儲存的歷史演進

圖：從楔形文字到快閃記憶體－儲存的歷史演進

回應 2010-11-12 12:27:01　editor2003.tw@cnet.com ()

楔形文字模板 (Cuneiform tablet)

第一套具有規則性的資料儲存系統是楔形文字書寫系統，它出現大約在公元前3400年。雖然它漸漸演進成一套完整的書寫語言，但是剛開始時它是用來計算與歸類農作物生產(當然也包括賦稅計算)的方法。

經由使用手寫筆在陶土模板上刻畫，書寫的東西可以在事後輕易的抹除。當然模板可以經過燒烤成型，以便長時間的儲存。

數以千計的可辨識模板以及其他碑銘被保留下來，這真是令人讚嘆的工具，即便以現代科技都不太可能複製。然而，儲存容量相當有限，一塊手機大小的模板的最大儲存量大約只到500 bytes。



Gutenberg印刷機 (Gutenberg printing press)

西方第一台資料儲存系統能夠有效率的複製資料–這也意味著溝通與儲存–的系統，就是Johannes Gutenberg的印刷機。雖然它的輸出並不比楔形文字模板的密度高很多，而且儲存媒體也較為脆弱些。但是，這項發明造就了西方的啟蒙運動年代，而且持平而言它有如是一個火種，帶動了所有後續的技術。

Gutenberg創造了可移動式並可以量產的金屬字型以及油性墨水，並由農業機器修改，達成可以將手寫文件生產幾乎沒有限制且完美拷貝的任務。這部印刷機快速而廣泛的被各地採用，除了阿拉伯語的世界–該地相當晚才採用此機器，原因在於強大且根深蒂固的手本業者的利益以及技術上生產令人滿意的阿拉伯文移動式字型。



水銀延遲線 (Mercury delay line)

這是一套特別但是並非特別實用的資料儲存系統。水銀延遲線是在二次世界大戰時發明用於雷達系統，後來在早期的電腦上也曾被運用，例如1950年代早期的Lyon’s Electronic Office電腦Leo 1。

水銀延遲線將訊息以一系列超音波從一個水銀管傳遞到另一個水銀管來儲存。它們可以儲存大約500 bytes的資料，但是操作有其難度，而且設備必須安置在高溫的環境中才有其效果。

同樣的原理，使用quartz delay lines，也運用在歐洲的彩色電視上，直到1990年代初。也一度有人建議，阿波羅太空人留在月球上的反射器可以將其與地球之間的空間被用來當作一個laser-delay儲存系統。



打孔卡 (Punch Card)

打孔卡是早期電腦運算的表徵。打孔卡的密度很低但是很耐用，而且在緊急狀況下，能夠由熟練人員更改或讀取。

基本上，打孔卡是由18世紀中期的自動織布機衍伸而來的，IBM是最宣揚此技術的使用者。此卡片的形式是由Herman Hollerith為了1890年人口普查所開發的，因此打孔卡也被稱為IBM或Hollerith卡，他的Tabulating Machine Company後來成為IBM。

此卡最普遍的尺寸能夠儲存大約160個字體，但是同時也有不同排列的卡被使用。



紙帶 (Paper tape)

伴隨著打孔卡，紙帶被大眾認定是20世紀中期電子運算的代表性產物。開發用於teletypes的儲存用途-teletype是一種巨型的電機式設備，是結合打字機與電報機的產品。紙帶有各種不同的長度，因此各自資料儲存量也不同。

和打孔卡的原理一樣，帶子上面的孔啟動光學感應器，將紙帶或塑膠背面的形狀轉換成電子訊息，每次5個 bits。

紙帶最有名的使用是在Colossus(巨像電腦)，為Bletchley Park使用的電腦，用以在二次世界大戰時破解高層次的德國密碼。如果以光學方式取代一般的鍊條同步，此機器能夠以每分鐘5,000個字體的速度從紙帶攝取資料，相當驚人。當然機器可以運作的更快，但是紙帶在更快的速度下可能解體。

紙帶最後受到重用是在收音機專家之間，他們用它來控制radioteletypes，直到1980年代中期，具有全面優勢的微處理器將其淘汰出局。



磁帶 (Magnetic tape)

隨著電子產業的進步，在磁帶上記錄高密度的資料成為可行的事，原本磁帶是設計用於儲存類比音訊。

它應該是目前仍被經常使用於企業IT部門中最老的儲存技術了，當然它也運用後續的一些新技術得以讓其繼續成為半永久性儲存大量資料的一項經濟方式。

在1980年代，當floppy disks變的便宜且容量足以取代卡匣式儲存，它在經常性儲存的使用也踏入末途。圖片中這台設備來自Bletchley Park的一台1960 Eliot 803B電腦，是磁帶機相當早期的樣式。磁帶則是使用背膠35mm材質。



磁鼓 (Magnetic drum)

儲存發明的一大突破就是磁鼓，它也可說是硬碟的前身。這個樣品來自1950年代中期IBM 650電腦，能夠儲存一萬個字體，而且它是電腦的主要記憶體。它的長度是16英吋，具有40軌，每分鐘為12,500轉。

為了確保一致性與無振動的轉動，磁鼓都相當巨大並由強大的馬達驅動。關於此設備有一套傳奇與怪談的傳統產生，大多集中在軸承異常或是嚴重當機導致磁鼓穿牆飛出，或是整台機器在火花與煙霧中走出機房。



硬碟 (Hard disk)

現今電子運算的主流產品。硬碟機是在1956年由IBM發明，直到今日還是在幾乎每部電腦上轉動。

照片中展示了六種不同規格的硬碟，從8英吋到1英吋都有，呈現出此產品從1970年代到今日的發展歷程。8英吋硬碟的儲存量在5MB與30MB之間，而3.5英吋硬碟目前最大的儲存容量高達3TB。

雖然多數人知道摩爾定律，那就是矽元件領域的產品每兩年便會成長一倍，硬碟容量早已超過此成長比率了。最重大的進展之一就是巨磁阻效應的發現，兩位發現並提出解釋的物理學者因此發現獲得2007年諾貝爾獎。



快閃記憶體 (Flash Memory)

它是硬碟產品最大的威脅，而這重要的技術讓我們的口袋或提袋變成一個資料庫。快閃記憶體是在1980年由Toshiba所發明。因為它全然是半導體產品，自然受惠於摩爾定律而快速成長。

沒有移動組件與低能源消耗，它與硬碟展開競爭PC或其他較大型電腦設備的主導地位。然而，硬碟的成本與效能持續進步，幅度比快閃記體更快，這將是一場長期的爭戰。

圖片中的產品來自ZDNet英國編輯的手機，價格約17英鎊，可以儲存比同樣大小的楔形文字模板16億倍多的資料。

不過，它的壽命可能不會超過5,000年吧。

(ZDNet Taiwan編輯部/譯)