独家揭秘 再现IBM百年存储创新技术(图)

　　有着百年历史的IBM，拥有无数的丰功伟绩。无论是大型机、服务器和网络、存储等硬件设备，还是Lotus、Websphere、z/OS 、AIX等软件产品，抑或针对各行各业推出的先进解决方案，在成就百年IBM“蓝色巨人”辉煌的同时，也实现了一个又一个技术创新。如果说Bb2、Tivoli、Lotus、Websphere和Rational支撑着每一行业的发展，那么IBM大型机、商业POS、网络存储和各类服务器产品则推动着整个世界的进步。

IBM logo

    “蓝色巨人”：存储技术先驱

    IBM是被人公认的IT业界“巨人”：从螺丝钉、键盘、鼠标到CPU、硬盘、内存到大型机、服务器，它都可以制造；从软件产品到硬件产品到各类解决方案，它都可以提供。长久以来，IBM都是计算机的代名词，无论是在美国还是其他世界各地，都拥有极高的声誉。

　　此前我们谈到过IBM百年来所推出的经典服务器产品及其操作系统，其实，在存储技术创新方面，IBM也笼罩着不少光环。这与IBM百年来一直坚守的“创新”和“转型”理念是分不开的。比如，1952年，IBM率先将磁带用于数据存储，这是IBM百年历史上的100个进步标志之一。再比如在上世纪50年代中期，IBM舍弃了效率低下的顺序存取技术， 创新性的推出随机存取产品“RAMAC 305”，这在当时乃至以后对全球计算机技术的走向和发展都具有举足轻重的作用。

百年IBM徽标象征RAMAC第一个磁盘

    “蓝色巨人”堪称世界存储技术的先驱，不仅在世界上提供了首台存储驱动器，而且在存储领域获得了多项技术创新，引领着整个存储业界的更快发展。

首台配备随机存储功能的RAMAC 305计算机

　　在整个IT业界中，存储技术的发展可谓异常迅速。从开始的打孔机到现在的固态硬盘，从开始的字节级存储容量到现在的TB级甚至PB级存储（云存储技术），都发生了翻天覆地的变化。作为以穿孔机起家的IBM，在存储技术方面已经先人一步，而在整个存储技术发展历史长河中，IBM又不断推陈出新，谱写了一部部存储技术新神话。

　　1956年，IBM推出世界上第一台存储驱动器RAMAC 350，305 RAMAC也就成为了第一台使用随机存取磁盘驱动器（350磁盘存储单元）的计算机。RAMAC是“统计控制随机存取法（Random Access Method for Accounting Control，RAMAC）”的简称，RAMAC  350刚推出时，其体积有两台冰箱那么宽。整个硬盘由50张24英寸直径的盘片组成，每英寸磁道数20个，并以每分钟1200转的速度旋转，可以实现大约每秒100,000 的速度存取数据。整台设备可以存储五百万二进制编码的字符（5MB）。

使用随机存取磁盘驱动器的IBM 305 RAMAC计算机

IBM RAMAC 305

RAMAC 350核心部分（50个24英寸的磁盘组成）

RAMAC 350

RAMAC 350

　　RAMAC 350:实现即时访问信息

　　在RAMAC出现之前，信息必须通过一台打孔机运行大量卡片进行输入，而且需要数小时或几天后才能得到答案。而RAMAC可以在几秒内找到数据，并对数据进行修改和移动，以找到完全不同的数据。它使企业以全新的视角思考数据，即时地进行数据混合和匹配。

IBM实验室负责人Rey Johnson站在RAMAC 350前方（摄于1956）

RAMAC项目组负责人（摄于1955年加利福利亚州）

世界首台磁盘驱动器的诞生地——加利福利亚州圣何塞IBM实验室

RAMAC测试组装车间

刊登在平面媒体上的RAMAC 广告

RAMAC 305磁盘碟片

RAMAC 350

IBM员工向参观者介绍RAMAC（摄于1958年）

    RAMAC标志着普遍应用的打孔卡时代的结束，也是在近60年内推动实时信息存储的开端，成为了存储技术发展史上的一个里程碑，也是此后的55年内制造的每个硬盘驱动的祖先。

