笔记本电脑的硬盘发展历史和方向越多越好

Posted 2022-12-24 硬盘

篇首语：人生如同故事。重要的并不在有多长，而是在有多好。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了笔记本电脑的硬盘发展历史和方向越多越好相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

笔记本电脑的硬盘发展历史和方向越多越好

硬盘的发展历史

从第一块硬盘RAMAC的产生到现在单碟容量高达十几GB的硬盘，硬盘也经历了几代的发展，下面就介绍一下其历史及发展。

1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），其磁头可以直接移动到盘片上的任何一块存储区域，从而成功地实现了随机存储，这套系统的总容量只有5MB，共使用了50个直径为24英寸的磁盘，这些盘片表面涂有一层磁性物质，它们被叠起来固定在一起，绕着同一个轴旋转。

此款RAMAC在那时主要用于飞机预约、自动银行、医学诊断及太空领域内。

1968年IBM公司首次提出“温彻斯特/Winchester”技术，探讨对硬盘技术做重大改造的可能性。

“温彻斯特”技术的精隋是：“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触”，这也是现代绝大多数硬盘的原型。

1973年IBM公司制造出第一台采用“温彻期特”技术的硬盘，从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础。

1979年，IBM再次发明了薄膜磁头，为进一步减小硬盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。

80年代末期IBM对硬盘发展的又一项重大贡献，即发明了MR（Mago Resistive)磁阻，这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感，使得盘片的存储密度能够比以往20MB每英寸提高了数十倍。

1991年IBM生产的3.5英寸的硬盘使用了MR磁头，使硬盘的容量首次达到了1GB，从此硬盘容量开始进入了GB数量级。

1999年9月7日，Maxtor宣布了首块单碟容量高达10.2GB的ATA硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新里程碑。

2000年2月23日，希捷发布了转速高达15，000RPM的Cheetah X15系列硬盘，其平均寻道时间只有3.9ms，这可算是目前世界上最快的硬盘了，同时它也是到目前为止转速最高的硬盘；其性能相当于阅读一整部Shakespeare只花.15秒。

此系列产品的内部数据传输率高达48MB/s，数据缓存为4~16MB，支持Ultra160/m SCSI及Fibre Channel(光纤通道)，这将硬盘外部数据传输率提高到了160MB~200MB/s。

总得来说，希捷的此款（"捷豹"）Cheetah X15系列将硬盘的性能提高到了一个新的里程碑。

2000年3月16日，硬盘领域又有新突破，第一款“玻璃硬盘”问世，这就是IBM推出的Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV，此两款硬盘均使用玻璃取代传统的铝作为盘片材料，这能为硬盘带来更大的平滑性及更高的坚固性。

另外玻璃材料在高转速时具有更高的稳定性。

此外Deskstar 75GXP系列产品的最高容量达75GB，是当时最大容量的硬盘，而Deskstar 40GV的数据存储密度则高达14.3十亿数据位/每平方英寸，这再次涮新数据存储密度世界记录。

（网易）

硬盘历史发展综述

现在的IDE硬盘，容量动辄20GB，转速则大多为7200RPM，数据缓存则是2MB，这就是现在主流IDE硬盘的标准。

那你知不知道以前的硬盘是什么样子呢？现在大家看到的硬盘大多是3.5英寸盘，但以前的硬盘又是什么一样子呢？硬盘发展到今日这个样子，又经过了多少发展过程呢？带着这些问题，让我们来看看硬盘的历史发展。

最早的硬盘可算是1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），它的磁头可以直接移动到盘片上的任何一块存储区域，从而成功地实现了随机存储，这套系统的总容量只有5MB，共使用了50个直径为24英寸的磁盘，这些盘片表面涂有一层磁性物质，它们被叠起来固定在一起，绕着同一个轴旋转。

此款RAMAC在那时主要用于飞机预约、自动银行、医学诊断及太空领域内。

普通用户是不可能用到得，当然当时的电脑也不多，还没有所谓的PC（Personal puter）。

由于RAMAC庞大的体积及低效的性能，使用或者制造都非常不便，因此在1968年IBM公司又提出了“温彻斯特/Winchester”技术，探讨对硬盘技术做重大改造的可能性。

在此项温氏技术提出后的5年，即1973年，IBM公司制造出了第一台采用“温彻期特”技术的硬盘，从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础，现在大家所用的硬盘大多是此技术的延伸。

