這是少數(shù)派與 國(guó)民好物 aigo聯(lián)合推出的信息儲(chǔ)存設(shè)備的科普系列文章。作為國(guó)內(nèi)早期的存儲(chǔ)設(shè)備制造商及佼佼者，感謝 aigo 對(duì)本文提供的一系列支持，包括但不限于技術(shù)知識(shí)指導(dǎo)、市場(chǎng)難尋的老物件以及作者用于拆解介紹的最新產(chǎn)品等。 

我們希望通過(guò)最簡(jiǎn)潔通俗的描述，帶領(lǐng)大家了解信息儲(chǔ)存設(shè)備的基本原理，知道那些復(fù)雜的參數(shù)，如何挑選購(gòu)買適合自己的存儲(chǔ)設(shè)備，又是如何更好地使用，更安全穩(wěn)定地保存我們的數(shù)據(jù)，以及未來(lái)我們能夠用上什么技術(shù)。另本系列雖然與 aigo 聯(lián)合發(fā)起，但所有內(nèi)容不涉及任何品牌指導(dǎo)或要求的商業(yè)營(yíng)銷。 

從宇宙大爆炸開始，信息不斷產(chǎn)生而又轉(zhuǎn)瞬即逝；當(dāng)某個(gè)原始人將自己被火熏黑的手掌按在巖壁上，便主動(dòng)存儲(chǔ)下了屬于人類的第一份信息。 

人類不斷增速的發(fā)展，離不開越來(lái)越成熟的信息儲(chǔ)存讀取手段以及越來(lái)越先進(jìn)的存儲(chǔ)設(shè)備，它們讓我們能夠穩(wěn)定地繼承先人的知識(shí)，儲(chǔ)存我們大腦放不下的信息，更好地工作、娛樂、生活，并將我們這一代的成果傳承給下一代。 

隨著數(shù)字時(shí)代進(jìn)入成長(zhǎng)期，與數(shù)字信息打交道占據(jù)了我們生活越來(lái)越多的百分比，而信息的儲(chǔ)存設(shè)備也變得越來(lái)越復(fù)雜多樣。 

本系列文章就是為了幫助你了解信息世界的儲(chǔ)存（亦作存儲(chǔ)，下同）設(shè)備而生，系列將分成過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)三部分，用大約十幾篇文章，15 萬(wàn)字左右的篇幅，讓你了解信息儲(chǔ)存設(shè)備的基本原理，知道那些復(fù)雜的參數(shù)都是啥，如何挑選購(gòu)買適合自己的存儲(chǔ)設(shè)備，又是如何更好地使用，更安全穩(wěn)定地保存我們的數(shù)據(jù)，以及未來(lái)我們能夠用上什么技術(shù)。 

儲(chǔ)存設(shè)備大合集 

提示：本系列的內(nèi)容老少皆宜，其中購(gòu)買與使用部分以家用和小型商業(yè)用途為基礎(chǔ)，大家可以根據(jù)自己的用途和側(cè)重點(diǎn)來(lái)看相關(guān)的部分，而不用擔(dān)心某些內(nèi)容太復(fù)雜或者不適合自己，看自己想要知道的就行。 

感謝 aigo 愛國(guó)者為為本系列文章提供部分設(shè)備。未注釋圖片來(lái)源于 Unsplash 等免費(fèi)圖片分享網(wǎng)站。 

好了，接下來(lái)我們即將開始正文內(nèi)容，第一章我先帶你來(lái)了解一下儲(chǔ)存設(shè)備的基本歷史進(jìn)行熱身，看看那些屬于不同時(shí)代回憶的儲(chǔ)存設(shè)備都是怎么工作的，又有哪些設(shè)備能勾起你的情懷追憶。 

桌面上的磁帶與 CD 機(jī) 

