『壹』 存儲技術發展歷史
最早的外置存儲器可以追溯到19世紀末。為了解決人口普查的需要,霍列瑞斯首先把穿孔紙帶改造成穿孔卡片。
他把每個人所有的調查項目依次排列於一張卡片,然後根據調查結果在相應項目的位置上打孔。在以後的計算機系統里,用穿孔卡片輸入數據的方法一直沿用到20世紀70年代,數據處理也發展成為電腦的主要功能之一。
2、磁帶
UNIVAC-I第一次採用磁帶機作外存儲器,首先用奇偶校驗方法和雙重運算線路來提高系統的可靠性,並最先進行了自動編程的試驗。此時這個磁帶長達1200英寸、包含8個磁軌,每英寸可存儲128bits,每秒可記錄12800個字元,容量也達到史無前例的184KB。從 此之後,磁帶經歷了迅速發展,後來廣泛應用了錄音、影像領域。
3、軟盤(見過這玩意的一定是80後)
1967年 IBM公司推出世界上第一張「軟盤」,直徑32英寸。隨著技術的發展,軟盤的尺寸一直在減小,容量也在不斷提升,大小從8英寸,減到到5.25英寸軟盤,以及到後來的3.5英寸軟盤,容量卻從最早的81KB到後來的1.44MB。在80-90年代3.5英寸軟盤達到了巔峰。直到CD-ROM、USB存儲設備出現後,軟盤銷量才逐漸下滑。
4、CD
CD也就是我們常說的光碟、光碟,誕生於1982年,最早用於數字音頻存儲。1985年,飛利浦和索尼將其引入PC,當時稱之為CD-ROM(只 讀),後來又發展成CD-R(可讀)。因為聲頻CD的巨大成功,今天這種媒體的用途已經擴大到進行數據儲存,目的是數據存檔和傳遞。
5、磁碟
第一台磁碟驅動器是由IBM於1956年生產,可存儲5MB數據,總共使用了50個24英寸碟片。到1973年,IBM推出第一個現代「溫徹斯特」磁碟驅動器3340,使用了密封組件、潤滑主軸和小質量磁頭。此後磁碟的容量一度提升MB到GB再到TB。
6、DVD
數字多功能光碟,簡稱DVD,是一種光碟存儲器。起源於上世紀60年代,荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進行記錄和重放信息的研究。1972年,他們的研究獲得了成功,1978年投放市場。最初的產品就是大家所熟知的激光視盤(LD,Laser Vision Disc)系統。它們的直徑多是120毫米左右。容量目前最大可到17.08GB。
7、快閃記憶體
淺談存儲器的進化歷程
快閃記憶體(Flash Memory)是一種長壽命的非易失性(在斷電情況下仍能保持所存儲的數據信+息)的存儲器。包含U盤、SD卡、CF卡、記憶棒等等種類。在1984年,東芝公司的發明人舛岡富士雄首先提出了快速快閃記憶體存儲器(此處簡稱快閃記憶體)的概念。與傳統電腦內存不同,快閃記憶體的特點是非易失性(也就是所存儲的數據在主機掉電後不會丟失),其記錄速度也非常快。Intel是世界上第一個生產快閃記憶體並將其投放市場的公司。到目前為止快閃記憶體形態多樣,存儲容量也不斷擴展到256GB甚至更高。
隨著存儲器的更新換代,存儲容量越來越大,讀寫速度也越來越快,企業級硬碟單盤容量已經達到10TB以上,目前使用的SSD固態硬碟,讀速度達:3000+MB/s,寫速度達:1700MB/s,用起來美滋滋啊。
『貳』 存儲器的發展史
存儲器設備發展
1.存儲器設備發展之汞延遲線
汞延遲線是基於汞在室溫時是液體,同時又是導體,每比特數據用機械波的波峰(1)和波谷(0)表示。機械波從汞柱的一端開始,一定厚度的熔融態金屬汞通過一振動膜片沿著縱向從一端傳到另一端,這樣就得名「汞延遲線」。在管的另一端,一感測器得到每一比特的信息,並反饋到起點。設想是汞獲取並延遲這些數據,這樣它們便能存儲了。這個過程是機械和電子的奇妙結合。缺點是由於環境條件的限制,這種存儲器方式會受各種環境因素影響而不精確。
1950年,世界上第一台具有存儲程序功能的計算機EDVAC由馮.諾依曼博士領導設計。它的主要特點是採用二進制,使用汞延遲線作存儲器,指令和程序可存入計算機中。
1951年3月,由ENIAC的主要設計者莫克利和埃克特設計的第一台通用自動計算機UNIVAC-I交付使用。它不僅能作科學計算,而且能作數據處理。
2.存儲器設備發展之磁帶
UNIVAC-I第一次採用磁帶機作外存儲器,首先用奇偶校驗方法和雙重運算線路來提高系統的可靠性,並最先進行了自動編程的試驗。
磁帶是所有存儲器設備發展中單位存儲信息成本最低、容量最大、標准化程度最高的常用存儲介質之一。它互換性好、易於保存,近年來,由於採用了具有高糾錯能力的編碼技術和即寫即讀的通道技術,大大提高了磁帶存儲的可靠性和讀寫速度。根據讀寫磁帶的工作原理可分為螺旋掃描技術、線性記錄(數據流)技術、DLT技術以及比較先進的LTO技術。
根據讀寫磁帶的工作原理,磁帶機可以分為六種規格。其中兩種採用螺旋掃描讀寫方式的是面向工作組級的DAT(4mm)磁帶機和面向部門級的8mm磁帶機,另外四種則是選用數據流存儲技術設計的設備,它們分別是採用單磁頭讀寫方式、磁帶寬度為1/4英寸、面向低端應用的Travan和DC系列,以及採用多磁頭讀寫方式、磁帶寬度均為1/2英寸、面向高端應用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。
磁帶庫是基於磁帶的備份系統,它能夠提供同樣的基本自動備份和數據恢復功能,但同時具有更先進的技術特點。它的存儲容量可達到數百PB,可以實現連續備份、自動搜索磁帶,也可以在驅動管理軟體控制下實現智能恢復、實時監控和統計,整個數據存儲備份過程完全擺脫了人工干涉。
磁帶庫不僅數據存儲量大得多,而且在備份效率和人工佔用方面擁有無可比擬的優勢。在網路系統中,磁帶庫通過SAN(Storage Area Network,存儲區域網路)系統可形成網路存儲系統,為企業存儲提供有力保障,很容易完成遠程數據訪問、數據存儲備份或通過磁帶鏡像技術實現多磁帶庫備份,無疑是數據倉庫、ERP等大型網路應用的良好存儲設備。
3.存儲器設備發展之磁鼓
1953年,隨著存儲器設備發展,第一台磁鼓應用於IBM 701,它是作為內存儲器使用的。磁鼓是利用鋁鼓筒表面塗覆的磁性材料來存儲數據的。鼓筒旋轉速度很高,因此存取速度快。它採用飽和磁記錄,從固定式磁頭發展到浮動式磁頭,從採用磁膠發展到採用電鍍的連續磁介質。這些都為後來的磁碟存儲器打下了基礎。