下面让我们分块来介绍硬盘技术的历史与发展。

一、磁头技术

硬盘技术的更新换代，其中一个非常重要的技术就是磁头技术，现在的硬盘单碟容量一般都在10GB以上，最高的单碟容量已经达到了20GB，以后硬盘的单碟容量还将继续增大，对于单碟容量，它直接联系的技术就是磁头技术，磁头技术越先进，硬盘的单碟容量就可以做得更高。

最早的磁头是采用铁磁性物质，它在不论磁头的感应敏感程度或精密度上都不理想，因此早期的硬盘单碟容量均非常低，单碟低了，硬盘的总容量就受到非常大的限制，因为在一块硬盘内封装的盘片数是非常有限的（目前一般的硬盘封装盘片数在3~5片）。

同时早期使用的磁头在体积上也小，它使得早期的硬盘体积上相对而言比较庞大，这给用户的使用带来了非常的不便。

迈拓钻石十一代

1979年，IBM再次发明了薄膜磁头，为进一步减小硬盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。

接着在80年代末期，IBM公司对硬盘发展做出了非常重要的一个贡献，即研发了MR（Mago Resistive)磁阻磁头，这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感，这使得盘片的存储密度能够比以往20MB每英寸提高了数十倍，磁盘存储密度提高了，单碟容量自然而然就提高了，而单碟的提高就带动着整块硬盘容量的增大。

在1991年，IBM公司将此项MR磁头技术应用于3.5英寸硬盘中，使得普通电脑用户使用的硬盘容量首次达到了1GB，从此我们使用的硬盘容量开始进入了GB数量级。

现在有些用户使用得迈拓钻石十一代（DiamondMax 80），它能提供高达80GB的容量，这些都是从那时的MR磁头技术开始得，当然这么高的容量最后还得归功于GMR（GaintMago Resistive，巨磁阻）磁头技术，GMR是IBM公司在MR技术的基础上研发成功的新一代磁头技术，它是最新的磁头技术，现在生产的硬盘全都应用了GMR磁头技术。

GMR比MR具有更高的信号变化灵敏度，从而使得硬盘的单碟容量可以做得更高，目前最新的磁头技术为第四代GMR磁头技术。

二、电机技术

在硬盘中，与磁头技术一样重要的另一项技术就是电机技术了，它直接影响着硬盘转速的大小。

目前最快主轴转速的硬盘即希捷公司推出的Cheetah X15（捷豹X15系列），它的主轴电机转速高达15,000RPM。

目前主流的IDE硬盘转速为7200RPM，而主流的SCSI硬盘转速则为10,000RPM。

早期的硬盘转速一般只有4000RPM甚至更低，低转速的主要原因是由于电机技术的限制，随着技术的革新，转速提高到了4400RPM及4900RPM，再后来就是5400RPM了。

目前还有相当大部份的IDE硬盘转速只有5400RPM，这些产品的定位是低价位电脑市场，如上面提到的迈拓钻石十一代（DiamondMax 80），虽然它能提供最高容量达80GB，但其转速却只有5400RPM。

在5400RPM后，推出的即7200RPM，这也是目前最高的IDE硬盘转速。

[Seagate Barracuda ATA] [Seagate Cheetah X15]

这里提一个比较优秀的电机技术是希捷公司独有的 Fluid Dynamic Bearing (FDB) 电机，它在1996年第一次推出，现在已经发展到了第三代技术，最新推出的7200RPM Barracuda ATA III（希捷新酷鱼三代）采用的就是FDB III电机技术，它能有效降低噪音，减少震动，延长寿命和增强对震动的抵抗能力。

电机技术发展了，直接影响的就是硬盘主轴转速的提高，而转速就决定着硬盘的寻道时间。

当然在提高硬盘主轴转速的同时需要考虑得是硬盘的发热量及振动问题，还有就是硬盘的工作噪声问题。

所以电机技术直接决定着硬盘的快慢、工作温度及工作噪声等。

三、接口技术

硬盘接口一直是人们关心的技术，随着电脑其它配件（如CPU、内存、显示等子系统）性能的大步迈进，硬盘的接口传输率越来越体现出它在整个电脑系统的瓶颈效应，硬盘接口越来越受到人们的关注。

1、最早的硬盘接口要算是ST-506/412接口，它是希捷开发的一种硬盘接口，首先使用这种接口的硬盘为希捷的ST－506及ST－412。

ST－506接口使用起来相当简便，它不需要任何特殊的电缆及接头，但是它支持的传输速度很低，因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了，采用该接口的老硬盘容量多数都低于200MB。

