本刊綜合

人類文明誕生以來，人們一直在尋找有效存儲信息的方法。從四萬年前的洞穴壁畫、六千年前的楔形文字，到今天的云存儲、量子存儲、DNA存儲技術(shù)等，人類對信息存儲的探索從未停止。

機(jī)械化存儲

19世紀(jì)初，法國人巴斯勒·布喬發(fā)明了打孔卡，打孔卡是存儲了“圖案程序”的存儲器，通過存儲的打孔圖案控制紡織機(jī)織造圖案。這一發(fā)明標(biāo)志著信息機(jī)械化存儲形式的開啟。1801年，約瑟夫·馬里爾·雅卡爾將打孔卡按一定順序捆綁成帶狀，應(yīng)用于提花織機(jī)，創(chuàng)造了穿孔紙帶的雛形。

1890年，德裔美國人赫爾曼·何樂禮發(fā)明了打孔卡制表機(jī)，用于收集和統(tǒng)計(jì)人口普查數(shù)據(jù)。在當(dāng)年的人口普查中，通過打孔制片和打孔機(jī)，僅6周就完成了人工需要花費(fèi)7年才能完成的統(tǒng)計(jì)工作。打孔卡制表機(jī)開創(chuàng)了一種記錄和理解信息的全新方式，標(biāo)志著半自動化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)時代的到來。

磁性存儲

磁帶是單位存儲信息成本較低、容量較大、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的存儲介質(zhì)。

1928年，弗里茨·普弗勒默運(yùn)用磁帶在移動過程中被磁化的程度也隨音頻信號電流的強(qiáng)弱而變化這一原理，將聲音記錄在磁帶上，標(biāo)志著磁性存儲時代的到來。

1932年，奧地利工程師古斯塔夫·陶謝克發(fā)明了磁鼓存儲器，它包含一個大型金屬圓柱體，外表面涂有鐵磁記錄材料。磁鼓上有許多靜態(tài)磁頭，只需等待磁扇旋轉(zhuǎn)就位便可進(jìn)行讀取。磁鼓存儲器開始廣泛用于計(jì)算機(jī)內(nèi)存，被認(rèn)作是硬盤驅(qū)動器的前身。

20世紀(jì)40年代后，人類電子數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)得以發(fā)展。1942年，世界上第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ABC測試成功，它使用IBM的80列打孔卡作為輸入和輸出，以及再生電容磁鼓存儲器存儲數(shù)據(jù)。1951年，磁帶首次被用在計(jì)算機(jī)上存儲數(shù)據(jù)，UNIACO是商用計(jì)算機(jī)史上的第一臺磁帶機(jī)。

磁帶庫是基于磁帶的備份系統(tǒng)，它具備連續(xù)備份、自動搜索磁帶的功能。在驅(qū)動管理軟件控制下，還能實(shí)現(xiàn)智能恢復(fù)、實(shí)時監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，這使整個數(shù)據(jù)存儲備份過程完全擺脫了人工干涉。

姍姍來遲的硬盤時代

1956年，世界上第一個硬盤驅(qū)動器IBM 350 RAMAC問世。這款質(zhì)量超過1噸，容量卻僅有5 MB的硬盤，標(biāo)志著硬盤時代的到來。

1973年，Winchester（溫徹斯特）硬盤3340問世，它使用了密封組件、潤滑主軸和小質(zhì)量磁頭，成為現(xiàn)代硬盤的原型。隨著巨磁電阻效應(yīng)的被發(fā)現(xiàn)，基于該效應(yīng)研究的GMR巨磁阻效應(yīng)磁頭技術(shù)以及SMR瓦楞式堆疊磁盤技術(shù)，使機(jī)械硬盤的磁道密度得以提升上百倍。

2007年，日立率先推出TB級硬盤，成為存儲技術(shù)發(fā)展史上的重要里程碑。該硬盤采用了垂直存儲技術(shù)，將平行于盤片的磁場方向變?yōu)榇怪保浞掷昧舜鎯臻g。此外，垂直存儲技術(shù)還能改善數(shù)據(jù)抵抗熱退減的能力，提高硬盤的可靠性。

存儲介質(zhì)的“后浪”

隨著5G、云計(jì)算、人工智能、量子信息等數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，人類逐步邁入智能時代。

2000年，Trek公司發(fā)布了世界上第一個商用USB閃存驅(qū)動器，就是我們俗稱的U盤。U盤集閃存介質(zhì)迅速增強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲能力與小巧的尺寸于一體，成為廣受歡迎的移動存儲介質(zhì)。

2006年起，各大軟件運(yùn)營商紛紛推出自己的云存儲產(chǎn)品，云存儲是一種把數(shù)據(jù)存放在由第三方托管的多臺虛擬服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)在線存儲模式，這種模式將存儲引入了一個新的時代。

如今，量子存儲技術(shù)成為存儲、變換及控制量子信息的核心技術(shù)。DNA分子具有存儲密度大、保存時間長的特點(diǎn)，能將面臨老化破損危機(jī)的人類文化遺產(chǎn)信息和各種重要信息保存千萬年，是世界上最可靠的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之一。

（欄目編輯? 方郁芝）