磁鼓最大的缺點是利用率不高, 一個大圓柱體只有表面一層用於存儲,而磁碟的兩面都利用來存儲,顯然利用率要高得多。 因此,當磁碟出現後,磁鼓就被淘汰了。
4.存儲器設備發展之磁芯
美國物理學家王安1950年提出了利用磁性材料製造存儲器的思想。福雷斯特則將這一思想變成了現實。
為了實現磁芯存儲,福雷斯特需要一種物質,這種物質應該有一個非常明確的磁化閾值。他找到在新澤西生產電視機用鐵氧體變換器的一家公司的德國老陶瓷專家,利用熔化鐵礦和氧化物獲取了特定的磁性質。
對磁化有明確閾值是設計的關鍵。這種電線的網格和芯子織在電線網上,被人稱為芯子存儲,它的有關專利對發展計算機非常關鍵。這個方案可靠並且穩定。磁化相對來說是永久的,所以在系統的電源關閉後,存儲的數據仍然保留著。既然磁場能以電子的速度來閱讀,這使互動式計算有了可能。更進一步,因為是電線網格,存儲陣列的任何部分都能訪問,也就是說,不同的數據可以存儲在電線網的不同位置,並且閱讀所在位置的一束比特就能立即存取。這稱為隨機存取存儲器(RAM),在存儲器設備發展歷程中它是互動式計算的革新概念。福雷斯特把這些專利轉讓給麻省理工學院,學院每年靠這些專利收到1500萬~2000萬美元。
最先獲得這些專利許可證的是IBM,IBM最終獲得了在北美防衛軍事基地安裝「旋風」的商業合同。更重要的是,自20世紀50年代以來,所有大型和中型計算機也採用了這一系統。磁芯存儲從20世紀50年代、60年代,直至70年代初,一直是計算機主存的標准方式。
5.存儲器設備發展之磁碟
世界第一台硬碟存儲器是由IBM公司在1956年發明的,其型號為IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)。這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟。1968年,IBM公司提出「溫徹斯特/Winchester」技術,其要點是將高速旋轉的磁碟、磁頭及其尋道機構等全部密封在一個無塵的封閉體中,形成一個頭盤組合件(HDA),與外界環境隔絕,避免了灰塵的污染,並採用小型化輕浮力的磁頭浮動塊,碟片表面塗潤滑劑,實行接觸起停,這是現代絕大多數硬碟的原型。1979年,IBM發明了薄膜磁頭,進一步減輕了磁頭重量,使更快的存取速度、更高的存儲密度成為可能。20世紀80年代末期,IBM公司又對存儲器設備發展作出一項重大貢獻,發明了MR(Magneto Resistive)磁阻磁頭,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度比以往提高了數十倍。1991年,IBM生產的3.5英寸硬碟使用了MR磁頭,使硬碟的容量首次達到了1GB,從此,硬碟容量開始進入了GB數量級。IBM還發明了PRML(Partial Response Maximum Likelihood)的信號讀取技術,使信號檢測的靈敏度大幅度提高,從而可以大幅度提高記錄密度。
目前,硬碟的面密度已經達到每平方英寸100Gb以上,是容量、性價比最大的一種存儲設備。因而,在計算機的外存儲設備中,還沒有一種其他的存儲設備能夠在最近幾年中對其統治地位產生挑戰。硬碟不僅用於各種計算機和伺服器中,在磁碟陣列和各種網路存儲系統中,它也是基本的存儲單元。值得注意的是,近年來微硬碟的出現和快速發展為移動存儲提供了一種較為理想的存儲介質。在快閃記憶體晶元難以承擔的大容量移動存儲領域,微硬碟可大顯身手。目前尺寸為1英寸的硬碟,存儲容量已達4GB,10GB容量的1英寸硬碟不久也會面世。微硬碟廣泛應用於數碼相機、MP3設備和各種手持電子類設備。
另一種磁碟存儲設備是軟盤,從早期的8英寸軟盤、5.25英寸軟盤到3.5英寸軟盤,主要為數據交換和小容量備份之用。其中,3.5英寸1.44MB軟盤占據計算機的標准配置地位近20年之久,之後出現過24MB、100MB、200MB的高密度過渡性軟盤和軟碟機產品。然而,由於USB介面的快閃記憶體出現,軟盤作為數據交換和小容量備份的統治地位已經動搖,不久會退出存儲器設備發展歷史舞台。
6. 存儲器設備發展之光碟
光碟主要分為只讀型光碟和讀寫型光碟。只讀型指光碟上的內容是固定的,不能寫入、修改,只能讀取其中的內容。讀寫型則允許人們對光碟內容進行修改,可以抹去原來的內容,寫入新的內容。用於微型計算機的光碟主要有CD-ROM、CD-R/W和DVD-ROM等幾種。
上世紀60年代,荷蘭飛利浦公司的研究人員開始使用激光光束進行記錄和重放信息的研究。1972年,他們的研究獲得了成功,1978年投放市場。最初的產品就是大家所熟知的激光視盤(LD,Laser Vision Disc)系統。
從LD的誕生至計算機用的CD-ROM,經歷了三個階段,即LD-激光視盤、CD-DA激光唱盤、CD-ROM。下面簡單介紹這三個存儲器設備發展階段性的產品特點。
LD-激光視盤,就是通常所說的LCD,直徑較大,為12英寸,兩面都可以記錄信息,但是它記錄的信號是模擬信號。模擬信號的處理機制是指,模擬的電視圖像信號和模擬的聲音信號都要經過FM(Frequency Molation)頻率調制、線性疊加,然後進行限幅放大。限幅後的信號以0.5微米寬的凹坑長短來表示。
CD-DA激光唱盤 LD雖然取得了成功,但由於事先沒有制定統一的標准,使它的開發和製作一開始就陷入昂貴的資金投入中。1982年,由飛利浦公司和索尼公司制定了CD-DA激光唱盤的紅皮書(Red Book)標准。由此,一種新型的激光唱盤誕生了。CD-DA激光唱盤記錄音響的方法與LD系統不同,CD-DA激光唱盤系統首先把模擬的音響信號進行PCM(脈沖編碼調制)數字化處理,再經過EMF(8~14位調制)編碼之後記錄到盤上。數字記錄代替模擬記錄的好處是,對干擾和雜訊不敏感,由於盤本身的缺陷、劃傷或沾污而引起的錯誤可以校正。
CD-DA系統取得成功以後,使飛利浦公司和索尼公司很自然地想到利用CD-DA作為計算機的大容量只讀存儲器。但要把CD-DA作為計算機的存儲器,還必須解決兩個重要問題,即建立適合於計算機讀寫的盤的數據結構,以及CD-DA誤碼率必須從現有的10-9降低到10-12以下,由此就產生了CD-ROM的黃皮書(Yellow Book)標准。這個標準的核心思想是,盤上的數據以數據塊的形式來組織,每塊都要有地址,這樣一來,盤上的數據就能從幾百兆位元組的存儲空間上被迅速找到。為了降低誤碼率,採用增加一種錯誤檢測和錯誤校正的方案。錯誤檢測採用了循環冗餘檢測碼,即所謂CRC,錯誤校正採用里德-索洛蒙(Reed Solomon)碼。黃皮書確立了CD-ROM的物理結構,而為了使其能在計算機上完全兼容,後來又制定了CD-ROM的文件系統標准,即ISO 9660。
