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盘算机存储器生长史 磁纪录存储器(下)

盘算机存储器生长史 磁纪录存储器(下)

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盘算机存储器生长史(三)

磁纪录存储器(下)

2、硬盘

上世纪50年月,IBM基于磁鼓存储器手艺,将鼓形外外面磁介质存储,生长为圆盘式磁介质存储,将单元面积和体积压储密度大大提高。

1956年,第一个硬盘驱动器型号350RAMAC,安装在IBM的RAMAC 305盘算机上。RAMAC305也是第一台提供随机存取数据的盘算机,同时还使用了磁鼓和磁芯存储器。这个驱动器约有两个冰箱巨细,重达一吨,包罗50个直径为24英寸的盘片,存储5M的信息,数据传输速率10Kb/s。

天下上第一个硬盘驱动器350RAMAC

以RAMAC为基础,IBM研发了温切斯特(Winchester)手艺,于1973年研制乐成了一种新型的硬盘IBM 3340,接纳两片介质,每片存储容量30Mb。战胜了RAMAC体积过于重大,性能低效等瑕玷。

温切斯特(Winchester)手艺:将磁头、盘组、定位机构以至主轴电隐秘封在一个盘盒内组成盘片+磁头与头臂组合件,大大削减灰尘污染,降低磁头浮动高度;接纳小尺寸磁头,磁头与介质之间通过气垫小浮力浮动,将集中加载方式改为接触启停方式,介质涂覆润滑剂,消除了磁头加载对盘面可能造成的打击,削减头面间隙而提高纪录密度;将写放大器、读出前置放大器和磁头选择开关等集成化并前移安装在磁头臂上,改善了读写信号的高频传输特征。

温切斯特硬盘

IBM 3340温切斯特奠基了现代机械式硬盘的基础,现在的所有机械式硬盘都是从温切斯特硬盘手艺衍生出来的。

1979年IBM发现了薄膜磁头手艺,并推出了第一款接纳薄膜磁头手艺的硬盘IBM 3370。该手艺显着地减小磁头和磁片的距离,增添数据密度。进一步减小硬盘体积,读写速率更快,容量更大。

应用了薄膜磁头手艺的硬盘

IBM 3370使用了七个14英寸盘片,存储容量571Mb。

1980年Western Digital推出第一款5.25英寸的硬盘ST-506,硬盘容量为5MB,这是首款面向小我私人用户的硬盘产物,Western Digital前身为General Digital,由两位IBM的前员工于1970年确立,1971年更名为Western Digital。

首个5.25英寸温彻斯特硬盘

1982年Western Digital推出了业界首个单芯片"温彻斯特"磁盘控制器—WD1010,为现代商用硬盘的普及打下了基础。

1984年Western Digital为IBMPC/AT制造出首个温彻斯特磁盘控制卡,使小我私人电脑可以接入小型化的5.25英寸温彻斯特硬盘。

1991年IBM推出了0663Corsair硬盘,这是首款接纳感应式薄胶片磁阻(MR)磁头的磁盘,有8个直径为3.5英寸的盘片,存储容量可达1Gb,是现在3.5英寸硬盘的先驱。0663Corsair是第一款突破1Gb容量的硬盘,今后单盘容量进入GB数目级。

1988年,法国格林贝格尔在尤利西研究中央研究并发现巨磁电阻效应,格林贝格尔因此获得2007年诺贝尔物理学奖。

1997年IBM推出首个接纳巨磁阻磁头(GMR)的磁盘—Deskstar16G PTitan,在三个直径为3.5英寸的盘片上可到达16.8Gb的存储容量。巨磁磁头相比MR磁头加倍敏感,相比MR磁头能够到达3~5Gb每平方英寸的存储密度,GMR存储密度可以到达10~40Gb每平方英寸,存储密度提高了8倍。