從遠(yuǎn)古時(shí)期開始：挑選儲(chǔ)存介質(zhì)的原則

還記得我們開頭說(shuō)的巖壁上的手掌印嗎？人類從遠(yuǎn)古到現(xiàn)在，除了數(shù)字設(shè)備以外常用的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)介質(zhì)（石頭、繩子、金屬、動(dòng)物骨頭、竹子、蠶絲、紙張等），主要儲(chǔ)存方式基本都是刻和印，這主要是時(shí)代技術(shù)的限制，不過(guò)也能看出即使條件簡(jiǎn)陋，人們對(duì)信息保存的要求都非常類似，即使到現(xiàn)在也差不多，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)我們可以總結(jié)一下通常挑選儲(chǔ)存介質(zhì)的原則： 

材料堅(jiān)固容易保存：身處信息大爆炸時(shí)代的我們可能不會(huì)想到，在儲(chǔ)存設(shè)備和儲(chǔ)存方式稀少的年代，一般人只有最重要的信息才會(huì)使用介質(zhì)保存下去，所以通常人們都會(huì)選擇身邊最結(jié)實(shí)的東西，這也導(dǎo)致了直到紙張和墨水出現(xiàn)前，很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存介質(zhì)的修改是比較困難的。

龜殼拓印下來(lái)的內(nèi)容 

儲(chǔ)存信息魯棒性強(qiáng)：魯棒性其實(shí)就是健壯性，也就是儲(chǔ)存介質(zhì)將信息儲(chǔ)存下來(lái)之后，能否在一定條件的干擾下保持信息的完整。以前的存儲(chǔ)介質(zhì)一般都不強(qiáng)調(diào)要反復(fù)修改，儲(chǔ)存信息時(shí)就宏觀改變了介質(zhì)的性狀，加上之前的儲(chǔ)存介質(zhì)一般都比較堅(jiān)固，這樣其實(shí)魯棒性相對(duì)現(xiàn)在的設(shè)備來(lái)講非常好，比如石頭上的刻痕可以歷經(jīng)風(fēng)霜千萬(wàn)年，即使是看起來(lái)脆弱的紙張，也能保持千年不腐。

甘肅天水放馬灘 5 號(hào)墓出土的紙地圖，來(lái)源：每日甘肅 

后來(lái)隨著時(shí)代的發(fā)展，信息的類型還有形式越來(lái)越多，所以對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備介質(zhì)的要求也越來(lái)越多： 

數(shù)據(jù)容量/材料性價(jià)比高：這點(diǎn)自不必說(shuō)，隨著數(shù)字信息的使用越來(lái)越廣泛，只有容量/材料性價(jià)比足夠高的儲(chǔ)存介質(zhì)，才能被更多人去使用，從而促進(jìn)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)介質(zhì)的研究發(fā)展，形成良性循環(huán)。近幾年隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儲(chǔ)存介質(zhì)的性價(jià)比越來(lái)越高，從我們以前討論的每 KB （使用）成本，每 MB 成本，到現(xiàn)在已經(jīng)可以討論每 GB 甚至每 TB 成本，都要?dú)w功于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。

比如 aigo 愛國(guó)者這塊 1T 的移動(dòng)硬盤每 GB 成本只有 5 毛不到 

可以反復(fù)修改數(shù)據(jù)/修改數(shù)據(jù)的成本低：這也是現(xiàn)在儲(chǔ)存介質(zhì)的基本要求，畢竟信息爆炸的時(shí)代已經(jīng)不像從前，重要信息一次寫入介質(zhì)，其他人只能通過(guò)「只讀」的方式「訪問(wèn)」信息。比如我們整個(gè)虛擬互聯(lián)網(wǎng)世界，都是靠這些實(shí)體的儲(chǔ)存設(shè)備來(lái)維持?jǐn)?shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代每個(gè)人每天都在產(chǎn)生修改刪除大量的信息，一個(gè)修改數(shù)據(jù)成本低的儲(chǔ)存介質(zhì)，帶來(lái)的好處是顯而易見的。 