在上世紀80年代中期,光碟存儲器設備發展速度非常快,先後推出了WORM光碟、磁光碟(MO)、相變光碟(Phase Change Disk,PCD)等新品種。20世紀90年代,DVD-ROM、CD-R、CD-R/W等開始出現和普及,目前已成為計算機的標准存儲設備。
光碟技術進一步向高密度發展,藍光光碟是不久將推出的下一代高密度光碟。多層多階光碟和全息存儲光碟正在實驗室研究之中,可望在5年之內推向市場。
7.存儲器設備發展之納米存儲
納米是一種長度單位,符號為nm。1納米=1毫微米,約為10個原子的長度。假設一根頭發的直徑為0.05毫米,把它徑向平均剖成5萬根,每根的厚度即約為1納米。與納米存儲有關的主要進展有如下內容。
1998年,美國明尼蘇達大學和普林斯頓大學制備成功量子磁碟,這種磁碟是由磁性納米棒組成的納米陣列體系。一個量子磁碟相當於我們現在的10萬~100萬個磁碟,而能源消耗卻降低了1萬倍。
1988年,法國人首先發現了巨磁電阻效應,到1997年,採用巨磁電阻原理的納米結構器件已在美國問世,它在磁存儲、磁記憶和計算機讀寫磁頭等方面均有廣闊的應用前景。
2002年9月,美國威斯康星州大學的科研小組宣布,他們在室溫條件下通過操縱單個原子,研製出原子級的硅記憶材料,其存儲信息的密度是目前光碟的100萬倍。這是納米存儲材料技術研究的一大進展。該小組發表在《納米技術》雜志上的研究報告稱,新的記憶材料構建在硅材料表面上。研究人員首先使金元素在硅材料表面升華,形成精確的原子軌道;然後再使硅元素升華,使其按上述原子軌道進行排列;最後,藉助於掃瞄隧道顯微鏡的探針,從這些排列整齊的硅原子中間隔抽出硅原子,被抽空的部分代表「0」,餘下的硅原子則代表「1」,這就形成了相當於計算機晶體管功能的原子級記憶材料。整個試驗研究在室溫條件下進行。研究小組負責人赫姆薩爾教授說,在室溫條件下,一次操縱一批原子進行排列並不容易。更為重要的是,記憶材料中硅原子排列線內的間隔是一個原子大小。這保證了記憶材料的原子級水平。赫姆薩爾教授說,新的硅記憶材料與目前硅存儲材料存儲功能相同,而不同之處在於,前者為原子級體積,利用其製造的計算機存儲材料體積更小、密度更大。這可使未來計算機微型化,且存儲信息的功能更為強大。
以上就是本文向大家介紹的存儲器設備發展歷程的7個關鍵時期
『叄』 內存儲器的發展歷程
對於用過386機器的人來說,30pin的內存,我想在很多人的腦海里,一定或多或少的還留有一絲印象,這一次我們特意收集的7根30pin的內存條,並拍成圖片,怎麼樣看了以後,是不是有一種久違的感覺呀!
30pin 反面 30pin 正面
下面是一些常見內存參數的介紹:
bit 比特,內存中最小單位,也叫「位」。它只有兩個狀態分別以0和1表示
byte位元組,8個連續的比特叫做一個位元組。
ns(nanosecond)
納秒,是一秒的10億分之一。內存讀寫速度的單位,其前面數字越小表示速度越快。
72pin正面 72pin反面
72pin的內存,可以說是計算機發展史的一個經典,也正因為它的廉價,以及速度上大幅度的提升,為電腦的普及,提供了堅實的基礎。由於用的人比較多,目前在市場上還可以買得到。
SIMM(Single In-line Memory Moles)
單邊接觸內存模組。是5X86及其較早的PC中常採用的內存介面方式。在486以前,多採用30針的SIMM介面,而在Pentuim中更多的是72針的SIMM介面,或者與DIMM介面類型並存。人們通常把72線的SIMM類型內存模組直接稱為72線內存。
ECC(Error Checking and Correcting)
錯誤檢查和糾正。與奇偶校驗類似,它不但能檢測到錯誤的地方,還可以糾正絕大多數錯誤。它也是在原來的數據位上外加位來實現的,這些額外的位是用來重建錯誤數據的。只有經過內存的糾錯後,計算機操作指令才可以繼續執行。當然在糾錯是系統的性能有著明顯的降低。
EDO DRAM(Extended Data Output RAM)
擴展數據輸出內存。是Micron公司的專利技術。有72線和168線之分、5V電壓、帶寬32bit、基本速度40ns以上。傳統的DRAM和FPM DRAM在存取每一bit數據時必須輸出行地址和列地址並使其穩定一段時間後,然後才能讀寫有效的數據,而下一個bit的地址必須等待這次讀寫操作完成才能輸出。EDO DRAM不必等待資料的讀寫操作是否完成,只要規定的有效時間一到就可以准備輸出下一個地址,由此縮短了存取時間,效率比FPM DRAM高20%—30%。具有較高的性/價比,因為它的存取速度比FPM DRAM快15%,而價格才高出5%。因此,成為中、低檔Pentium級別主板的標准內存。
DIMM(Dual In-line Memory Moles)
雙邊接觸內存模組。也就是說這種類型介面內存的插板兩邊都有數據介面觸片,這種介面模式的內存廣泛應用於現在的計算機中,通常為84針,由於是雙邊的,所以共有84×2=168線接觸,所以人們常把這種內存稱為168線內存。
PC133
SDRAM(Synchronous Burst RAM)
同步突發內存。是168線、3.3V電壓、帶寬64bit、速度可達6ns。是雙存儲體結構,也就是有兩個儲存陣列,一個被CPU讀取數據的時候,另一個已經做好被讀取數據的准備,兩者相互自動切換,使得存取效率成倍提高。並且將RAM與CPU以相同時鍾頻率控制,使RAM與CPU外頻同步,取消等待時間,所以其傳輸速率比EDO DRAM快了13%。SDRAM採用了多體(Bank)存儲器結構和突發模式,能傳輸一整數據而不是一段數據。
SDRAM ECC 伺服器專用內存
RDRAM(Rambus DRAM)