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巨磁阻磁头组件

1998年IBM推出Microdrive(微磁盘),一个单一的1英寸盘片的容量可达340MB,这是那时天下上最小的磁盘。

在此之前,硬盘接纳的都是LMR手艺,称为水平磁纪录手艺。

超顺磁效应(Superparamagnetic Effect)限制了LMR手艺下可用硬盘的巨细,就是当磁盘存储介质外面上纵向的每个(沿着介质外面水平偏向)磁颗粒区之间距离变得太小时,磁颗粒之间将相互影响,使之不能在室温下保持磁体区的准确偏向,超顺磁效应是LMR(水平纪录手艺)外面磁介质纪录难以突破的物理限制。

LMR和PMR纪录手艺

2004年年底东芝公布的1.8英寸MK4007GAL硬盘是业内首款接纳PMR(垂直纪录手艺)的硬盘,存储密度为133Gb每平方英寸突破了到达LMR磁纪录极限的手艺。

2005年10月Seagate也公布了接纳PMR手艺的Barracuda 7200.9硬盘系列产物。

2007年,日立推出了全球第一款突破TB级容量的硬盘,接纳5碟片,单碟容量200Gb, 转速7200rpm,缓存32Mb.2012年有了第一款4TB硬盘。同年,Western Digital和Seagate也相继推出1Tb硬盘,机械硬盘进入1Tb时代。

在此之后,Western Digital和Seagate均在研究若何在磁介质外面写入数据的时刻降低矫顽力,进一步提高磁盘存储密度,HAMR热辅助写入是一个可用手艺,而着实IBM早在1953年就对此有研究。HAMR就是行使一束靠近居里点温度(138℃,磁性质料永远失去磁性的温度)的特定波长的激光,去加热磁存储介质,从而在写入数据的时刻降低矫顽力。

Western Digital于2013年底展示过一块2.5寸的HAMR硬盘,2015年Seagate也有类似研究效果。

HAMR热辅助手艺面临的问题是需要全新结构的磁头及激光辅助组件、新的存储介质质料、与现有磁盘尺度的兼容性等等,由于接纳电磁和激光手艺,着实是磁光纪录手艺,险些是全新架构的磁盘系统。

2017年10月Western Digital(西部数据)宣布了全新的革命性存储手艺"微波辅助磁纪录"(Microwave-Assisted Magnetic Recording),简称MAMR。

这是Western Digital多年来研发的(MAMR和HAMR)两种能量辅助存储手艺之一,手艺焦点是"自旋扭转振荡器"(Spin Torque Oscillator),通过它发生微波,提高明高密度下数据存储的可靠性,同时能保证足够的稳固性。MAMR手艺是行使微波取代HAMR里的激光来作为辅助前言,可以承袭现有的PMR垂直纪录存储手艺,目的4Tb每平方英寸。

在MAMR和HAMR尚未商用之前,为了进一步提高PMR(垂直纪录手艺)硬盘的容量,各厂商陆续接纳了SMR叠瓦式纪录手艺,就是将磁轨迹部门重叠,类似屋顶的瓦片相互之间搭边叠层。

SMR叠瓦式纪录手艺

随着半导体手艺的生长,2010年SSD固态硬盘逐渐走向市场,容量不停上升,价钱不停下降,已经可以在某些方面与机械式硬盘争锋。在移动装备上,已经是SSD固态硬盘的天下。

3、软盘

1967年,IBM公司推出天下上第一张软盘,直径32英寸。

1971年,IBM的Alan Shugart向导的小组开发了只读的8英寸软盘,存储79.5Kb的数据。1972年Alan Shugart辅助Memorex公司推出了第一款可读/写的软盘Memorex650,容量175Kb。1976年,该小组又开发出5.25英寸软盘。

1979年索尼开发了3.5英寸软盘,容量为875Kb,到1983年时容量到达1.44Mb,并成为市场尺度。

8英寸、5.25英寸、3.5英寸软盘

3.5英寸软盘驱动器与软盘

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    2021-09-11 00:05:20 

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