磁盘存储50年的历史价值"盘"点（1）

　　【赛迪网讯】人类的知识犹如一条长河，这条长河跨越了漫长的历史时空，在知识奔流的过程中，人类发现了无穷无尽的奥秘。人类通过研究物理在原子中发现了一个宇宙，通过研究生物在细胞中发现了一个微观世界。如何让这些知识继承并且发展下去，已经成为人类不堪重负的负担。

　　充满智慧的埃及人从公元前3000年开始用纸莎草记录象形文字。真正的纸出现在公元90年，这是中国的“特产”，它的出现改变了人类的记忆方式。此后将近2000年的时间中，人类用纸记录文明。直到1956年，一个叫IBM RAMAC 305的“大家伙”出现，这一次它改变了人类的生活模式。

　　50年来，在磁盘存储世界中诞生了无数的创新产品和技术，犹如一个个美妙的音符，谱写着世界发展的交响曲。

　　被比特代替的世界

　　自从1946年诞生了世界上第一台计算机ENIAC之后，世界已经开始了革命性转变，所有的信息都被一个叫作“比特”的东西代替了。

　　根据一份关于全球的统计数据表明，在过去几年，每年数据存储的数量在以每年64%的速度增长，每年递增的数据量超过2万TB，相当于大英博物馆、纽约大都会艺术博物馆和巴黎卢浮宫这世界三大博物馆所有馆藏高分辨率画像的70万倍。

　　这些数据的增长一方面来自传统客户交易的数量，另外一方面是来自于很多非结构化的数据，比如视频和图像。

　　通过数据的方式似乎能够帮助人类记忆知识，也能够保留比以往更多的历史记载，或是帮助预测未来的动态和发展趋势。数据的有效保存、快速访问和完整保留以及对数据的保护成为了人们面临的新痛苦。

　　50年前，也就是在1956年，蓝色巨人IBM推出了全球首款基于磁盘的存储系统—RAMAC 305（Random Access Method for Accounting Control -RAMAC）。与其说它是一个磁盘驱动器，倒不如说它是一个巨大的与硬盘驱动器相连接的计算机系统。

　　这个大家伙有1吨重，个子有两个

　　虽然这个大家伙看起来很大很笨，但就是这个大家伙，奠定了当今磁盘存储的发展基础，也毫无疑问成为有史以来生命力最持久的技术之一。

　　如果说造纸术的出现，改变了人类记录和传播信息的方式，推动了人类文明的发展，那么磁盘的出现则开辟了数字信息存储的先河，推进着今天

　　人们使用RAMAC后，存取特定数据的时间大约为600毫秒。RAMAC能够以每秒8800个字符的速度传输数据。除更快速的数据存取外，RAMAC还引发了行业变革的其它分枝，如应用程序开发、立即可用的应用程序和更高的数据存取需求水平。

　　世界被不断加速

　　到了1973年3月，3340型“温氏”（Winchester）硬盘驱动器问世，是一种可移动头固定盘片的磁盘存储器。其特点是工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触，这便是现代硬盘的原型。

　　虽然硬盘驱动器经过了30余年的不断发展和创新，但是今天我们所使用的磁盘技术仍然与温氏硬盘驱动器息息相关。

　　当年的温氏硬盘是专为System/370和System/360制造的，采用了2个30MB磁盘旋转轴的设计—这就是所谓的“30-30”，这一昵称源自当时一个流行的双筒来复枪品牌。

　　从很多方面看，它与现在PC上的硬盘非常相像，不同之处在于它重约1吨，仍然是个“大个子”，但是温氏硬盘的强大动能令其成为一种非常危险的设备。在当时，如果调试不当，这些驱动器常常会在数据中心的地面上“漫步”，如同一台不平衡的洗衣机。