是美國RAMBUS公司在RAMBUSCHANNEL技術基礎上研製的一種存儲器。用於數據存儲的字長為16位,傳輸率極速指標有望達到600MHz。以管道存儲結構支持交叉存取同時執行四條指令,單從封裝形式上看,與DRAM沒有什麼不同,但在發熱量方面與100MHz的SDRAM大致相當。因為它的圖形加速性能是EDO DRAM的3-10倍,所以目前主要應用於高檔顯卡上做顯示內存。
Direct RDRAM
是RDRAM的擴展,它使用了同樣的RSL,但介面寬度達到16位,頻率達到800MHz,效率更高。單個傳輸率可達到1.6GB/s,兩個的傳輸率可達到3.2GB/s。
點評:
30pin和72pin的內存,早已退出市場,現在市場上主流的內存,是SDRAM,而SDRAM的價格越降越底,對於商家和廠家而言,利潤空間已縮到了極限,賠錢的買賣,有誰願意去做了?再者也沒有必要,畢竟廠家或商家們總是在朝著向「錢」的方向發展。
隨著 INTEL和 AMD兩大公司 CPU生產飛速發展,以及各大板卡廠家的支持,RAMBUS 和 DDRAM 也得到了更快的發展和普及,究竟哪一款會成為主流,哪一款更適合用戶,市場終究會證明這一切的。
機存取存儲器是電腦的記憶部件,也被認為是反映集成電路工藝水平的部件。各種存儲器中以動態存儲器(DRAM)的存儲容量為最大,使用最為普及,幾十年間它的存儲量擴大了幾千倍,存取數據的速度提高40多倍。存儲器的集成度的提高是靠不斷縮小器件尺寸達到的。尺寸的縮小,對集成電路的設計和製造技術提出了極為苛刻的要求,可以說是只有一代新工藝的突破,才有一代集成電路。
動態讀寫存儲器DRAM(Dynamic Random Access MeMory)是利用MOS存儲單元分布電容上的電荷來存儲數據位,由於電容電荷會泄漏,為了保持信息不丟失,DRAM需要不斷周期性地對其刷新。由於這種結構的存儲單元所需要的MOS管較少,因此DRAM的集成度高、功耗也小,同時每位的價格最低。DRAM一般都用於大容量系統中。DRAM的發展方向有兩個,一是高集成度、大容量、低成本,二是高速度、專用化。
從1970年Intel公司推出第一塊1K DRAM晶元後,其存儲容量基本上是按每三年翻兩番的速度發展。1995年12月韓國三星公司率先宣布利用0.16μm工藝研製成功集成度達10億以上的1000M位的高速(3lns)同步DRAM。這個領域的競爭非常激烈,為了解決巨額投資和共擔市場風險問題,世界范圍內的各大半導體廠商紛紛聯合,已形成若干合作開發的集團格局。
1996年市場上主推的是4M位和16M位DRAM晶元,1997年以16M位為主,1998年64M位大量上市。64M DRAM的市場佔有率達52%;16M DRAM的市場佔有率為45%。1999年64M DRAM市場佔有率已提高到78%,16M DRAM佔1%。128M DRAM已經普及,明年將出現256M DRAM。
高性能RISC微處理器的時鍾已達到100MHz~700MHz,這種情況下,處理器對存儲器的帶寬要求越來越高。為了適應高速CPU構成高性能系統的需要,DRAM技術在不斷發展。在市場需求的驅動下,出現了一系列新型結構的高速DRAM。例如EDRAM、CDRAM、SDRAM、RDRAM、SLDRAM、DDR DRAM、DRDRAM等。為了提高動態讀寫存儲器訪問速度而採用不同技術實現的DRAM有:
(1) 快速頁面方式FPM DRAM
快速頁面方式FPM(Fast Page Mode)DRAM已經成為一種標准形式。一般DRAM存儲單元的讀寫是先選擇行地址,再選擇列地址,事實上,在大多數情況下,下一個所需要的數據在當前所讀取數據的下一個單元,即其地址是在同一行的下一列,FPM DRAM可以通過保持同一個行地址來選擇不同的列地址實現存儲器的連續訪問。減少了建立行地址的延時時間從而提高連續數據訪問的速度。但是當時鍾頻率高於33MHz時,由於沒有足夠的充電保持時間,將會使讀出的數據不可靠。
(2) 擴展數據輸出動態讀寫存儲器EDO DRAM
在FPM技術的基礎上發展起來的擴展數據輸出動態讀寫存儲器EDODRAM(Extended Data Out DRAM),是在RAM的輸出端加一組鎖存器構成二級內存輸出緩沖單元,用以存儲數據並一直保持到數據被可靠地讀取時為止,這樣就擴展了數據輸出的有效時間。EDODRAM可以在50MHz時鍾下穩定地工作。
由於只要在原DRAM的基礎上集成成本提高並不多的EDO邏輯電路,就可以比較有效地提高動態讀寫存儲器的性能,所以在此之前,EDO DRAM曾成為動態讀寫存儲器設計的主流技術和基本形式。
(3) 突發方式EDO DRAM
在EDO DRAM存儲器的基礎上,又發展了一種可以提供更高有效帶寬的動態讀寫存儲器突發方式EDO DRAM(Burst EDO DRAM)。這種存儲器可以對可能所需的4個數據地址進行預測並自動地預先形成,它把可以穩定工作的頻率提高到66MHz。
(4) 同步動態讀寫存儲器SDRAM
SDRAM(Synchronous DRAM)是通過同步時鍾對控制介面的操作和安排片內隔行突發方式地址發生器來提高存儲器的性能。它僅需要一個首地址就可以對一個存儲塊進行訪問。所有的輸入采樣如輸出有效都在同一個系統時鍾的上升沿。所使用的與CPU同步的時鍾頻率可以高達66MHz~100MHz。它比一般DRAM增加一個可編程方式寄存器。採用SDRAM可大大改善內存條的速度和性能,系統設計者可根據處理器要求,靈活地採用交錯或順序脈沖。
Infineon Technologies(原Siemens半導體)今年已批量供應256Mit SDRAM。其SDRAM用0.2μm技術生產,在100MHz的時鍾頻率下輸出時間為10ns。
(5) 帶有高速緩存的動態讀寫存儲器CDRAM
CDRAM(Cached DRAM)是日本三菱電氣公司開發的專有技術,1992年推出樣品,是通過在DRAM晶元,集成一定數量的高速SRAM作為高速緩沖存儲器Cache和同步控制介面,來提高存儲器的性能。這種晶元用單一+3.3V電源,低壓TTL輸入輸出電平。目前三菱公司可以提供的CDRAM為4Mb和16Mb,其片內Cache為16KB,與128位內部匯流排配合工作,可以實現100MHz的數據訪問。流水線式存取時間為7ns。
(6) 增強型動態讀寫存儲器EDRAM(Enhanced DRAM)
