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

我們希望通過最簡潔通俗的描述，帶領(lǐng)大家了解信息儲存設(shè)備的基本原理，知道那些復雜的參數(shù)，如何挑選購買適合自己的存儲設(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或要求的商業(yè)營銷。 

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

人類不斷增速的發(fā)展，離不開越來越成熟的信息儲存讀取手段以及越來越先進的存儲設(shè)備，它們讓我們能夠穩(wěn)定地繼承先人的知識，儲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)字時代進入成長期，與數(shù)字信息打交道占據(jù)了我們生活越來越多的百分比，而信息的儲存設(shè)備也變得越來越復雜多樣。 

本系列文章就是為了幫助你了解信息世界的儲存（亦作存儲，下同）設(shè)備而生，系列將分成過去、現(xiàn)在、未來三部分，用大約十幾篇文章，15 萬字左右的篇幅，讓你了解信息儲存設(shè)備的基本原理，知道那些復雜的參數(shù)都是啥，如何挑選購買適合自己的存儲設(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)，以及未來我們能夠用上什么技術(shù)。 

儲存設(shè)備大合集 

提示：本系列的內(nèi)容老少皆宜，其中購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)重點來看相關(guān)的部分，而不用擔心某些內(nèi)容太復雜或者不適合自己，看自己想要知道的就行。 

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

好了，接下來我們即將開始正文內(nèi)容，第一章我先帶你來了解一下儲存設(shè)備的基本歷史進行熱身，看看那些屬于不同時代回憶的儲存設(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 

從遠古時期開始：挑選儲存介質(zhì)的原則

還記得我們開頭說的巖壁上的手掌印嗎？人類從遠古到現(xiàn)在，除了數(shù)字設(shè)備以外常用的儲存數(shù)據(jù)介質(zhì)（石頭、繩子、金屬、動物骨頭、竹子、蠶絲、紙張等），主要儲存方式基本都是刻和印，這主要是時代技術(shù)的限制，不過也能看出即使條件簡陋，人們對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)實際經(jīng)驗我們可以總結(jié)一下通常挑選儲存介質(zhì)的原則： 

材料堅固容易保存：身處信息大爆炸時代的我們可能不會想到，在儲存設(shè)備和儲存方式稀少的年代，一般人只有最重要的信息才會使用介質(zhì)保存下去，所以通常人們都會選擇身邊最結(jié)實的東西，這也導致了直到紙張和墨水出現(xiàn)前，很長一段時間內(nèi)儲存介質(zhì)的修改是比較困難的。

龜殼拓印下來的內(nèi)容 

儲存信息魯棒性強：魯棒性其實就是健壯性，也就是儲存介質(zhì)將信息儲存下來之后，能否在一定條件的干擾下保持信息的完整。以前的存儲介質(zhì)一般都不強調(diào)要反復修改，儲存信息時就宏觀改變了介質(zhì)的性狀，加上之前的儲存介質(zhì)一般都比較堅固，這樣其實魯棒性相對現(xiàn)在的設(shè)備來講非常好，比如石頭上的刻痕可以歷經(jīng)風霜千萬年，即使是看起來脆弱的紙張，也能保持千年不腐。

甘肅天水放馬灘 5 號墓出土的紙地圖，來源：每日甘肅 

后來隨著時代的發(fā)展，信息的類型還有形式越來越多，所以對存儲設(shè)備介質(zhì)的要求也越來越多： 

數(shù)據(jù)容量/材料性價比高：這點自不必說，隨著數(shù)字信息的使用越來越廣泛，只有容量/材料性價比足夠高的儲存介質(zhì)，才能被更多人去使用，從而促進對應(yīng)存儲介質(zhì)的研究發(fā)展，形成良性循環(huán)。近幾年隨著科學技術(shù)的發(fā)展，儲存介質(zhì)的性價比越來越高，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，都要歸功于科學技術(shù)的飛速發(fā)展。