　　与前几代产品不同，温氏硬盘还是密封的驱动器，可以从驱动器中卸下磁盘转轴并用其它转轴取代，这与今天的磁带驱动器十分相似。

　　20世纪80年代以后，是磁盘技术蓬勃发展的年代。这20年中，是磁盘存储“加速”并且成熟的年代。它的著名成果就是在上世纪80年代IBM提出“薄膜”磁头技术和1999年IBM推出产品代码为“鲨鱼（Shark）”的企业磁盘存储系统，这两款产品都是在当时最快的商业设备，为后续的技术创新奠定了基础。

　　配合服务器使用的磁盘的发展可以说是沿着体积逐渐变小、存储密度逐渐变大、寻道时间逐渐变快和技术不断创新的历史轨迹一路发展过来的。

　　从1956年RAMAC的24英寸、上世纪60年代的14英寸盘片、70年代的10英寸和8英寸盘片、80年代的5.25英寸盘片、90年代的3.5英寸盘片一直发展到本世纪初的2.5英寸盘片，大大增加了存储在盘片上的数据密度。

　　大型机磁盘阵列仍在使用3.5英寸SCSI磁盘驱动器，但现在机架安装服务器及其连接的多种典型磁盘阵列经常使用小巧的2.5英寸串行连接SCSI（SAS）驱动器。

　　硬盘的下一个巨大进步是所谓的垂直记录，也就是可以捕获数据位（实际上是非常微小的磁铁）并在盘片的上下方向上移动，而不是在盘片的水平平面上移动。

　　作者：那罡

　　磁盘影响计算机发展方向

　　从上世纪50年代末到70年代初，硬盘驱动器主要用于大型机计算机系统，而且只有在大型企业和政府机构才能看到这样的系统。上世纪70年代末和80年代初个人计算机的兴起为硬盘驱动器打开了机会的大门，同时反过来又极大地影响了计算机技术可能的发展方向。

　　一位美国的专栏作家评论说：“随着硬盘驱动器的出现，你可以永久将大量的存储连接到计算机上，正是这一点令个人计算机能够取得如此巨大的成功。硬盘驱动器允许用户创造出拥有更多功能的高性能计算机，因为你可以在硬盘驱动器上运行一个功能日益丰富的操作系统。”

　　虽然硬盘的价格和体积不断地下降而容量不断增加，但IBM在2003年以20亿美元的价格将自己的硬盘驱动器业务卖给了日立公司，这一业务单位后来发展成为日立全球存储技术公司。

　　因这项交易而从IBM加盟日立全球存储技术公司并担任高级副总裁的Bill Healy先生表示，原来的200多家硬盘公司现在已经减少到了8到9家，在美国制造硬盘驱动器的公司只有希捷、日立全球存储技术公司和西部数据公司。

　　Healy先生说，日立的科学家们认为存储容量在未来的10到20年中仍会以每年一倍的速度增长。目前，磁盘驱动器的尺寸小至MP3

　　如今在1英寸的磁盘上可以存储至少10GB的数据，根据日立科学家的分析，20年后这个数字将达到1TB。他说：“在大小和形状类似一块多米诺骨牌的空间中，你将可以保存1TB的存储容量。”

　　IBM系统科技事业群储存及软体架构副总裁Jai Menon表示，“在磁盘驱动器发展的整个历史中，人们一直在说‘如果其它技术取得了成功，就会取代磁盘驱动器。’但是，磁盘驱动器公司每次都成功地保持了磁盘驱动器的经济性，令其成为一种更好的选择。”

　　今天，磁盘存储已经走过了50年的创新历程。无论在性能，容量和技术方面都有了划时代的进步。现在的IT经理是幸福的，因为他们能够以远小于50年前的每GB成本管理数百TB的数据，可支持PB级别的寻址能力。

　　IBM系统科技事业群储存及软体架构副总裁

　　Jai Menon拿着IBM将于2007年上市的新型刀片存储器

　　从24英寸到5 1/4英寸

　　1952年，18个美国人因为种种原因一起来到San Jose，共同要完成一个IBM的“统计控制随机存取法”课题。从此他们与实验室负责人Reynold Johnson一起，拥有了属于他们自己的一片空间，他们接到的第一个任务就是—“干出点露脸的事儿”，但他们并没有想到他们所发明的就是可以改变世界节奏的RAMAC 305。