由Ramtron跨國公司推出的帶有高速緩沖存儲器的DRAM產品稱作增強型動態讀寫存儲器EDRAM(Enhanced DRAM),它採用非同步操作方式,單一+5V工作電源,CMOS或TTL輸入輸出電平。由於採用一種改進的DRAM 0.76μm CMOS工藝和可以減小寄生電容和提高晶體管增益的結構技術,其性能大大提高,行訪問時間為35ns,讀/寫訪問時間可以提高到65ns,頁面寫入周期時間為15ns。EDRAM還在片內DRAM存儲矩陣的列解碼器上集成了2K位15ns的靜態RAM高速緩沖存儲器Cache,和後寫寄存器以及另外的控制線,並允許SRAM Cache和DRAM獨立操作。每次可以對一行數據進行高速緩沖。它可以象標準的DRAM對任一個存儲單元用頁面或靜態列訪問模式進行操作,訪問時間只有15ns。當Cache未命中時,EDRAM就把新的一行載入到Cache中,並把選擇的存儲單元數據輸出,這需要花35ns。這種存儲器的突發數據率可以達到267Mbytes/s。
(7) RDRAM(Rambus DRAM)
Rambus DRAM是Rambus公司利用本身研製的一種獨特的介面技術代替頁面方式結構的一種新型動態讀寫存儲器。這種介面在處理機與DRAM之間使用了一種特殊的9位低壓負載發送線,用250MHz同步時鍾工作,位元組寬度地址與數據復用的串列匯流排介面。這種介面又稱作Rambus通道,這種通道嵌入到DRAM中就構成Rambus DRAM,它還可以嵌入到用戶定製的邏輯晶元或微處理機中。它通過使用250MHz時鍾的兩個邊沿可以使突發數據傳輸率達到500MHz。在採用Rambus通道的系統中每個晶元內部都有它自己的控制器,用來處理地址解碼和面頁高速緩存管理。由此一片存儲器子系統的容量可達512K位元組,並含有一個匯流排控制器。不同容量的存儲器有相同的引腳並連接在同一組匯流排上。Rambus公司開發了這種新型結構的DRAM,但是它本身並不生產,而是通過發放許可證的方式轉讓它的技術,已經得到生產許可的半導體公司有NEC、Fujitsu、Toshiba、Hitachi和LG等。
被業界看好的下一代新型DRAM有三種:雙數據傳輸率同步動態讀寫存儲器(DDR SDRAM)、同步鏈動態讀寫存儲器(SLDRAM)和Rambus介面DRAM(RDRAM)。
(1) DDR DRAM(Double Data Rate DRAM)
在同步動態讀寫存儲器SDRAM的基礎上,採用延時鎖定環(Delay-locked Loop)技術提供數據選通信號對數據進行精確定位,在時鍾脈沖的上升沿和下降沿都可傳輸數據(而不是第一代SDRAM僅在時鍾脈沖的下降沿傳輸數據),這樣就在不提高時鍾頻率的情況下,使數據傳輸率提高一倍,故稱作雙數據傳輸率(DDR)DRAM,它實際上是第二代SDRAM。由於DDR DRAM需要新的高速時鍾同步電路和符合JEDEC標準的存儲器模塊,所以主板和晶元組的成本較高,一般只能用於高檔伺服器和工作站上,其價格在中低檔PC機上可能難以接受。
(2) SLDRAM(Synchnonous Link DRAM)
這是由IBM、HP、Apple、NEC、Fujitsu、Hyundai、Micron、TI、Toshiba、Sansung和Siemens等業界大公司聯合制定的一個開放性標准,委託Mosaid Technologies公司設計,所以SLDRAM是一種原本最有希望成為高速DRAM開放性工業標準的動態讀寫存儲器。它是一種在原DDR DRAM基礎上發展的一種高速動態讀寫存儲器。它具有與DRDRAM相同的高數據傳輸率,但是它比其工作頻率要低;另外生產這種存儲器不需要支付專利使用費,使得製造成本較低,所以這種存儲器應該具有市場競爭優勢。但是由於SLDRAM聯盟是一個鬆散的聯合體,眾多成員之間難以協調一致,在研究經費投入上不能達成一致意見,加上Intel公司不支持這種標准,所以這種動態存儲器反而難以形成氣候,敵不過Intel公司鼎立支持的Rambus公司的DRDRAM。SLDRAM可用於通信和消費類電子產品,高檔PC和伺服器。
(3) DRDRAM(Direct Rambus DRAM)
從1996年開始,Rambus公司就在Intel公司的支持下制定新一代RDRAM標准,這就是DRDRAM(Direct RDRAM)。這是一種基於協議的DRAM,與傳統DRAM不同的是其引腳定義會隨命令而變,同一組引腳線可以被定義成地址,也可以被定義成控制線。其引腳數僅為正常DRAM的三分之一。當需要擴展晶元容量時,只需要改變命令,不需要增加硬體引腳。這種晶元可以支持400MHz外頻,再利用上升沿和下降沿兩次傳輸數據,可以使數據傳輸率達到800MHz。同時通過把數據輸出通道從8位擴展成16位,這樣在100MHz時就可以使最大數據輸出率達1.6Gb/s。東芝公司在購買了Rambus公司的高速傳輸介面技術專利後,於1998年9月首先推出72Mb的RDRAM,其中64Mb是數據存儲器,另外8Mb用於糾錯校驗,由此大大提高了數據讀寫可靠性。
Intel公司辦排眾議,堅定地推舉DRDRAM作為下一代高速內存的標准,目前在Intel公司對Micro、Toshiba和Samsung等公司組建DRDRAM的生產線和測試線投入資金。其他眾多廠商也在努力與其抗爭,最近AMD宣布至少今年推出的K7微處理器都不打算採用Rambus DRAM;據說IBM正在考慮放棄對Rambus的支持。當前市場上同樣是64Mb的DRAM,RDRAM就要比其他標準的貴45美元。
由此可見存儲器的發展動向是:大容量化,高速化, 多品種、多功能化,低電壓、低功耗化。
存儲器的工藝發展中有以下趨勢:CHMOS工藝代替NMOS工藝以降低功耗;縮小器件尺寸,外圍電路仍採用ECL結構以提高存取速度同時提高集成度;存儲電容從平面HI-C改為深溝式,保證尺寸減少後的電荷存儲量,以提高可靠性;電路設計中簡化外圍電路結構,注意降低雜訊,運用冗餘技術以提高質量和成品率;工藝中採用了多種新技術;使DRAM的存儲容量穩步上升,為今後繼續開發大容量的新電路奠定基礎。
從電子計算機中的處理器和存儲器可以看出ULSI前進的步伐和幾十年間的巨大變化。
『肆』 哪有各個時期硬碟發展的圖片
第一款硬碟IBM 350 RAMAC