　　1962年，IBM圣何塞实验室推出了一款可以移动磁盘的存储单元——IBM 1311磁盘存储驱动器。1311上的每一个“磁盘组”可 以容纳200多万个字符的信息，用户可以为不同应用轻松交换文件。

IBM 1311存储设备（图片中央）

IBM 1311

　　IBM 1311使用了IBM磁盘组（后来被命名为IBM 1316），它可以容纳6个14英寸磁盘，它的记录密度将近是仅仅一年前发布的 1301的两倍，之所以有这样大的提高，主要原因在于减少了磁头和磁盘之间的距离或“飞行高度”。由于与磁盘表面的距离越 来越近，信息能够以越来越小和越来越紧密的形式写入。首个针对1311推出的大型主机为IBM 1401数据处理系统、1440数据处 理系统、1620数据处理系统和1710控制系统。

IBM 1311的四个角度（含可移动磁盘组件）

　　1311的推出，不仅开启了新一轮存储技术发展阶段，而且还标志着打孔时代的结束。

IBM 1311

　　IBM 1311系列产品发展史：

　　1962年10月11日 推出IBM 1311-1、IBM 1311-2、IBM 1311-3、IBM 1311-4

　　1963年1月7日 推出IBM 1311-5

　　1968年3月5日 推出IBM 1311-6、IBM 1311-7

　　1971年2月2日 IBM 1311-6、IBM 1311-7停产

　　1971年2月8日 IBM 1311-1、IBM 1311-4停产

　　1971年5月12日 IBM 1311-3、IBM 1311-5停产

　　1975年1月6日 IBM 1311-2停产

　　1965年IBM推出IBM 2314直接读写存储设备，它打破了存储设备价格高高在上的局面，实现了存储更快普及的应用转型。

　　随着IBM 2314直接读写存储设备的推出，那些基于数据库和数据通信应用、需要读写大量数据的行业，比如航空预订和网上银行可以以更低廉的成本来获得数据存储服务。

IBM 2314直接读写（访问）存储设备

IBM 2314直接读写存储设备

IBM 2314直接读写存储设备

　　IBM 2314继承发展了IBM 1311和2311可交换磁盘存储单元系列，它拥有8个在线模块，能够保存总共20700万个字符信息。 它也是当时IBM System/360使用的最新且最快的存储部件。

IBM 2314存储设备

应用在IBM System/360上的IBM 2314存储设备

IBM 2314磁盘组

IBM 2314磁盘组近照

IBM 2314磁盘组（直径378mm、高153mm、重量5.1KG，摄于1966年）

System 370型165及IBM 2314存储设备（后方）操作台

　　IBM 2314直接读写存储设备发展史：

　　1965年4月22日 推出IBM 2314

　　1969年1月10日 推出IBM 2314-A1 和IBM 2314-A2

　　1969年7月11日 IBM 2314-A2停产

　　1970年12月14日 推出IBM 2314-B1

　　1978年10月5日 IBM 2314-A1、IBM 2314-B1停产

　　1970年，IBM推出IBM 3330磁盘存储设备。通过伺服反馈技术（servo feedback technology），IBM 3330能在比以前密度更大的磁盘上记录数据。另外，它还支持纠错码技术，增加了数据的可用性，提高了生产工艺的效率。

IBM 3300存储

　　IBM 3330中采用的革命性磁盘组－IBM 3336能够保存多达10000万字符的信息，3336磁盘组中采用的"伺服磁盘表面"能够有效地控制数据磁头，同时保证了磁盘组的互换性。每个3330子系统包括2~16个硬盘驱动器，能为用户提供最多16亿个字节在线存储的快速访问。

IBM 3330磁盘组

IBM 3330磁盘碟片

IBM 3330磁盘组

　　当时，3330与IBM 3830存储控制器一起作为IBM System/370的一部分来推出。

　　IBM 3330数据存储设备发展史：

　　1970年6月30日 推出IBM 3330-1

　　1972年10月4日 推出IBM 3330-2

　　1983年12月20日 IBM 3330-1、IBM 3330-2停产

　　IBM另一项重要创新之举就是1971年推出的世界上第一张“软盘”IBM 23FD（只读），直径8英寸。软盘的出现大大提高了数据存储的灵活性，成为了小型系统广泛使用的基本存储介质。