　　这18个人大多数是来自雅图和洛杉矶的航天专业人员，是一群总喜欢琢磨一些奇妙点子的人。比如开发一个使用铁氧金属颗粒涂层的磁系统，这种涂料与附近金门大桥使用的涂层类似，他们利用旋转磁盘的离心力令涂层实现均匀分布，并使用女士们穿的长筒袜进行过滤以去除大的颗粒。

　　为读写数据，RAMAC 305的磁头需要在每一盘片表面的一系列圆形轨道上移动。Albert Hoagland先生曾参与制造了第一个驱动器，他详细阐述了当时的情况：“一个旋转轴穿过层叠在一起的盘片，水平的机械臂移进移出，这一重3磅的机械臂必须能够在不到一秒钟的时间内转移到另一条轨道。”

　　Al Shugart先生在加入RAMAC项目之前是IBM的现场工程师，后来的希捷技术公司就是他所创建的。Shugart先生这样评论说：“整个磁盘驱动器的概念就是随机访问。”为实现随机访问，这台设备必须能够将读/写磁头移动到不同的数据轨道上。他说：“实现这一目标的最简单方法是使用一组层叠的磁盘片。”

　　在上世纪50年代和60年代，RAMAC是为包括大公司和政府在内的企业制造的。经过无数次的实验，就这样被造出来的第一台RAMAC，被安装在当时全球第二大纸业公司Crown Zellerbach设在旧金山的办事处。

　　根据Johnson的回忆，安装RAMAC 305的计算机机房占据了Market Street地下室的3层空间。他说，磁盘系统的磁头部件“不断地被拆下和装上，前部有一个玻璃罩，你可以看到里面部件工作的过程。”

　　统计控制随机存取法RAMAC可以使数据更快速地加以存取，象征着数据存储历史上的一个新的起点。它解决了存在以久的问题：快速数据存取。在那个时代，使用穿孔卡或带盘上查找某个数据实际上需要数小时的时间。

　　作者：那罡

　　IBM RAMAC 305是人类历史上第一个能够提供随机访问功能的磁盘存储，同时也是第一台连接到IBM 350硬盘驱动器的计算机。这两个系统彼此相连不但开启了人类记录数据的新纪元，而且也引发了之后几十年存储市场的技术的革命。

　　当时RAMAC 305每MB的成本约为10000美元——相当于今天的70000美元。虽然RAMAC与今天的硬盘驱动器共同点已经不多，但正是这种驱动器的诞生催生了整个行业的发展。

　　后来，存储行业本身进入了迅速增长期，在这个圈子中公司的数量一下超过了200家。这些厂商所关心的话题就是将磁盘存储密度（也就是磁盘上每平方英寸所能存储的数据位数量）提升。

　　这时候，磁盘盘片已经从RAMAC磁盘存储单元中使用的24英寸盘片，发展到了14英寸和8英寸的盘片。然而Wang Laboratories却在当时提出了一个革命性的概念——将计算机安装到桌面。

　　这种概念的提出也为磁盘存储带来了新的难题，如何将盘片做的更小？8英寸的盘片显然不能适合桌面的应用要求。

　　驱动器制造商Shugart & Associates的工程师们在波士顿一家昏暗的酒吧里会见了Wang Laboratories的工程师，确定下一个硬盘驱动器的大小应为51/4英寸——相当于一块鸡尾酒餐巾的大小。

　　几乎十年后，IBM 提供了2314直接存取存储设备。该存储系统展示了容量及性能的显著改进。当达到最大容量时，存取时间缩短了一个数量级，数据速率提高了40倍以上。2314充分利用了八个磁盘驱动器，每个驱动器超过25MB。可集成第九个驱动器，以用于备份或应急替代目的，这是解决数据中心内持续性问题的首批战略之一。

