计算机存储:存储个人数据的简史

无论是在计算机、手机、硬盘驱动器还是 SD 卡上,计算机存储都可以帮助我们跟踪我们创建的数据。计算机存储的变化和发展历史悠久,每一步都为我们今天的成就铺平了道路。但是计算机存储是如何产生的呢?

1800 年代后期:有线录音和电报

在 1800 年代后期,留声机风靡一时,美国数学工程师欧柏林·史密斯提出了使用磁力作为录音手段的想法。他提议可以将声音记录并存储在一根细线上。

直到 1890 年代,世界才出现了展示这一概念的实际设备。它被称为电报机,并成为计算机存储历史的重要组成部分。

声音会进入麦克风并转换为电流。该电流流向记录头。一根极细的金属线沿着记录头被拉动。当电线与录音头一起运行时,它的一小部分会暴露在麦克风的电流中。多年来,这些部分的磁性将保持一致。

1928 年:磁带录音

1928 年,德国发明家弗里茨·普夫勒默 (Fritz Pfleumer) 提出了磁带存储音频的方法。然而,最初的磁带实际上是纸做的。纸张最终被醋酸塑料取代。

胶带上覆盖着氧化铁(基本上是锈)。当磁带穿过录音头时,氧化铁的某些部分会被磁化。虽然磁带专门用于录制音频,但 1950 年代初期的计算机公司意识到他们可以将磁带用于数据存储。

1951 年,Eckert-Mauchly 带着他们的 UNIVAC I 进入,这是第一台使用磁带作为数据存储手段的计算机。该设备使用称为 UNISERVO I 的大型磁带驱动器。与现代存储设备相比,该驱动器非常庞大,高达 5 到 6 英尺。它可以存储长达 1200 英尺的磁带。

磁芯存储器出现于 1951 年左右,并首次用于麻省理工学院的旋风飞行模拟器。很难确定负责这项技术的单一发明者。在 40 年代末到 50 年代初,包括 Jay Forrester、An Wang、Frederick Veihe 和 Jan Racjchmam 在内的几位科学家为类似技术申请了专利。

磁芯存储器的操作与磁带存储器非常不同。磁环阵列与电线网格相连。每个环代表一位内存,如果以一种方式磁化,则环代表 1,如果以另一种方式磁化,则代表 0。

1956 年:硬盘

计算机存储发展的下一步是硬盘的出现。 1956 年 9 月 14 日,IBM 推出了 305 RAMAC(计费和控制的随机访问方法),它采用与磁带相同的磁存储原理。

磁盘存储优于磁带存储,因为使用磁盘存储,您可以无序访问数据。使用磁带存储器,您必须按特定顺序访问数据(想象一下通过磁带查找某部电影)。相反,磁盘存储器允许您随机访问您需要的信息(很像 DVD)。

305 RAMAC 驱动器比第一批磁带驱动器大得多,在任何意义上。它们和冰箱一样高,宽度是冰箱的三倍。每个驱动器都有几个垂直堆叠的磁盘,其中可以包含数据。 IBM 吹捧每个磁盘最多可以容纳 500 万个 6 位字符(大约 3.75MB)。

1971 年:软盘

1971 年,IBM 引入了另一场计算机革命,即软盘。就像磁盘一样,软盘通过磁印来存储数据。它们是由聚酯薄膜制成的小磁盘,这就是它们如此柔软的原因。

第一个投放市场的软盘直径为 8 英寸,可以容纳大约 80KB 的数据。无论如何,这不是很多数据,但足以将软件和指令加载到计算机中。在此之前,计算机依赖于通过物理穿孔卡输入数据。

下一个标准软盘大小是 5.25 英寸,可以容纳 100KB 的数据。然后,在 1977 年,苹果发布了带有两个 5.25 英寸软驱的 Apple II PC,引起了软盘市场的爆炸式增长。

随着软盘的出现,PC 用户可以将操作系统和软件加载到他们的计算机上。访问数据比使用磁带数据(磁带存储的小得多的版本)快得多。

在 90 年代,3.5 英寸软盘成为 PC 用户的首选格式。虽然它的尺寸更小,但它容纳的数据却呈指数级增长(大约 1.4MB)。直到 2000 年代初闪存驱动器占领市场之前,软盘一直是便携式计算机存储的主要方式。

2000 年代初期:闪存/固态存储

闪存出现于 1984 年,当时 Fujio Masuoka 开发了一种非易失性且没有移动部件的数据保存方法。当时他在东芝工作。它是一种电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),整个存储器可以在闪存中擦除。 Masuoka 的同事 Shoji Ariizumi 将擦除过程比作照相机的闪光灯,从而创造了术语“闪存”。

在将这个新想法提交给 IEEE(电气和电子工程师协会)后,东芝和 Masuoka 开始设计芯片。英特尔受到 Masuoka 开发的启发,开始开发自己的闪存形式。很快,其他公司开始开发自己的闪存版本。

整个 90 年代,闪存行业呈爆炸式增长。 1991 年,SanDisk 销售了第一款用于计算机数据存储的 SSD,容量为 20MB。然后,在 1997 年,推出了第一款使用闪存的手机。到那一年,闪存产业价值超过 20 亿美元,到 2006 年上升到超过 200 亿美元。

现在,有多种形式的闪存,如闪存驱动器、SD 卡、Nintendo Switch 游戏卡带等。

云存储是最现代的海量存储方式,但它的根源可以追溯到 1960 年代。云存储之父是 JCR Licklider,他创建了高级研究项目网络 (ARPNET)。这是计算机通过网络共享资源的一种方式。

在 80 年代初,Compuserve 提供了更接近现代云存储的产品。它为客户提供了 128KB 的存储空间来存储信息。 AT&T 在 1994 年推出了类似的计划。从那时起,云存储的规模和范围不断扩大,IBM 和微软等公司推出了云存储产品。

今天,人们正在突破云存储的可能性。例如,谷歌的 Stadia 是一项云游戏服务,游戏在云中呈现并流式传输到兼容设备,而微软正在开发 Windows 365 Cloud ,该服务将在云中处理整个操作系统并将其流式传输到设备。

用二进制写成的历史

早在 1880 年代后期,当第一批有线录音播放时,没有人知道会发生什么。如今,我们的大部分生活要么以硬盘上的磁化线形式存在,要么以 SSD 中的电子形式存在。很难想象一个没有计算机存储的世界。