软盘

百年IBM徽标纪念软盘的推出

　　1973年，IBM研制出一种新型的硬盘IBM 3340，它拥有几个同轴的金属盘片，盘片上涂着磁性材料。这些金属盘片可以和移动的磁头共同密闭封装在一个盒子里面。即使在密闭的封装盒子里磁头也能从旋转的盘片上读出磁信号的变化——IBM 3340可以被称为现代硬盘的祖先。

IBM 3340直接访问存储设备

IBM 3340直接访问存储设备

IBM 3340磁盘组

　　其实，IBM 3340还有一个别名——温彻斯特（Winchester）硬盘。IBM将该硬盘称之为“温彻斯特”硬盘，其实还有个小小的来历。IBM 3340拥有两个30MB的存储单元（1个为30MB固定存储单元，另一个为30MB移动存储单元），而当时一种很有名的“ 温彻斯特来福枪”的口径和装药也恰好包含了两个数字“30”。于是这种硬盘的内部代号就被定为“温彻斯特”。

IBM 3340拥有2个主轴，分别能存储30MB数据

　　IBM 3340最突出的特点就是，它的磁头和盘片不发生接触，这在当时是一个巨大的技术创举。技术人员想到让磁头在盘片上方 “飞行”，与盘片保持一个非常近的距离。这样，盘片就能旋转的很快而不会出现因磨擦造成的硬盘损伤。磁头被固定在一个 能沿盘片径向运动的臂上。由于磁头相对盘片高速运动，并且二者距离很近，哪怕是一丁点灰尘也会造成磁盘的损坏。所以，盘片、磁头和驱动机构被密封在了一个盒子里。

无尘室中的IBM 3340

　　虽然当今我们使用的硬盘容量为数百GB甚至数TB，但这些硬盘与当年IBM推出的IBM 3340硬盘没有本质区别。密闭封装高速旋转盘片的硬盘盒，仍然是快速大容量存取数据的最佳选择。

　　IBM 3340存储设备发展史：

　　1973年3月13日 推出IBM 3340-A2、IBM 3340-B1、IBM 3340-B2

　　1983年12月20日 IBM 3340-B1、IBM 3340-C2停产

　　1984年5月1日 IBM 3340-A2、IBM 3340-B2停产

　　1984年IBM推出的IBM 3480，在IBM存储技术发展史上是一个里程碑。IBM图森实验室磁带产品经理Al Rizzi说道，“一切都是新的”——形状和大小都发生了翻天覆地的改变。方盒式磁带取代了传统的圆形卷轴，使得整个存储设备的体积大幅缩小。此外，数据存储的密度和速度大为提高。

IBM 3480 磁带子系统

IBM 3480盒式磁带系统

IBM 3480磁带盒

IBM 3480磁带盒

　　IBM 3480是首款采用“薄膜”技术的磁带驱动器（薄膜最先在1980年由IBM独创）。此前，行业标准一直是10.5英寸的圆形盘磁带只能存储160MB的数据，而且传输速率仅为1.25MB/秒（未压缩数率）。新推出的IBM 3480则采用了5.5英寸的方形硬盘盒，可以储存高达200MB的数据，并且传输速率可实现3MB/秒。此外，IBM 3480磁带子系统所占用的面积不足十多年前3420磁带单元等效安装面积的一半。

IBM 3480标准硬盘磁带

IBM 3480产品家族发展史

　　IBM存储技术领域创新不断，在1980年，IBM推出世界首个GB级别的硬盘驱动器IBM 3380。它相当于一个冰箱大小，重量大概为250KG，市场售价为4万美元。

IBM 3380

IBM 3380磁盘驱动器

　　存储子系统协同在1987年IBM推出IBM 3380系列产品之后，被赋予了新的内涵。直接访问存储设备IBM 3380-J和IBM 3380-K配 合IBM 3990存储控制，可以实现3380标准存储容量的三倍之多。由于采用了重新设计的滑动装置和更加灵敏的读写磁头，3380-K每平方英寸的存储密度超过3500万位信息，这是以前IBM 305 RAMAC磁盘的17500倍。

IBM 3380-E

　　另外，3380-K还引入了第一种双级纠错码机制来提高磁盘信息的可靠性，同时采用了一种新的数字伺服机制来保证磁盘上 读写磁头的定位精度。

IBM 3380-CJ2

　　IBM 3380-J、IBM 3380-K以及IBM 3990-2、IBM 3990-3也首创了四通道数据传输。扩展的控制单元功能还包括DASD的快速写入和双拷贝。