以「磁」作為存儲介質的存儲方式早在硬碟出現之前就已經出現了,比如軟盤。不過受容量以及易保管性等諸多方面的限制,軟盤的發展很快就達到了極限。雖然也有諸如Zip盤之類的高密度軟盤出現,不過都只是曇花一現,如今已經很難見到了。上世紀問世的一個採用金屬塗磁的存儲設備,從嚴格意義上來講與其說是硬碟,不如是一個「硬桶」。它由一個塗磁的金屬筒和幾個磁頭組成,工作的時候金屬筒旋轉,磁頭靜止並讀取數據。這種由紙帶聯想到的設計並不成功,很快即被更先進的設計思路所淘汰。
IBM 350 RAMAC的應用環境
1956-1966
世界上的第一款硬碟是由IBM於1956年設計並製造的。這款名為IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)的硬碟產品體積十分龐大,但容量僅為5MB,總共使用了50張24英寸的碟片。這在現在是無法想像的,但在當時,已經算是相當先進的產品了,其容量相對同時期的電腦應用模式來說已經可以算得上是「海量」了。
在那個年代,尚未誕生PC的概念,也就是說以「個人」名義,是無法擁有一台電腦的。那時的電腦大多數應用於軍事領域或是大型企業。當時IBM 350 RAMAC主要面向的用戶是航空公司、醫療企業、銀行以及宇航等領域。
在硬碟誕生的最初十年,電腦的應用領域並不廣泛,硬碟的應用領域也相應地受到限制,因而導致硬碟的發展相對緩慢。這種情況直至20世紀60年代末開始有所改善。究其原因並非是因為應用拉動了對存儲空間的需求,而是IBM 350 RAMAC的體積太大,並且其物理結構導致其壽命相對較短。
1967-1976
1968年,硬碟發展史中的第一個歷史性突破由IBM公司完成—IBM研發成功了「溫盤」技術,即Winchester技術。Winchester技術主要針對硬碟的物理結構提出了更多的改進。簡單概括為:密封、固定並高速旋轉的鍍磁碟片,磁頭沿碟片徑向移動,磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸。
IBM 3340硬碟
這一技術成了硬碟的最基本模型,目前的絕大多數硬碟產品仍在採用這種技術模型。在此之後的各種改進,基本都是在這一基礎上進行的,至今在硬碟物理結構方面,各大廠商仍無重大突破。一方面,這種現狀說明了目前硬碟發展的瓶頸與尷尬;另一方面,這也從一個側面證明了這種結構的成功。Winchester技術堪稱硬碟發展史上的里程碑。
1973年,IBM將Winchester技術產品化,推出了一款採用Winchester技術製造的硬碟產品。這款名為IBM 3340的硬碟產品單碟容量達到了30MB,相比之前的產品而言,這是相當大的進步。這款產品的誕生,標志著硬碟發展進入了全新的領域,IBM 3340是名副其實的「現代硬碟之父」。
IBM 3340實際應用環境
1977-1986
在硬碟發展的第三個十年裡,發生很多對後來的發展影響深遠的事件。首先是1979年,IBM發明了薄膜磁頭,該技術為進一步減小硬碟體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。同年,IBM的兩名員工Alan Shugart和Finis Conner離開了IBM,創建了一家名為Shugart Technology的公司,從事硬碟的研發以及製造。這家名為Shugart Technology的公司就是現在硬碟業界知名的Seagate公司的前身。
Shugart推出的第一款產品是5.25英寸的ST-506,這款產品是硬碟發展史上的第一款5.25英寸產品,其容量為5MB。相對於同樣是5MB的 IBM 350 RAMAC而言,這款ST-506要袖珍得多。相當於一台5.25英寸軟碟機大小的體積,讓它更容易攜帶,也更容易在電腦中安裝。
另外一點需要說明的是,在這個時期,從事硬碟製造的廠商非常多,與現在的情況剛好相反。隨著時間的推移,這些廠商慢慢地銷聲匿跡了。一方面,在硬碟發展的初期,用戶的需求量有限,當時的市場競爭不見得沒有現在這么激烈;另一方面,無論是什麼產業還是產品的生產製造廠商,只有真正掌握核心技術並且具有一定實力的公司才可能生存下來。
早期硬碟內部結構
1983年,IBM首次將硬碟列入了其PC/XT的標准配置中,標志著硬碟開始進入民用級市場。同年,一家硬碟生產廠商Rodime,推出了第一款3.5英寸的硬碟產品,這款產品的容量為10MB。
1985年,Shugart Technology公司正式更名為Seagate。細心的讀者應該會發現一個有趣的現象,即便是到了今天Seagate公司的Desktop硬碟產品的編號仍以「ST」開頭,這便是由Shugart Technology時代繼承而來的編號規則。
1986年,康柏、西部數據以及當時一家名為CDC的公司,聯合推出了IDE介面,這是除去磁頭、硬體架構外,硬碟發展史上的另一重大突破。從1986年開始,IDE介面陪伴著硬碟走過了數十個年頭,直至Serial ATA出現。同年美國國家標准學會(ANSI)正式把SASI介面改名為SCSI。
1987-1996
首先是1987年,當時的一家硬碟設計生產商PrairieTek推出了第一款2.5英寸的硬碟產品,該產品的容量為10MB。10MB是一個有趣的容量,很多廠商的第一款硬碟產品容量都是10MB。這款產品的容量雖然和第一款3.5英寸硬碟的容量相同,但是它的體積更加小巧。這從另外一個側面反映出,這段時間里,硬碟的單碟密度正在不斷增加。因此,除了是第一款2.5英寸硬碟外,這款產品的出現也標志著硬碟磁密度的進步。
在這一時期內,另外一項對硬碟發展產生深遠影響的技術是由IBM於80年代末研發的MR(MagnetoResistive)磁阻磁頭。與當時主流的電磁感應式磁頭相比,MR磁頭更敏感,讀取數據的准確度大大提高。這使磁頭可適應更高密度的存儲,硬碟磁密度由原來的每平方英寸20Mb大幅提升至每平方英寸 200Mb。隨後,主流硬碟容量也由幾十MB迅速提升至100MB以上。自此,硬碟的發展進入了一個全新的時代,硬碟的容量開始飛速增長。
1991年,IBM推出了第一款容量為1GB的3.5英寸硬碟。這款編號為0663-E12的硬碟的出現,標志著硬碟存儲進入GB時代。不過在當時,幾乎沒有個人用戶需要一台裝配有1GB硬碟的電腦,主流PC配備的硬碟仍然很小。筆者在1994年購置的第一台採用AMD 386晶元的兼容機上裝配的是一款Seagate的3.5英寸100MB容量硬碟,在當時已經算是奢侈的配置了。真正讓大容量硬碟大行其道的主要原因有兩個,其一是微軟的Windows 95的推出;其二是多媒體應用的廣泛需求。在此之前,幾百MB的硬碟已經足以應付個人應用的存儲需要了。
