史上第一台硬碟 │ 科學史上的今天:09/13

1956 年的今天,IBM 隆重向外界介紹最新的商用電腦── IBM 305 RAMAC,特別強調它配備了史上第一部硬碟貯存裝置,可以迅速存取大量資料,是辦公室與工廠自動化的革命性產品。

這台名為 IBM 305 的硬碟機長 152 公分,高 173 公分,深 74 公分。內部有五十片直徑約 60 公分的圓形金屬片,上面塗滿一層薄薄的磁性微粒,微粒的磁場方向即可代表 0 或 1。運作時,碟片以每分鐘 1,200 轉的速度旋轉,兩根鑲有微小線圈的讀寫頭移到碟片上方 0.002 公分處(若依比例放大,這相當於戰鬥機只能以幾公尺的高度貼著地面高速飛行),可以藉由改變磁性微粒的極性方向而寫入資料,或只是偵測微粒的極性方向以讀取資料。

這麼厲害的硬碟,容量有多大?說出來嚇死你── 5 MB。沒錯,這部約莫兩台冰箱大的硬碟就只有 5 MB;如今我們會覺得不可思議,但在電腦沒有圖像也沒網路的當時,五百萬個字的容量已經綽綽有餘了。當然,IBM 也繼續改良技術,六年後就已經將硬碟機的體積縮小到洗衣機大小,把硬碟做成 2 MB 容量、可抽換的卡匣。

現今的硬碟更是不可同日而語。拿 2015 年中的 3.5 吋硬碟跟史上第一台硬碟機相比,體積只有二千分之一,容量 8 TB 卻高達一百六十萬倍,而平均每一 MB 的價格更是從美元 $9,200 降到只要 $0.000035,相差億倍以上。

如此巨大的差距當然來自於技術的提昇,其中最大的突破就在於 1988 年發現的「巨磁阻效應」(Giant Magnetoresistance)。這是指德國物理學家格倫貝格(Peter A. Grünberg)與法國物理學家費爾(Albert Fert)各自獨立發現的,將不同金屬材料像三明治那樣堆疊時,施加微弱的磁場就能導致電阻出現極大的改變。

將此放大的效應運用在硬碟上,就能加強讀寫頭對磁場微小變化的偵測能力,因此便可大幅提高碟片上的磁性物質密度,增加儲存容量。1997 年,IBM 推出第一顆利用巨磁阻效應的硬碟,一舉將原本頂多 2 GB 的 3.5 吋硬碟拉到 16 GB,自此硬碟的容量就迅速大幅擴增。格倫貝格與費爾也因為發現巨磁阻效應而共同獲得 2007 年的諾貝爾物理獎。

雖然硬碟已逐漸從人們的身邊退隱至雲端,但它仍將繼續成長並進化,因為它已不單是發明之初為了辦公室與工廠自動化的目的,如今更成為人們藉由照片與影片貯藏人生回憶的所在。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。


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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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