IBM 3380各型号的物理特性一览

IBM 3380各型号性能特点（单位为毫秒MS）

IBM 3380各型号特点和市场售价

　　IBM 3380直接访问存储设备发展史：

　　1980年6月11日 推出IBM 3380-A4、IBM 3380-A4F、IBM 3380-AA4、IBM 3380-AAF、IBM 3380-B4、IBM 3380-BF4

　　1981年10月21日 IBM 3380-A4F、IBM 3380-AAF、IBM 3380-B4F停产

　　1985年2月5日 推出IBM 3380-AD4、IBM 3380-BD4、IBM 3380-AE4、IBM 3380-BE4

　　1986年5月6日 IBM 3380-AA4、IBM 3380-A04、IBM 3380-B04停产

　　1987年9月1日 推出IBM 3380-AJ4、IBM 3380-BJ4、IBM 3380-AK4、IBM 3380-CJ2

　　1992年，对于IBM存储领域来说是战果丰硕的一年。在这一年当中，IBM推出了市场上首个3.5英寸硬盘驱动器之一，该驱动器可以提供120亿字节数据存储——足够满足多达50多万页打印信息数据存储需要。同年，IBM也为OEM市场推出了首个3.5英寸容量为2GB的硬盘驱动器、首个5.25英寸容量为4GB的硬盘驱动器。在1992全年，容量为1GB的3.5英寸硬盘驱动器出货量达25台。

　　1994年6月，IBM推出RAMAC阵列系列产品——标志着信息存储技术的重大进展，它包括RAMAC阵列直接访问存储设备（DASD）和 RAMAC阵列子系统俩大部分。它们都能提供高达90.8GB的信息存储容量。RAMAC阵列DASD产品在当年9月份开始上市销售，RAMAC代表着IBM存储产品有史以来的最大成功，在刚上市销售的头三个月就取得了2000台的佳绩。

RAMAC虚拟阵列存储9393型

RAMAC虚拟阵列存储9393型

RAMAC虚拟阵列存储9393型前端磁盘

　　IBM RAMAC阵列系列为用户提供了一种功能强大的创新性解决方案。所有的阵列都使用RAID技术来保护硬件故障，从而防止信息丢失。该系列的当前产品包括：保证数据可用性的RAMAC 3，低成本、高灵活性的RAMAC虚拟阵列存储M2，高性能、可扩展的RAMAC可扩展阵列存储。

RAMAC 3

　　在1995年，IBM获得了另外一项磁性数据存储密度的世界纪录——每平方英寸面积上可以存储30亿位字节数据，如果把这些数据打印在A4纸张上并堆起来的话，会比五层楼还高。

　　回顾“蓝色巨人”走过的百年风雨，在存储领域IBM取得了无数个佳绩，为整个人类社会的信息存储技术的推动做出了杰出贡献：

　　1952年业界第一台磁带机726从IBM正式推出，标志人类正式告别了使用打孔卡存储数据的落后方式，开启了一个崭新的存储时代。自此以后，IBM几乎囊括了线性磁带存储领域的每项创新，在磁带交换标准的制定方面一直处于领头羊的位置。20世纪60年代-70年代，IBM掀起了一股增加功能、改进性能、缩短服务时间、减少设备占地面积的热潮。

　　20世纪80年代中期，IBM推出的3480成为了存储技术发展中的又一个里程碑。此后，IBM推出的企业系统连接架构通道也使得IBM磁带存储的连接距离达到数千米之远。

　　20世纪90年代，IBM又相继推出了IBM RAMAC阵列系列和虚拟磁带服务器产品。

　　而近年来IBM推动的大数据存储方案——帮助客户有效存储数据，并从大量数据中提取信息的新型磁带存储产品。

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TS7700虚拟磁带库系列

IBM 3420 磁带子系统

IBM 3850大规模存储系统

　　所有的这些，都极力说明了IBM在数据存储领域的独特创新和前瞻性。虽然除了本文所介绍的这些内容以外，还有很多IBM独创的存储技术和产品，但从以上这些存储领域的创新技术和产品，我们就能深刻地体会到，IBM在未来的岁月必将推出更加智能更加高效的数据存储方案。