久也推出了采用垂直記錄技術(shù)的2.5英寸硬盤產(chǎn)品。上面的硬盤歷史發(fā)展中，可以看出硬盤總是朝著容量更大、速度更多、運行更穩(wěn)定的方向發(fā)展得，以前是這樣，現(xiàn)在也是這樣，將來也必然是這樣。

    ◆現(xiàn)代光存儲技術(shù)

    ● 體積更小、容量更大——小光盤

5寸光盤

    我們常見的5寸光盤，是從LD光盤發(fā)展來的，可是它更小、容量更大。它是SONY公司和飛利浦公司在1979年聯(lián)合發(fā)布的，在1982年上市。一張典型的5寸光盤，可以保存700MB數(shù)據(jù)。

   ● 采用紅外激光——DVD光盤

DVD光盤

    DVD是使用了不同激光技術(shù)的CD，它采用了780納米的紅外激光（標準CD則采用625－650納米的紅色激光），這種激光技術(shù)使得DVD可以在同樣的面積中保存更多的數(shù)據(jù)。一張雙層DVD容量可達8.5GB。

    ● 最先進存儲——藍光DVD、HD-DVD

藍光DVD與HD-DVD

    現(xiàn)在最引人矚目的，是藍光DVD和HD-DVD這兩種競爭的光盤技術(shù)。藍色激光使得存儲的容量進一步增長，目前看起來，好像藍光DVD更流行一些。不過如果我們目光放更長遠一些，也許一種被稱為“Holographic Versatile Disc”的光盤，可以提供比藍光DVD大160倍的容量－－高達3.9TB，相當于保存4600到11900小時的MPEG4格式的電影。

    ● 藍光光盤不算什么——300G全息光盤

    InPhase Technologies公司日前宣布已經(jīng)開始量產(chǎn)并銷售全息存儲驅(qū)動器和300GB容量的全息光盤(HVD)，其中驅(qū)動器“Tapestry HDS-300R”要價18000美元，300GB容量的全息光盤也高達180美元。目前主要的客戶是政府機構(gòu)和大型企業(yè)。

    InPhase在2005年4月就實現(xiàn)了200Gbit/平方英寸的存儲密度，06年初它們則宣布了，存儲密度達到了515Gbit/平方英寸，容量可達360GB全息光盤。這一存儲密度已經(jīng)遠遠超過了包含硬盤在內(nèi)的現(xiàn)所有存儲媒體（目前實驗室里硬盤單碟最高為345Gbit/平方英寸）。

    根據(jù)InPhase給出的設(shè)想圖，全息光盤的容量將在2010年將提高到1.6TB，同時將寫入速度提升至120MB/s，也就是說在容量提升的同時存儲時間并不會變長；而在2008年，它們還將推出可擦寫的全息光盤，當然這一切只是計劃。

    2007年1月全息驅(qū)動器和光盤已經(jīng)投入OEM生產(chǎn)，目前已投放市場。目前由于價格昂貴，目前的用戶只有一些政府機構(gòu)和大型企業(yè)，其中包括美國地質(zhì)調(diào)查局、洛克希德·馬丁、時代華納旗下的Turner Broadcasting等等，而德意志銀行、歐洲航天局、西門子醫(yī)療、大眾汽車等也都有意向采用這種新技術(shù)。

    我們從選用新技術(shù)的機構(gòu)和企業(yè)也能看出，全息光盤的一些主要用途：高清晰度的視頻、重要數(shù)據(jù)、醫(yī)療檔案和大型數(shù)據(jù)庫存檔。

    InPhase Technologies副總裁Liz Murphy表示：“我們正在努力從軟件的角度降低全息技術(shù)的使用難度，使之可以模擬DVD、CD-R、磁光盤、磁帶等，軟件公司也無需作出重大更改就能以原有模式對其進行寫入操作?！保荌nPhase首席執(zhí)行官卻不這么認為，“我們專注的是檔案存儲市場，根本不會進入備份市場?！?。

    全息光盤在存儲數(shù)據(jù)時，從不同角度在包含數(shù)據(jù)的信號光上層疊參照光，使之產(chǎn)生干涉，然后將干涉波記錄在介質(zhì)上。通過稍稍改變參照光的角度來記錄，就可以在同一位置層疊記錄多個信號光。

    目前300GB容量的全息光盤，采用激光波長為407nm的藍紫色激光，所使用介質(zhì)的記錄層厚度為1.5mm，寫入時的數(shù)據(jù)傳輸速度為20MB/秒，使用壽命為50年。

    ◆雙光子3D技術(shù)——12cm光盤存儲1TB

    美國Call/Recall公司日前宣布，它們已經(jīng)成功開發(fā)并測試了TB級光盤，并且已經(jīng)加入產(chǎn)品設(shè)計以及生產(chǎn)范圍的討論。早今年早期該公司開發(fā)的253GB光盤一樣，TB級光盤仍然采用雙光子吸收3D技術(shù)，利用雙光子吸收現(xiàn)象進行記錄時，由于能夠抑制上下記錄層之間的干涉（串擾），因此在多層記錄時便于通過縮小層間隔來提高記錄密度。

    相對于早期的光盤技術(shù)，本次雙光子3D技術(shù)使用一特別“near-field” 透鏡和“three-dimensionally”螢光媒介技術(shù)。能夠在1.2mm厚的光盤片上記錄上百層，讓 DVD光盤大小的媒體達到全息一樣的存儲密度。

吸收以后的光盤變成淺藍色

    目前，雙光子吸收技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)50倍于藍光、400倍于DVD的容量，但是在未來Call/Recall的光學技術(shù)不光能夠?qū)崿F(xiàn)1TB、5TB甚至15TB。Call/Recall公司總裁Wayne YamaMOTO稱，“商業(yè)和企業(yè)必須存放和處理相當大的數(shù)據(jù)，并且需要定時維護和管理這些數(shù)據(jù)，Call/Recall光盤比磁帶機更具有管理和維護的優(yōu)勢。”

    Call/Recall公司成立于1987年，它長期為軍方和一些商業(yè)機構(gòu)提供光存儲器技術(shù)及超離頻存儲技術(shù)。開發(fā)雙光子3D吸收技術(shù)的Peter Rentzepis博士是全球頂級光學技術(shù)提供者，它曾為很多公司提供過技術(shù)幫助，包括IBM、松下和日立。