這是少數派與 國民好物 aigo聯合推出的信息儲存設備的科普系列文章。作為國內早期的存儲設備制造商及佼佼者，感謝 aigo 對本文提供的一系列支持，包括但不限于技術知識指導、市場難尋的老物件以及作者用于拆解介紹的最新產品等。 

我們希望通過最簡潔通俗的描述，帶領大家了解信息儲存設備的基本原理，知道那些復雜的參數，如何挑選購買適合自己的存儲設備，又是如何更好地使用，更安全穩定地保存我們的數據，以及未來我們能夠用上什么技術。另本系列雖然與 aigo 聯合發起，但所有內容不涉及任何品牌指導或要求的商業營銷。 

從宇宙大爆炸開始，信息不斷產生而又轉瞬即逝；當某個原始人將自己被火熏黑的手掌按在巖壁上，便主動存儲下了屬于人類的第一份信息。 

人類不斷增速的發展，離不開越來越成熟的信息儲存讀取手段以及越來越先進的存儲設備，它們讓我們能夠穩定地繼承先人的知識，儲存我們大腦放不下的信息，更好地工作、娛樂、生活，并將我們這一代的成果傳承給下一代。 

隨著數字時代進入成長期，與數字信息打交道占據了我們生活越來越多的百分比，而信息的儲存設備也變得越來越復雜多樣。 

本系列文章就是為了幫助你了解信息世界的儲存（亦作存儲，下同）設備而生，系列將分成過去、現在、未來三部分，用大約十幾篇文章，15 萬字左右的篇幅，讓你了解信息儲存設備的基本原理，知道那些復雜的參數都是啥，如何挑選購買適合自己的存儲設備，又是如何更好地使用，更安全穩定地保存我們的數據，以及未來我們能夠用上什么技術。 

儲存設備大合集 

提示：本系列的內容老少皆宜，其中購買與使用部分以家用和小型商業用途為基礎，大家可以根據自己的用途和側重點來看相關的部分，而不用擔心某些內容太復雜或者不適合自己，看自己想要知道的就行。 

感謝 aigo 愛國者為為本系列文章提供部分設備。未注釋圖片來源于 Unsplash 等免費圖片分享網站。 

好了，接下來我們即將開始正文內容，第一章我先帶你來了解一下儲存設備的基本歷史進行熱身，看看那些屬于不同時代回憶的儲存設備都是怎么工作的，又有哪些設備能勾起你的情懷追憶。 

桌面上的磁帶與 CD 機 

從遠古時期開始：挑選儲存介質的原則

還記得我們開頭說的巖壁上的手掌印嗎？人類從遠古到現在，除了數字設備以外常用的儲存數據介質（石頭、繩子、金屬、動物骨頭、竹子、蠶絲、紙張等），主要儲存方式基本都是刻和印，這主要是時代技術的限制，不過也能看出即使條件簡陋，人們對信息保存的要求都非常類似，即使到現在也差不多，根據實際經驗我們可以總結一下通常挑選儲存介質的原則： 

材料堅固容易保存：身處信息大爆炸時代的我們可能不會想到，在儲存設備和儲存方式稀少的年代，一般人只有最重要的信息才會使用介質保存下去，所以通常人們都會選擇身邊最結實的東西，這也導致了直到紙張和墨水出現前，很長一段時間內儲存介質的修改是比較困難的。

龜殼拓印下來的內容 

儲存信息魯棒性強：魯棒性其實就是健壯性，也就是儲存介質將信息儲存下來之后，能否在一定條件的干擾下保持信息的完整。以前的存儲介質一般都不強調要反復修改，儲存信息時就宏觀改變了介質的性狀，加上之前的儲存介質一般都比較堅固，這樣其實魯棒性相對現在的設備來講非常好，比如石頭上的刻痕可以歷經風霜千萬年，即使是看起來脆弱的紙張，也能保持千年不腐。

甘肅天水放馬灘 5 號墓出土的紙地圖，來源：每日甘肅 

后來隨著時代的發展，信息的類型還有形式越來越多，所以對存儲設備介質的要求也越來越多： 

數據容量/材料性價比高：這點自不必說，隨著數字信息的使用越來越廣泛，只有容量/材料性價比足夠高的儲存介質，才能被更多人去使用，從而促進對應存儲介質的研究發展，形成良性循環。近幾年隨著科學技術的發展，儲存介質的性價比越來越高，從我們以前討論的每 KB （使用）成本，每 MB 成本，到現在已經可以討論每 GB 甚至每 TB 成本，都要歸功于科學技術的飛速發展。

比如 aigo 愛國者這塊 1T 的移動硬盤每 GB 成本只有 5 毛不到 

可以反復修改數據/修改數據的成本低：這也是現在儲存介質的基本要求，畢竟信息爆炸的時代已經不像從前，重要信息一次寫入介質，其他人只能通過「只讀」的方式「訪問」信息。比如我們整個虛擬互聯網世界，都是靠這些實體的儲存設備來維持數據，互聯網時代每個人每天都在產生修改刪除大量的信息，一個修改數據成本低的儲存介質，帶來的好處是顯而易見的。 