1996年,昆騰與英特爾聯合制定了Ultra DMA 33標准。這套標准將IDE的介面速度從16MBps提升到33MBps。以當時的情況來看,硬碟的介面速率要小於硬碟內部的數據傳輸速率,從某種程度而言,當時的IDE介面已經成為硬碟發展的瓶頸。UDMA33的出現剛好解決了這個問題。其後,基於UDMA33,又出現了UDMA66、UDMA100以及談不上普及的UDMA133。
在這一時期,昆騰還推出了「大腳」系列產品。該系列硬碟是昆騰推出的5.25英寸硬碟產品。雖然當時已經基本完成了由5.25英寸向3.5英寸的過渡,但大腳硬碟憑借其相對低廉的價格,搶佔了大量市場,也算得上是一代經典產品。
1997-2006
從97年至今的這10年裡,硬碟歷經了翻天覆地的變化,不僅容量呈幾何級增長,各種技術的更新、介面的改進,也都在這10年中完成。同時,這10年中,硬碟市場殘酷的競爭也體現得淋漓盡致,即便是硬碟之父—IBM也未能在激烈的競爭中倖免。可以說,1997年至2006年,才是硬碟發展的「黃金十年」。
1997年,昆騰率先推出了著名的火球IV以及火球V兩款硬碟。這兩款硬碟的知名度相信對於硬體比較感興趣的玩家都應該比較熟悉。這兩款硬碟全部為3.5 英寸產品,並且轉速為5400rpm,支持UDMA33介面,在當時的市場上相當火爆,而且用戶口碑很好,甚至到了只要提起硬碟,必然要提及「火球」的地步。
同年,Seagate推出了第一款7200rpm的硬碟產品—大灰熊。這一系列產品同樣採用了UDMA33介面,由於是一款7200rpm產品,其巡道時間只有9ms。從性能上來看,這款產品可以說是無懈可擊,不過由於市場策略以及高發熱量等原因,大灰熊系列產品的銷售量最終沒能超過昆騰的火球系列。
1998年,IBM再次翻開了硬碟發展史的新篇章。在這一年裡,IBM推出了GMR(Giant Magneto Resistance,巨磁阻磁頭)磁頭技術。它與MR磁頭原理相同,但使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構,磁頭更靈敏,能讀取更高密度的磁介質。 GMR磁頭的出現,加快了硬碟容量的增長速度。時至今日,雖然PMR磁頭技術已經出現,但市場上的主流產品仍然是採用GMR磁頭的硬碟。
同一年裡,昆騰與英特爾再次合作推出了UDMA66標准規范,將硬碟的外部傳輸速率提升至66MBps。同時「S.M.A.R.T.」技術開始出現在硬碟產品上。該技術可對硬碟進行全面監測,可根據監測數據分析硬碟可能出現問題的時間並及時警告用戶。
時至1999年,IBM發布了一款對其硬碟部門產生不可估量影響的產品系列—騰龍。最初的騰龍I與其他廠商推出的3.5英寸硬碟並無太大區別,只是首次在硬碟產品上使用了2MB的緩存。可以說騰龍I在用戶中的口碑還是相當不錯的,市場銷量也是節節攀升,為IBM創造了不小的效益。
在接下來的2000年,IBM推出著名的騰龍II硬碟。這一次,IBM放棄了已經使用了40多年的金屬碟片,轉而使用玻璃碟片。而且,騰龍II也是業界第一款支持UDMA 100的硬碟產品。單純地從性能角度看,採用玻璃碟片對於提升轉速、降低功耗等方面的作用不可忽視,這種大膽的創新是前人無法想像的。然而,問題也同樣出在玻璃碟片上。玻璃碟片在實際使用中的耐用度無法與金屬相比,因此在長時間使用下,騰龍II乃至後來推出的騰龍III的故障率高得驚人。筆者曾經親眼見到中關村負責銷售IBM硬碟的商家櫃台下面擺著一個巨大的箱子,裡面裝滿了准備送還IBM維修的騰龍硬碟。
最終,騰龍硬碟葬送了IBM的硬碟部門,大量的維修、更換工作令IBM不堪重負。終於,IBM於2002年,以20.5億美元的價格,將自己的硬碟部門賣給了日立。這標志著硬碟產業的巨人、硬碟之父IBM正式退出硬碟市場。
在2000年,Maxtor(邁拓)推出了單碟容量達到20GB的星鑽系列產品,該系列的旗艦產品容量為80GB,是當時市面上容量最大的硬碟。曾在 2000年之前風光無限的昆騰公司,在2000年以10.8億美元的成交價格,將自己出售給了Maxtor。雖然這並不是硬碟發展史上唯一的一起並購案,但卻是用戶最為熟知的一起,它標志著一個時代的終結。這起並購案讓Maxtor成為當時最大的硬碟設計生產廠商。2000年正是Maxtor春風得意之時。
2001年的硬碟行業出現了相對平穩的景象。在這一年裡誕生的兩款產品相信很多人都十分熟悉。他們分別是WD(西部數據)推出的魚子醬系列,其旗艦產品為 WD1200JB,這款產品配備了在當時十分誇張的8MB緩存,硬碟容量為120GB,一時間成為眾多發燒玩家追捧的對象。另外一款,則是Seagate 在2001年晚些時候發布的Barracuda IV系列產品,這一系列產品採用了Seagate獨有的FDB液態軸承馬達,工作噪音非常小,時至今日仍然是最安靜的硬碟之一。也正是Barracuda IV的出現,逐步確立了Seagate在硬碟業界的領袖地位。
2002年的業界新聞,除了之前提到的IBM出售其硬碟部門外,還有邁拓再次刷新硬碟單碟容量的紀錄,將容量提升至80GB,其代表產品為著名的金鑽9。正是這一年,時下十分熱門的垂直記錄技術第一次發出了聲音—Seagate宣布在其實驗室通過垂直記錄技術突破了每平方英寸100Gb的存儲密度。同樣在當年,Serial ATA介面開始嶄露頭角,隨著Intel 865晶元組的大范圍推廣,SATA硬碟也迅速普及。這期間的代表產品是Seagate推出的Barracuda V系列SATA硬碟。該系列硬碟是業內第一款採用SATA介面的產品。
早期硬碟產品
時至2003年,Seagate率先推出了Barracuda 7200.7系列產品。這一系列產品採用原生SATA控制晶元,結束了橋接SATA硬碟的歷史。從這一系列硬碟開始,採用SATA介面的硬碟開始支持 SATA特有的技術—NCQ(原生命令隊列)。同年11月,Seagate再次推出Barracuda 7200.8系列產品,這一系列除了支持原生SATA以及NCQ外,將硬碟的單碟容量提升至133GB。由此,Seagate確立了其硬碟產業領軍者的地位。