比如 aigo 愛國者這塊 1T 的移動硬盤每 GB 成本只有 5 毛不到 

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

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

512MB 的 U 盤已經(jīng)沒辦法讀取了 

易讀取 / 高隨機讀取性能：這也是數(shù)字時代對儲存介質(zhì)提出的新要求，畢竟之前人類對超出自己能力的信息讀取性能要求不大，同時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讀取要求，而計算機的出現(xiàn)在某種程度上碾壓了人類的大腦，而處理器的速度越來越快，我們同時也需要不斷尋找能夠配得上處理器速度的儲存介質(zhì)。

運行內(nèi)存 RAM 的速度，以后可能會變成我們的儲存設(shè)備 

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

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

改變時代：打孔紙帶出現(xiàn)

你或許見過網(wǎng)上賣的那種小玩具：一個可以換歌的八音盒，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陋的打孔紙帶，卻是人類邁入信息時代的一個里程碑。 

可以換歌的八音盒 

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

有需求自然就有人解決需求，1725 年一個紡織工人 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，然后將紡織機的提針與一個讀取結(jié)構(gòu)連接，打孔紙帶通過讀取結(jié)構(gòu)時，用紙帶上有沒有小孔來控制提針的提起和落下，從而實現(xiàn)半自動織布，這也是我們現(xiàn)在看到的織布機結(jié)構(gòu)的最初原型。 

現(xiàn)在看起來很容易懂，當時卻是非常精妙，圖片來源：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存方式，它不僅是人類第一次嘗試將儲存讀取設(shè)備應(yīng)用到工業(yè)化中，這種類狀態(tài)機的思路也為后來設(shè)計信息儲存設(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存器等，直到后面機械硬盤出現(xiàn)前還廣泛用于各個行業(yè)。 

硬盤的雛形：磁鼓儲存器

接下來我們看看儲存設(shè)備歷史上另一個重要的發(fā)明。時間跳到 1932 年，Gustav Tauschek 在奧地利發(fā)明出了現(xiàn)代硬盤的前身：磁鼓儲存器，利用我們初中就學過的磁生電與電生磁現(xiàn)象巧妙地實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的儲存讀取。 

先來看一下它的結(jié)構(gòu)： 

磁鼓儲存器的結(jié)構(gòu) 

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

想要讀取或者寫入某個數(shù)據(jù)的時候，只需要等待磁鼓筒對應(yīng)區(qū)域轉(zhuǎn)到對應(yīng)磁頭底下，磁頭通過磁生電感應(yīng)底下區(qū)域的磁性，或者通過不同電壓改變底下區(qū)域的磁性來實現(xiàn)讀取或?qū)懭胄畔?/strong>。 

看看實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，磁鼓儲存器創(chuàng)新性的采用了磁性的方式儲存信息，比起之前的存儲設(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，所以整個磁鼓筒可以塞下密度非常高的數(shù)據(jù)。 

高密度的存儲磁鼓儲存器的容量來到了驚人的 62.5KB，而且由于中間磁鼓筒可以轉(zhuǎn)得很快，讀取速度也非常可以（型號 USSC90，磁鼓筒每秒能轉(zhuǎn) 300 圈，最高能夠達到 60KB/s的讀寫速度，相當于一秒就能夠把自己全部的容量讀一遍）。對比起之前出現(xiàn)的儲存設(shè)備，這個簡直可以說是質(zhì)的飛躍，能夠滿足科技進一步發(fā)展的需求。也是因為如此，之后大部分儲存設(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，作為一項可以說是跨時代的發(fā)明，磁鼓儲存器的出現(xiàn)其實是比較晚的，甚至晚于我們接下來介紹的磁帶。這中間還有出現(xiàn)過水銀延遲線、等其它儲存設(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)」跨過了最初的困難。 

時代的記憶：磁帶與黑膠唱片

前面所介紹的儲存設(shè)備，可能我們都不是非常的熟悉，甚至于我們家里的長輩也都不太熟悉。但是接下來介紹的這兩個設(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，但最后一個變?yōu)橐魳窅酆谜叩恼鋵殻粋€卻至今仍然是商業(yè)領(lǐng)域熱門的儲存設(shè)備。