　　IBM系统与科技事业部大中华区总工程师陈国豪

　　新征途上的虚拟存储

　　磁盘存储的发展就像一个时代的轮子，不断向前滚动，带动着世界的发展。磁盘存储经过50年的发展，在令人欢心鼓舞的无数次创新与技术革新之后，我们能够看到的一个直观的视角就是信息价值的转变。信息如何被更高效地利用已经超越了信息容量增长本身的价值。

　　从数据存储的发展轨迹来看，曾经存储是为了保存数据而存储，现在存储是为了保存并管理信息而存储，而未来的存储数据是内容，全世界的信息都被存储到一个个的盒子中，可以想象，存储的未来将会成为一个世界的支撑。

　　虽然现在的磁盘存储从产品技术到解决方案都和50年前相比存在天壤之别，而且还在继续扮演着其他IT产品所不可取代的重要地位。

　　虚拟化是今天在存储领域最热门的词汇，企业在不断发展的过程中数据结构混乱不堪的现实也摆在他们面前，形成一个个的信息孤岛，大多数资源没有得到充分利用，使企业的IT基础架构处于紧张状态。

　　在很多企业中数据的重要性比几年之前有很大的提升，以前因为数据发生问题不会导致业务终端，因此停止一两天也没什么关系，但是现在很多应用都需要很长时间的在线状态，IT与业务息息相关，无法分离。尤其像银行、民航，甚至像中小企业，后台的财务系统和ERP系统如果发生中断的话，对整个企业运作带来很大的影响。

　　美国EMC公司董事会主席、总裁兼首席执行管Joseph M. Tucci说：“大多数企业地物理IT基础架构，在今后几年将实现虚拟化。”

　　以目前的数据中心来说，在最好的存储环境中，利用率也仅为40%，而将数据中心中的实体与虚体进行分离之后，可以提升2倍左右的利用率，可以节省大约60%的成本。

　　IBM系统存储解决方案与服务总监Eric Stouffer认为，存储整合和虚拟化的作用就是降低成本。让存储管理和使用变得更加容易，“这是虚拟化的业务价值所在”。但如果用户真的希望通过引入虚拟化来提高信息应用的价值。还需要一些具体的设备和技术作为保障。

　　在今天最热门的存储虚拟化领域，像IBM、HP、EMC等厂商都有各自的不同理解。虚拟化的根源可以追溯到上世纪60年代，IBM公司就发明了一种操作系统虚拟机技术，允许在一台主机上运行多个操作系统，让用户尽可能地充分利用昂贵的大型机资源。

　　IBM系统与科技事业部大中华区总工程师陈国豪认为：“现在的企业IT架构太复杂了，如果没有虚拟化的技术在IT架构中起到简化的作用，是无法面对将来的管理难题的，而后可以慢慢转到SOA平台，把应用放到服务器里面，而后要把很复杂的应用隔离开，形成两个内容。”

　　如今，融合了IBM创新技术的SAN卷控制器（SVC）虚拟存储技术和产品在全球范围内已经拥有超过2250个客户，管理着超过15PB的数据。据统计，每个工作日IBM全球都会平均增加约5个新的SVC客户。

　　IBM企业级磁盘存储服务器开发部总监Steve Broadbent说：“2006年第2季度，IBM推出SVC 4.1，它是SVC的第四个版本，可以实现覆盖更远的距离、更高的速度和数量更多的平台。”

　　SVC 4.1包括的增强长距离镜像功能可以帮助各类组织以更高的效率、更低的成本和更远的距离（超过100英里）实现基础设施的虚拟，当发生Katrina飓风这样的地区性灾难时，这样的功能是不可或缺的。

