存储技术发展史：从磁带到硬件液化

信息是人类认知外界的方式，最初的信息都会对应到现实世界的一个客体或者相关描述。人类是通过不断增加、完善信息来接触、认知并改变世界的。

最初人类依靠大脑中的神经突触来存储信息，但有些信息是如此重要，所以人们想出一切办法来使这些信息能保存下来。于是人类发明了一种描述信息的信息，这种信息就是数据。

数据是可以保存在一种物理介质上的，其实， 在“说话”的过程中，空气可以被视为一种短暂的物理介质。人类通过振动声带在空气中产生波动，声波在空气中可以短暂保留并扩散，不同波形携带了不同数据，这种波动被鼓膜接收到，达到了数据传递的效果。

但是，空气只能将信息保存一瞬间，之后就要靠大脑了。人是会生老病死的，除了口耳相传，人类需要更可靠的数据存储方法与更长久的物理介质。在过去，人类将数据保存在石板、竹简上，后来人类将数据保存在纸上，配合印刷术，使得信息可以大范围长久传播保存。

人类学会以电磁波的方式承载信息后，距离不再是信息传输的限制，但电话无非是远距离说话，电报无非是快速邮寄的信件，最终所有的信息还要回归到大自然构造的眼睛、耳朵和大脑。直到计算机问世后，人类终于可以突破自己处理信息的生理学极限，让程序和电路代替自己处理信息。

1928年，可存储模拟信号的录音磁带问世，每段磁带随着音频信号电流的强弱不同而被不同程度的磁化，从而使得声音被记录到磁带上。1951年，磁带开始应用于计算机中，最早的磁带机可以每秒钟传输7200个字符。20世纪70年代后期出现的小型磁带盒，可记录约660KB的数据。

1956年，世界上第一个硬盘驱动器出现，应用 在IBM的RAMAC305计算机中，该驱动器能存储5M的数据，传输速度为10K/S，标志着磁盘存储时代的开始。1962年，IBM发布了第一个可移动硬盘驱动器，它有六个14英寸的盘片，可存储2.6MB数据。1973年，IBM发明了温氏硬盘，其特点是工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触，这便是现代硬盘的原型。

1967年，IBM公司推出世界上第一张软盘。随后三十年，软盘盛极一时，成为个人计算机中最早使用的可移介质。这个最初有8英寸的大家伙，可以保存80K的只读数据。四年后，可读写软盘诞生。至上世纪九十年代，软盘尺寸逐渐精简至3.5英寸，存储容量也逐步增长到250M。截止1996年，全球有多达50亿只软盘被使用。直到CD-ROM（只读光盘，Compact Disc Read-Only Memory）、USB存储设备出现后，软盘销量才开始下滑。

进入21世纪，信息爆炸导致数据量成倍增长，硬盘容量也在飙升，单盘容量已可达到TB级别。即便如此，单块磁盘所能提供的存储容量和速度已经远远无法满足实际业务需求，磁盘阵列应运而生。磁盘阵列使用独立磁盘冗余阵列技术（RAID）把相同的数据存储在多个硬盘，输入输出操作能以平衡的方式交叠进行，改善了磁盘性能，增加了平均故障间隔时间和容错能力。RAID作为高性能、高可靠的存储技术，已经得到非常广泛的应用。

21世纪以来，计算机存储技术飞速发展，如何快速高效的为计算机提供数据以辅助其完成运算成为存储技术新的突破口。在RAID技术实现高速大容量存储的基础上，网络存储技术的出现弱化了空间限制，使得数据的使用更加自由。

网络存储将存储系统扩展到网络上，存储设备作为整个网络的一个节点存在，为其他节点提供数据访问服务。即使计算主机本身没有硬盘，仍可通过网络来存取其他存储设备上的数据。基于网络存储技术，分布式云存储、容灾备份、虚拟化和云计算等技术得以广泛应用。其中，“硬件液化”与“存储资源盘活系统”是其中最新的技术方向。

如果把所有分散硬件都看做一个整体，所有数据统一定义并存储，尽可能充分发挥其中所有硬件的效率，不光会消除数据孤岛，还会提升整体硬件利用率，变相“创造”出新的资源，节省购置新设备与其配套软件、服务设施的成本。这种将所有硬件视为一个整体的概念就是“硬件液化”，即，将原本以各个服务器为单位的硬件资源进行打散、重组，使之像液体一样可以流到任何需要的地方，将数据孤岛溶解在硬件液化的海洋中。

存储资源盘活系统是贯彻硬件液化思想的产品之一，它是纯软件的存储控制器，能够安装在任意Linux服务器上，可以把各服务器中分散的磁盘整合成高性能的存储资源池，通过分布式双控制器架构保证了低延迟、高可用、易拓展的特性；通过完善的控制台、命令行与API来统一调度管理所有存储设备；通过强大的兼容性和独特的硬件异构特性充分利用全部存储资源。

存储资源盘活系统不独占硬件资源，可与现有应用混合部署在同一套硬件设备上，不影响现有业务的运行的同时将闲置存储资源予以整合，帮用户把现有服务器集群中存储资源利用率不高的设备进行统一管理，形成统一存储资源池。可基于异构硬件进行部署，兼容x86、ARM、龙芯等平台设备。可以通过标准 iSCSI 协议为上层应用提供虚拟 Target 和逻辑卷，提供分布式块存储服务并可被灵活调度、分配、使用。

参考资料：

存储小白-为什么需要存储

中国信息通信研究院-下一代数据存储技术研究报告

维基百科-计算机存储技术

IDC-《IDC FutureScape: 全球云计算 2020 年预测——中国启示》.