維持?jǐn)?shù)據(jù)完整性的成本低：反復(fù)擦寫難度越低的儲(chǔ)存介質(zhì)，一般維持?jǐn)?shù)據(jù)完整性的難度都會(huì)變高，比如我們常見的聲音模糊不清的磁帶、關(guān)機(jī)就會(huì)丟數(shù)據(jù)的內(nèi)存、年代久遠(yuǎn)的軟盤沒有數(shù)據(jù)等等，所以現(xiàn)在很多儲(chǔ)存介質(zhì)都是在反復(fù)擦寫難度和保存數(shù)據(jù)完整性難度之間取一個(gè)平衡。 

512MB 的 U 盤已經(jīng)沒辦法讀取了 

易讀取 / 高隨機(jī)讀取性能：這也是數(shù)字時(shí)代對(duì)儲(chǔ)存介質(zhì)提出的新要求，畢竟之前人類對(duì)超出自己能力的信息讀取性能要求不大，同時(shí)給書本加上目錄這種方法也已經(jīng)能夠滿足人類自己的隨機(jī)讀取要求，而計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)在某種程度上碾壓了人類的大腦，而處理器的速度越來(lái)越快，我們同時(shí)也需要不斷尋找能夠配得上處理器速度的儲(chǔ)存介質(zhì)。

運(yùn)行內(nèi)存 RAM 的速度，以后可能會(huì)變成我們的儲(chǔ)存設(shè)備 

其實(shí)儲(chǔ)存介質(zhì)的挑選原則用一句話來(lái)總結(jié)就是：便宜耐操可持續(xù)。由于時(shí)代科學(xué)技術(shù)的限制，以前的存儲(chǔ)設(shè)備一般都只能滿足小部分原則，而現(xiàn)在的儲(chǔ)存設(shè)備，很多都已經(jīng)能夠滿足上面提到的大部分原則。 

而除了儲(chǔ)存介質(zhì)，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的方式也在不斷的變化，從以前主要是實(shí)物上刻和印，到現(xiàn)在聲、光、電、磁等多種方式應(yīng)有盡有，未來(lái)甚至還能真正實(shí)現(xiàn)用生物的方式將信息真正「刻進(jìn) DNA 里」。 

改變時(shí)代：打孔紙帶出現(xiàn)

你或許見過(guò)網(wǎng)上賣的那種小玩具：一個(gè)可以換歌的八音盒，只需要插入不同的打孔紙帶，就能演奏出不同的歌曲 。 就是這些不起眼的甚至有一些簡(jiǎn)陋的打孔紙帶，卻是人類邁入信息時(shí)代的一個(gè)里程碑。 

可以換歌的八音盒 

早在 17 世紀(jì)，第一次工業(yè)革命之前幾十年的 1725 年，由于農(nóng)業(yè)革命促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展和市場(chǎng)的解放，人力的方式已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)以及多種方面的需求，人們（主要是那個(gè)時(shí)候的資本家們）迫切需要讓機(jī)器自己動(dòng)起來(lái)。 

有需求自然就有人解決需求，1725 年一個(gè)紡織工人 Basile Bouchon 就天才般想到了可以把工作流程數(shù)據(jù)用打孔紙帶記錄，然后將紡織機(jī)的提針與一個(gè)讀取結(jié)構(gòu)連接，打孔紙帶通過(guò)讀取結(jié)構(gòu)時(shí)，用紙帶上有沒有小孔來(lái)控制提針的提起和落下，從而實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)織布，這也是我們現(xiàn)在看到的織布機(jī)結(jié)構(gòu)的最初原型。 

現(xiàn)在看起來(lái)很容易懂，當(dāng)時(shí)卻是非常精妙，圖片來(lái)源：Deutsches Technikmuseum Berlin 

打孔紙帶出現(xiàn)的意義非常巨大，雖然仍然是刻印類的儲(chǔ)存方式，它不僅是人類第一次嘗試將儲(chǔ)存讀取設(shè)備應(yīng)用到工業(yè)化中，這種類狀態(tài)機(jī)的思路也為后來(lái)設(shè)計(jì)信息儲(chǔ)存設(shè)備的大佬們提供了思路，比如后面出現(xiàn)的打孔卡片甚至磁鼓儲(chǔ)存器等，直到后面機(jī)械硬盤出現(xiàn)前還廣泛用于各個(gè)行業(yè)。 