早期IBM PC/XT和PC/AT机器使用的硬盘就是ST－506/412硬盘或称MFM硬盘，MFM（Modified Frequency Modulation）是指一种编码方案。

2、接在ST-506/412接口后发布得是ESDI（Enhanced Small Drive Interface）接口，它是迈拓公司于1983年开发的。

其特点是将编解码器放在硬盘本身之中，而不是在控制卡上，理论传输速度是前面所述的ST-506的2~4倍，一般可达到10Mbps。

但其成本较高，与后来产生的IDE接口相比无优势可言，因此在九十年代后就补淘汰了。

3、IDE与EIDE接口，IDE（Integrated Drive Electronics）的本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。

把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容，对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。

4、ATA-1(IDE)接口，ATA是最早的IDE标准的正式名称，IDE实际上是指连在硬盘接口的硬盘本身。

ATA在主板上有一个插口，支持一个主设备和一个从设备，每个设备的最大容量为504MB，ATA最早支持的PIO-0模式（Programmed I/O-0）只有3.3MB/s，而ATA-1一共规定了3种PIO模式和4种DMA模式（没有得到实际应用），要升级为ATA-2，你需要安装一个EIDE适配卡。

5、ATA-2（EIDE Enhanced IDE/Fast ATA）接口，这是对ATA-1的扩展，它增加了2种PIO和2种DMA模式，把最高传输率提高到了16.7MB/s，同时引进了LBA地址转换方式，突破了老BIOS固有504MB的限制，支持最高可达8.1GB的硬盘。

如你的电脑支持ATA-2，则可以在CMOS设置中找到（LBA，LogicalBlock Address）或（CHS，Cylinder,Head,Sector）的设置。

其两个插口分别可以连接一个主设备和一个从设置，从而可以支持四个设备，两个插口也分为主插口和从插口。

通常可将最快的硬盘和CD—ROM放置在主插口上，而将次要一些的设备放在从插口上，这种放置方式对于486及早期的Pentium电脑是必要的，这样可以使主插口连在快速的PCI总线上，而从插口连在较慢的ISA总线上。

从上面的硬盘历史发展中，可以看出硬盘总是朝着容量更大、速度更多、运行更稳定的方向发展得，以前是这样，现在也是这样，将来也必然是这样.

下一代记录技术展望

晶格介质记录

磁头的写入单位是由磁粒组成的磁单元，在同一磁道上极性相反的相邻磁单元之间的边界称为磁变换，通过比特单元是否包括磁变换来进行数据记录。

既要准确探测到磁变换，又要避免超顺磁效应的影响，减小写入单位的尺寸是实现提高存储密度的方式之一，这就是晶格介质技术。

其基本原理就是，生成小尺寸、有序排列的“单畴磁岛”作为写入单位，通过这种技术的存储密度可以达到传统垂直记录的大约两倍。

而且由于每个岛都是一个单磁畴，所以晶格介质的热稳定性也很好，几乎不会受到超顺磁效应的影响。

现在的光刻技术已经能够实现制造磁岛，这其中需要用到电子束刻蚀技术和纳米刻印复制技术，前者用于制造后者的模板，后者则将图样翻版到硬盘盘片的基板之上。

在磁变换的过程当中，当被写入数据以后，磁岛必须保持单畴，这样数据才不会丢失，因此，除了制造工艺要取得突破以外，还需要磁头技术的配合。

晶格介质记录这项技术目前还需要进行大量的实用化研究。

热辅助磁记录

前文提到过高矫顽力磁介质的使用，可以进一步减小磁粒尺寸。

之所以过去的技术推广程度不高，是因为使用这种介质时，磁头写入需要极强的磁场，不仅使得磁头制造困难，而且也会对相邻区域的数据稳定性有一定影响。

现在，一种全新的记录方式可以有效解决这个问题----热辅助磁记录。

其原理就是采用激光作为辅助，在写入介质时，使用激光照射写入点，这样磁头就可以利用热能，从而在磁场强度小的情况下也能顺利进行写入操作。

难点就在于需要采用极细的激光束，普通激光不能满足需求，实验室当中流行的办法是采用近场光。

这项技术理论上可以将存储密度提高到5Tbit/平方英寸，即传统垂直记录技术的存储密度极限的10倍，目前还处在基础研究阶段。