進入2004年後,各大硬碟廠商進入一個相對穩定的階段。在這一年裡,各大廠商仍然不斷推出新的產品,但僅僅是在容量上有所提升。這一年的產品相對較少,除了Seagate推出了400GB容量的Barracuda 7200.8外,其他廠商顯得較為消沉。反倒是在對於SATA的支持方面,各大廠商的競爭較為激烈。同時,這一年也是SATA開始正式普及的一年。
2005年,震天的戰鼓再次響起。日立率先推出的7K500系列硬碟,單碟容量為100GB,採用5碟10磁頭結構,將硬碟容量提升至500GB。同時7K500也是業內第一款支持SATA 3Gbps的產品。
此時已經成為業界龍頭的Seagate自然不甘示弱,緊隨其後推出了單碟容量為160GB的Barracuda 7200.9系列產品,旗艦產品同樣為500GB。相對於日立的7K500而言,7200.9系列硬碟的內部結構更為簡單,磁頭數量也更少。一方面簡單的結構保證了硬碟的功耗較低;另一方面,相對簡單的結構出現故障的幾率也要相應小很多。
2005年另外一件值得一提的事件是,各大硬碟廠商先後對外公布了垂直記錄技術的相關信息。最早表明將要採用垂直記錄技術設計生產產品的廠商是日立;緊隨其後,西部數據也表示垂直記錄技術將是未來硬碟發展的大方向;業界的龍頭老大Seagate則顯得保守一些,對此並未吐露太多消息。
此外,2005年年底,傳出了Seagate即將收購Maxtor的消息,在當時引起了不小的震動。隨後,2006年春季,兩家廠商出面證實了該消息的准確性,表示收購正在進行中,但在此之前,兩家廠商仍會各自推出自己的產品,並作為競爭對手繼續出現在市場上。
2006年,西部數據推出了一款面向入門級伺服器市場以及高端發燒桌面市場的SATA硬碟—Raptor X。這一系列硬碟的容量並不大,僅有150GB,但其轉速則達到了以往SCSI硬碟的水平—10000rpm。該系列硬碟配備16MB緩存,但並未對 SATA 3Gbps提供支持。本刊曾經在新品初評中對這一系列產品進行了相關測試,該系列產品的優秀性能令人印象深刻。此外,西部數據推出了500GB容量的 WD5000KS系列產品;而Maxtor也推出了Diamond Max 11系列產品,其旗艦產品容量同樣為500GB。至此,目前市場上的各大硬碟廠商,均推出了容量為500GB的產品。
現在,Seagate已經率先推出採用垂直記錄技術的2.5英寸硬碟產品Momentus 5400.3以及同樣採用垂直記錄技術的Barracuda 7200.10系列產品。7200.10系列產品再次刷新了硬碟單碟容量的紀錄,單碟容量達到180GB,這一系列的旗艦產品容量為750GB。硬碟容量正在向TB級逼近。日立前不久也推出了採用垂直記錄技術的2.5英寸硬碟產品,令人遺憾的是本次專題我們沒能拿到該產品,無法在第一時間進行相關測試。
結束語
縱觀硬碟發展的歷史,有一個名字是歷史永遠無法磨滅的,那就是IBM。從世界上第一款硬碟的誕生,到現代硬碟結構的確立,再到MR、GMR磁頭的發明,我們不難發現,IBM一直推動著硬碟的發展。同時,我們也看到了市場競爭的殘酷,一款產品可以確立一個品牌,同樣也可以毀掉一個品牌。騰龍II毀掉了 IBM,而Barracuda IV成就了今天的Seagate。
歷經50年,有的廠商活了下來,有的則隨著技術的發展湮沒於歷史的洪流中。正是這些大大小小的硬碟生產設計廠商的不懈努力,成就了硬碟在當今存儲領域不可撼動的地位。同時,我們也看到一些問題。經歷了50年的發展,雖然硬碟的容量、性能已經發生了今非昔比的變化。但其本質,也就是基本架構並未發生根本性改變,硬碟的發展實際上已經進入了瓶頸期。面對日益增長的應用需求,現在的硬碟該向哪個方面發展,是擺在我們面前的問題。
IDE走了,SATA來了;水平記錄的時代結束了,垂直記錄的時代開始了。但是這些又能讓硬碟走多遠?近期晶體管存儲的異軍突起,已經給傳統的硬碟存儲敲響了警鍾。今後的存儲業界將如何發展,讓我們拭目以待。
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『伍』 相變存儲器的發展歷史
二十世紀五十年代至六十年代,Dr. Stanford Ovshinsky開始研究無定形物質的性質。
無定形物質是一類沒有表現出確定、有序的結晶結構的物質。
1968年,他發現某些玻璃在變相時存在可逆的電阻系數變化。
1969年,他又發現激光在光學存儲介質中的反射率會發生響應的變化。
1970年,他與他的妻子Dr. Iris Ovshinsky共同建立的能量轉換裝置(ECD)公司,發布了他們與Intel的Gordon Moore合作的結果。
1970年9月28日在Electronics發布的這一篇文章描述了世界上第一個256位半導體相變存儲器。
近30年後,能量轉換裝置(ECD)公司與MicronTechnology前副主席Tyler Lowery建立了新的子公司Ovonyx。
在2000年2月,Intel與Ovonyx發表了合作與許可協議,此份協議是現代PCM研究與發展的開端。
2000年12月,STMicroelectronics(ST)也與Ovonyx開始合作。
至2003年,以上三家公司將力量集中,避免重復進行基礎的、競爭的研究與發展,避免重復進行延伸領域的研究,以加快此項技術的進展。
2005年,ST與Intel發表了它們建立新的快閃記憶體公司的意圖,新公司名為Numonyx。
在1970年第一份產品問世以後的幾年中,半導體製作工藝有了很大的進展,這促進了半導體相變存儲器的發展。
同時期,相變材料也愈加完善以滿足在可重復寫入的CD與DVD中的大量使用。
Intel開發的相變存儲器使用了硫屬化物(Chalcogenides),這類材料包含元素周期表中的氧/硫族元素。
Numonyx的相變存儲器使用一種含鍺、銻、碲的合成材料(Ge2Sb2Te5),多被稱為GST。
現今大多數公司在研究和發展相變存儲器時都都使用GST或近似的相關合成材料。
大部分DVD-RAM都是使用與Numonyx相變存儲器使用的相同的材料。
2011年8月31日,中國首次完成第一批基於相變存儲器的產品晶元。
2015年,《自然·光子學》雜志布了世界上第一個或可長期存儲數據且完全基於光的相變存儲器。