硬盤的雛形：磁鼓儲(chǔ)存器

接下來(lái)我們看看儲(chǔ)存設(shè)備歷史上另一個(gè)重要的發(fā)明。時(shí)間跳到 1932 年，Gustav Tauschek 在奧地利發(fā)明出了現(xiàn)代硬盤的前身：磁鼓儲(chǔ)存器，利用我們初中就學(xué)過(guò)的磁生電與電生磁現(xiàn)象巧妙地實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存讀取。 

先來(lái)看一下它的結(jié)構(gòu)： 

磁鼓儲(chǔ)存器的結(jié)構(gòu) 

如果之前已經(jīng)了解過(guò)機(jī)械硬盤原理的小伙伴，就會(huì)發(fā)現(xiàn)磁鼓儲(chǔ)存器的原理和機(jī)械硬盤已經(jīng)非常相像了。中間那一條圓柱形就是儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的地方，周圍那一圈圈的就是很多個(gè)磁頭，圓柱形的外表有一層鐵磁材料，圓柱體就是磁鼓筒（相當(dāng)于機(jī)械硬盤上的盤片）會(huì)不斷旋轉(zhuǎn)。 

想要讀取或者寫入某個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，只需要等待磁鼓筒對(duì)應(yīng)區(qū)域轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)磁頭底下，磁頭通過(guò)磁生電感應(yīng)底下區(qū)域的磁性，或者通過(guò)不同電壓改變底下區(qū)域的磁性來(lái)實(shí)現(xiàn)讀取或?qū)懭胄畔?/strong>。 

看看實(shí)物的照片就更加容易理解了，原視頻 Youtube@TilTuli 

相比起之前刻和印的方式，磁鼓儲(chǔ)存器創(chuàng)新性的采用了磁性的方式儲(chǔ)存信息，比起之前的存儲(chǔ)設(shè)備，由于磁頭的頂端可以做到只有針尖般大小，磁化的區(qū)域非常小，所以整個(gè)磁鼓筒可以塞下密度非常高的數(shù)據(jù)。 

高密度的存儲(chǔ)磁鼓儲(chǔ)存器的容量來(lái)到了驚人的 62.5KB，而且由于中間磁鼓筒可以轉(zhuǎn)得很快，讀取速度也非?？梢裕ㄐ吞?hào) USSC90，磁鼓筒每秒能轉(zhuǎn) 300 圈，最高能夠達(dá)到 60KB/s的讀寫速度，相當(dāng)于一秒就能夠把自己全部的容量讀一遍）。對(duì)比起之前出現(xiàn)的儲(chǔ)存設(shè)備，這個(gè)簡(jiǎn)直可以說(shuō)是質(zhì)的飛躍，能夠滿足科技進(jìn)一步發(fā)展的需求。也是因?yàn)槿绱?，之后大部分?chǔ)存設(shè)備的原理都向光、電、磁能夠精確改變微小區(qū)域的方式發(fā)展。 

其實(shí)，作為一項(xiàng)可以說(shuō)是跨時(shí)代的發(fā)明，磁鼓儲(chǔ)存器的出現(xiàn)其實(shí)是比較晚的，甚至晚于我們接下來(lái)介紹的磁帶。這中間還有出現(xiàn)過(guò)水銀延遲線、等其它儲(chǔ)存設(shè)備。雖然速度很慢，容量很小，但是為人類科技發(fā)展的「飛輪效應(yīng)」跨過(guò)了最初的困難。 

時(shí)代的記憶：磁帶與黑膠唱片

前面所介紹的儲(chǔ)存設(shè)備，可能我們都不是非常的熟悉，甚至于我們家里的長(zhǎng)輩也都不太熟悉。但是接下來(lái)介紹的這兩個(gè)設(shè)備，那一定是很多人青春的回憶了。它們都曾經(jīng)是全世界音樂最流行的載體，但最后一個(gè)變?yōu)橐魳窅酆谜叩恼鋵殻粋€(gè)卻至今仍然是商業(yè)領(lǐng)域熱門的儲(chǔ)存設(shè)備。