温徹斯特硬盤

個人電腦上的硬盤40多歲了。當然，沒有一塊硬盤能如此長壽。早在1956年，國際商用機器公司(IBM)發明了世界上第一個磁盤存儲系統 IBM 305 RAMAC，這個只有5MB的存儲設備卻擁有50個24英寸的盤片。在那個時代，RAMAC是令人吃驚的計算機設備——就其笨拙程度而言，在今天毫無疑問也是令人吃驚的。

1973年，IBM研製成功了一種新型的硬盤IBM 3340。這種硬盤擁有幾個同軸的金屬盤片，盤片上塗着磁性材料。它們和可以移動的磁頭共同密封在一個盒子裏面，磁頭能從旋轉的盤片上讀出磁信號的變化--這就是我們今天使用的硬盤的祖先——IBM把它叫做温徹斯特（Winchester）硬盤，也稱温盤。

“温徹斯特”這個名字還有個小小的來歷；IBM3340擁有兩個30MB的存儲單元，而當時一種很有名的“温徹斯特來復槍”的口徑和裝藥也恰好包含了兩個數字“30”；於是這種硬盤的內部代號就被定為“温徹斯特”。

温徹斯特硬盤採用了一個了不起的技術：它的磁頭並不與盤片接觸；可以想象，如果要提高存取數據的速度，硬盤的盤片就應該越轉越快。但是如果磁頭與盤片接觸，那麼無論採用什麼材料都不可能勝任這種工作。技術人員想到讓磁頭在盤片上方“飛行”，與盤片保持一個非常近的距離。這個想法是可行的，因為盤片高速旋轉會產生流動的風，只要磁頭的形狀合適，它就能像飛機一樣飛行。這樣，盤片就能旋轉的很快而不必擔心摩擦造成的災難。磁頭被固定在一個能沿盤片徑向運動的臂上。由於磁頭相對盤片高速運動，並且二者距離很近，哪怕是一丁點灰塵也會造成磁盤的損壞。所以，盤片、磁頭和驅動機構被密封在了一個盒子裏。

1980年，希捷(Seagate)公司製造出了個人電腦上的第一塊温徹斯特硬盤，這個硬盤與當時的軟驅體積相仿，容量5MB（可以想象，這種容量在今天什麼也做不了，但是在當時對於個人電腦卻是個天文數字）。

硬盤容量的提高依賴於磁頭的靈敏度。如果磁頭越靈敏，就能在單位面積的區域上讀出更多的信息。80年代的硬盤使用所謂的薄膜磁頭，後來，研究人員找到了一種材料，這種材料的電阻能隨磁場的變化而變化，這就是現在通用的“磁阻”磁頭（即MR）。高靈敏度的磁頭為高密度的存儲提供了可能。

目前幾乎所有的機械式硬盤都以“温徹斯特”技術為基本原理。其技術目前已經相當成熟，具有存儲容量大，單位存儲容量成本低的特點。“温徹斯特”硬盤採用表面塗有磁性介質的盤片做為存儲載體，其在顯微鏡下呈現出來的便是一個個磁顆粒。微小的磁顆粒極性可以被磁頭快速的改變，並且在改變之後可以穩定地保持住極性，通過磁顆粒的磁通量以及磁阻的變化來記錄二進制中的0或1。這樣的設計可以使得磁盤的存儲密度達到一個較高的水平。之前“垂直存儲”技術使得盤片的存儲密度又達到了一個新的高度，並且這種技術帶來的成本提升十分有限。

今天，儘管我們的硬盤能夠儲存數百甚至上千GB的信息。它們的實質與1973年IBM發明的温徹斯特硬盤沒有區別。那個盛有高速旋轉的碟子的方盒，仍然是快速大量存取數據的最好選擇。