各种数字储存/ 存储技术日新月异,还记得在几年前看到1G存储卡就觉得稀奇得要命,现在市面上的大拇哥U盘内建的快闪存储容量已经达到TB等级…以下图集是一位资深工程师Jeremy Cook分享的人类历史上信息储存、存储技术演进历程重要里程碑;如果你手上也有一些“老古董”,欢迎与我们分享!
书写
虽然这并非是电子甚至机械技术,“书写”基本上就是人类历史一项了不起的发明,因为它不仅让相隔两地的两个人能够交换讯息,还能将所记录的知识代代相传。根据美国芝加哥大学(University of Chicago)的考证,最早出现的人类书写是在西元前3,500年,是“信息革命的曙光”…可不是吗!
写着图像化文字的陶板(来源:芝加哥大学)
穿孔卡
穿孔卡(punch cards)诞生于1890年代,当时美国统计学者Herman Hollerith发明了一种能在一年之内完成人口普查的机器;而如果这样的工作完全由人工进行,得花上十年。该种机器的发明概念来自火车的打孔票。
1890年8月的Scientific American杂志上刊登的穿孔卡读卡装置图画(来源:Wikipedia)
电脑存储模型:正反器电路
正反器
正反器(flip-flop)电路是在1918年发明,后来逐渐演变成为现在的电脑存储;那些外表看来古老的元件能根据外部电气信号改变并储存某个状态,其实与目前的电脑运作原理相去不远(不过规模小得多)。
1918年由Eccles与Jordan提出专利申请的正反器电路图
美光1 mebibit容量DRAM元件MT4C1024
DRAM
动态随机存取存储(DRAM)是在1966年发明,是以电容来储存信息;带电的电容代表1、未带电的则代表0,而所谓的“动态”并非意味着内部的什么功能,而是指电容终究会丧失电荷,并必须定期刷新(refreshed)。
美光的1 mebibit容量DRAM元件MT4C1024 (来源:Wikipedia)
1971年由英特尔开发的EPROM
SDRAM
同步动态随机存取存储(SDRAM)在1970年代的应用很有限,但在1993年时开始被广泛采用──在那之前,RAM虽然能尽可能快速变更已输入资料,SDRAM则是采用电脑的时脉,在资料被储存时进行调节,这让资料能被分配至不同的区域(bank),好一次同步执行数个存储任务。
SDRAM模组(来源:Wikipedia)
EPROM
可擦出式可编程唯读存储(EPROM)是在1971年由英特尔(Intel)的Dov Frohman 所开发,该种存储是非挥发性的,也就是说尽管关闭电源,存储的状态不会改变。这种存储芯片是电气可编程,信息在暴露在紫外线下时可抹除。
英特尔在1971年开发的第一款EPROM (来源:Wikipedia)
可储存300,000Byte的8英寸软盘
软盘驱动器
在1975年于《Popular Electronics》杂志曝光后,Altair 8800成为数以千计新崛起电脑宅男们的第一款电脑;该款电脑有很多有趣的特色,所配备的8英寸软盘驱动器(floppy drive )是其中之一。根据rwebs.net 网站的信息,该软盘驱动器可储存300,000Byte信息;在动不动就是MB或GB等级储存容量的今日,那个数字好像太小,但在当时可是新奇玩意儿。
EEPROM和重550磅的第一款1GB硬盘
EEPROM
电气可擦出式可编程只读存储(EEPROM)是在1978年诞生,它胜过电气可编程唯读存储(EPROM)的优势,就是除了在使用中可编程、也能抹除;EEPROM的唯一缺点就是可重复编程的次数有限,但其读写性能在今日已经越来越有进步。
EEPROM芯片(来源:Amit Bhawani)
硬盘
希捷(Seagate)在1980年生产第一款5.25英寸硬盘(HDD),这种储存装置的长相其实与我们现在所看到的相去不远;不过同样在1980年由IBM所推出的第一款1GB硬盘则是个庞然大物,重达550磅。
同样是1980年诞生的硬盘,外观大小差很大!(来源:Ian Wilson/Wikipedia)
风靡一时的音乐CD
音乐CD
音乐CD是1982年问世的,但一开始并不是锁定电脑应用;光碟片成为信息储存装置是在1985年,当时第一款商用CD-ROM光碟机其实已经在非商业市场现身。有趣的是,这种储存媒介比电脑领域的储存技术(存储/硬盘机)发展速度要快,后者一直到1990年代初期才赶上用来储存多媒体内容的CD容量。
也许CD已经不再是今日最受欢迎的数字内容储存媒介,但它已经存在超过30年,看来还会继续存在一段时间,这可说是数字技术中的罕见案例。
Sony CDP-101音乐光碟播放机的宣传海报(来源:TechHive.com)
DDR4年底问世 第一代速度如何?
快闪存储
快闪存储是在1980年左右被开发出来,但直到1988年才正式问世;这种存储在技术上算是一种EEPROM,不过在速度上则是大幅超越。目前市面上有两种快闪存储,其一是NAND、其二是NOR,主要差异在于逻辑闸的不同;这种存储催生了小巧的U盘、记忆卡。
图左边的芯片是快闪存储,右边的是存储控制芯片(来源:Wikimedia Commons)
DDR SDRAM
贸易组织JDEC在2000年定义出了双倍资料速率同步动态随机存取存储(DDR SDRAM)规格,如其名称所点出的特性,在特定情况下,这种RAM能达到比一般SDRAM两倍的资料速率。DDR SDRAM规格后来演进到第二代、即2003年的DDR2,速度再加倍;2007年则又把速度加快一倍,即DDR3。
如果速度提高了八倍你还嫌不够,最新的DDR4规格预计2013年底就会问世,其资料存取速度再加倍,而且创新的架构设计也预期将可降低功耗。
未来值得关注的UFS和3D存储
UFS
JDEC在2012年发表了通用快闪存储储存(universal flash storage,UFS)规格,并在2013年9月发表更新版本。新规格除了具备省电功能,资料吞吐量也能达到上行/下行同步300 Mbit/s;这种存储新规格的未来发展值得关注。
采用UFS规格的东芝(Toshiba)快闪存储芯片(来源:Toshiba)
3D存储
除了DDR4、UFS等技术,也是在2013年才兴起的一种新型存储是3D存储;有关于这种存储技术的介绍请参考:HMCC发布新一代3D存储规格
3D存储(来源:Micron/TechWeekEurope.co.uk)
容量高达1TB的U盘
1TBU盘
Kingston在今年稍早推出了容量高达1TB的U盘,真的很难想像,在那小小1立方英英寸左右的外观尺寸中能容纳那么多的信息空间…未来科技发展还将让存储/数字储存技术有怎样的大跃进,真的很令人期待。
Kingston推出1TBU盘(来源:HardwareZone)
在你的办公桌抽屉、实验室橱柜或是家里的仓库里,有没有那些已经尘封的数字储存装置老古董呢?
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