　　IBM全球企业级磁盘存储服务器开发部总监Steve Broadbent

　　作者：那罡

　　创新与持续创新

　　创新是每一个厂商都在提倡的口号，但是真正的创新又是每一个厂商所面临的最大挑战，如何创新才能够引领技术发展趋势，迎合用户需求，在激烈的市场竞争中获取优势，是一道摆在眼前的难题。

　　中国工程院院士倪光南认为，50年硬盘走过的是一个创新的历程，很多人认为硬盘有个时期不能发展了，到头了，但是最后我们发现这些所谓的壁垒都被捅破了，硬盘技术始终保持那么快的发展速度。

　　但是当时并没有人能够猜想到这项创新一直持续发展到今天所创造出的商业价值和产业规模，也没有想到这项创新能够为人类文明带来如此丰厚的贡献。

　　IBM系统存储部大中华区总经理侯淼对记者说，从今天的IBM存储来讲，系统存储部的销售额可以名列财富榜的前250名，我们在全球拥有14个研发中心。截止到2005年，IBM和存储相关的专利已达4000多项，这是一个非常惊人的数字。

　　IBM除通过虚拟化推动管理及提高效率外，还将致力于创新的组件设计。

　　那么在IBM会不会出现脑筋滞留导致没有新点子的状况呢？IBM全球企业级磁盘存储服务器开发部总监Steve Broadbent风趣地解释说，在我从事研发工作的这27年中，还没有碰到过这种问题，因为在同一时间总会出现50个以上的新项目或者新需求，要求我的团队配合进行研发，而我要做的工作就是如何对这些新的点子进行优先级排序，选出最急需解决的研发任务去执行。

　　目前，IBM研究人员正在亚利桑那州Tucson开发一种新的存储刀片，利用这种技术可实现在18个现代磁盘驱动器上存储超过2.5万亿字节的数据。该产品是一种被压缩过的存储刀片原型，尺寸相当于公文包大小，可以存储超过目前50万倍的信息量，预计将于2007年推出。

　　侯淼说：“针对客户不断变化的需求，IBM公司将继续发挥自身在产品技术创新方面的优势，提供领先的存储解决方案。我们的信息生命周期管理、业务连续性、存储整合和虚拟化等三维存储解决方案、以及新型IBM System Storage DS8000 Turbo磁盘产品和领先的存储虚拟技术都在从不同层面为用户提供支持，带领客户步入信息随需应变的时代。”

　　对于未来的存储创新，IBM系统与科技事业部大中华区总工程师陈国豪说，重点存在四个领域，其中包括：存储级内存、智能数据存储、可进行计算的存储系统和虚拟和自主计算的交汇。

　　IBM系统存储部大中华区总经理侯淼

　　记者手记

　　50年前IBM发明的RAMAC 305对计算机产业来说相当于造纸术的出现，也可以相当于微处理器的发明。如果没有存储的支撑，如今的计算机也不可能拥有强大的计算能力。

　　IBM通过数十年的磁盘存储创新已帮助用户简化了的繁杂工作，IBM 数十年的存储创新已通过各种方式帮助存储行业实现了存储基础架构的发展和进步。回顾过去，展望未来，IBM在存储领域迈出的每一步都是历史的一步。

　　2006年8月22日，IBM推出了IBM System Storage DS8000 Turbo，这同样是一个大家伙，但是它最多可存储320TB的信息，相当于美国国会图书馆藏书的32倍，可存储7600多万部莎士比亚的作品，而当年推出的第一台磁盘存储产品IBM RAMAC 305的容量仅可以数字方式存储一部莎士比亚全集。

　　50年来，IBM等存储厂商缔造了一个又一个辉煌。它们一同推动计算机发展了50年，每一款存储产品都可以在计算机存储历史的画卷中注上浓浓的一笔。从五十年前的RAMAC 305发展到如今的虚拟存储，印下了一个个坚实的脚印，对于IBM系统存储来说，过去的50年只是一个开始，更精彩辉煌的世界还等着他们继续书写。(n101)

　　作者：那罡