数据存储架构与技术
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2.1 磁盘

磁盘是一种基于磁存储的存储盘,也被称为 HDD 或机械硬盘等。1956年,IBM生产出了第一款磁盘产品——IBM 350。这款产品容量仅有5 MB左右,包含50片24 in(1 in≈2.54 cm)的盘片,访问延迟接近1 s。这块磁盘以单体设备独立存在,还没有作为一个部件被集成进入系统。

1973年,IBM推出了IBM 3340磁盘,也被称为温切斯特(Winchester)磁盘,简称温盘。在温盘的设计中,磁头、盘片和转轴封装在密闭空间里(填充惰性气体),转动磁碟通过浮起磁头进行读写。这种封装形态对磁盘的批量生产提供了支持,因而温盘被认为是现代磁盘的模型,其设计一直沿用至今。

1997年,巨磁阻(Giant Magneto Resistive)技术被提出,并被用于磁盘。这种技术使用了具有更强磁阻效应的材料和多层薄膜结构,将磁盘的存储密度从3~5 GB/in2提升到了10~40 GB/in2。这种技术极大地推动了磁盘的大容量设计。因为巨磁阻效应的发现,法国物理学家阿尔贝·费尔(Albert Fert)与德国物理学家彼得·格林贝格(Peter Grünberg)获得了2007年诺贝尔物理学奖。

经过过去近70年的发展,磁盘在容量、性能和可靠性上均取得了长足的发展。目前,磁盘在大规模存储系统中仍然占据主要的位置,在容量型存储系统中仍具有比较优势。