維持數據完整性的成本低：反復擦寫難度越低的儲存介質，一般維持數據完整性的難度都會變高，比如我們常見的聲音模糊不清的磁帶、關機就會丟數據的內存、年代久遠的軟盤沒有數據等等，所以現在很多儲存介質都是在反復擦寫難度和保存數據完整性難度之間取一個平衡。 

512MB 的 U 盤已經沒辦法讀取了 

易讀取 / 高隨機讀取性能：這也是數字時代對儲存介質提出的新要求，畢竟之前人類對超出自己能力的信息讀取性能要求不大，同時給書本加上目錄這種方法也已經能夠滿足人類自己的隨機讀取要求，而計算機的出現在某種程度上碾壓了人類的大腦，而處理器的速度越來越快，我們同時也需要不斷尋找能夠配得上處理器速度的儲存介質。

運行內存 RAM 的速度，以后可能會變成我們的儲存設備 

其實儲存介質的挑選原則用一句話來總結就是：便宜耐操可持續。由于時代科學技術的限制，以前的存儲設備一般都只能滿足小部分原則，而現在的儲存設備，很多都已經能夠滿足上面提到的大部分原則。 

而除了儲存介質，數據儲存的方式也在不斷的變化，從以前主要是實物上刻和印，到現在聲、光、電、磁等多種方式應有盡有，未來甚至還能真正實現用生物的方式將信息真正「刻進 DNA 里」。 

改變時代：打孔紙帶出現

你或許見過網上賣的那種小玩具：一個可以換歌的八音盒，只需要插入不同的打孔紙帶，就能演奏出不同的歌曲 。 就是這些不起眼的甚至有一些簡陋的打孔紙帶，卻是人類邁入信息時代的一個里程碑。 

可以換歌的八音盒 

早在 17 世紀，第一次工業革命之前幾十年的 1725 年，由于農業革命促進生產力的發展和市場的解放，人力的方式已經不能滿足市場以及多種方面的需求，人們（主要是那個時候的資本家們）迫切需要讓機器自己動起來。 

有需求自然就有人解決需求，1725 年一個紡織工人 Basile Bouchon 就天才般想到了可以把工作流程數據用打孔紙帶記錄，然后將紡織機的提針與一個讀取結構連接，打孔紙帶通過讀取結構時，用紙帶上有沒有小孔來控制提針的提起和落下，從而實現半自動織布，這也是我們現在看到的織布機結構的最初原型。 

現在看起來很容易懂，當時卻是非常精妙，圖片來源：Deutsches Technikmuseum Berlin 

打孔紙帶出現的意義非常巨大，雖然仍然是刻印類的儲存方式，它不僅是人類第一次嘗試將儲存讀取設備應用到工業化中，這種類狀態機的思路也為后來設計信息儲存設備的大佬們提供了思路，比如后面出現的打孔卡片甚至磁鼓儲存器等，直到后面機械硬盤出現前還廣泛用于各個行業。 

硬盤的雛形：磁鼓儲存器

接下來我們看看儲存設備歷史上另一個重要的發明。時間跳到 1932 年，Gustav Tauschek 在奧地利發明出了現代硬盤的前身：磁鼓儲存器，利用我們初中就學過的磁生電與電生磁現象巧妙地實現了對數據的儲存讀取。 

先來看一下它的結構： 

磁鼓儲存器的結構 

如果之前已經了解過機械硬盤原理的小伙伴，就會發現磁鼓儲存器的原理和機械硬盤已經非常相像了。中間那一條圓柱形就是儲存數據的地方，周圍那一圈圈的就是很多個磁頭，圓柱形的外表有一層鐵磁材料，圓柱體就是磁鼓筒（相當于機械硬盤上的盤片）會不斷旋轉。 

想要讀取或者寫入某個數據的時候，只需要等待磁鼓筒對應區域轉到對應磁頭底下，磁頭通過磁生電感應底下區域的磁性，或者通過不同電壓改變底下區域的磁性來實現讀取或寫入信息。 

看看實物的照片就更加容易理解了，原視頻 Youtube@TilTuli 

相比起之前刻和印的方式，磁鼓儲存器創新性的采用了磁性的方式儲存信息，比起之前的存儲設備，由于磁頭的頂端可以做到只有針尖般大小，磁化的區域非常小，所以整個磁鼓筒可以塞下密度非常高的數據。 

高密度的存儲磁鼓儲存器的容量來到了驚人的 62.5KB，而且由于中間磁鼓筒可以轉得很快，讀取速度也非?？梢裕ㄐ吞?USSC90，磁鼓筒每秒能轉 300 圈，最高能夠達到 60KB/s的讀寫速度，相當于一秒就能夠把自己全部的容量讀一遍）。對比起之前出現的儲存設備，這個簡直可以說是質的飛躍，能夠滿足科技進一步發展的需求。也是因為如此，之后大部分儲存設備的原理都向光、電、磁能夠精確改變微小區域的方式發展。 

其實，作為一項可以說是跨時代的發明，磁鼓儲存器的出現其實是比較晚的，甚至晚于我們接下來介紹的磁帶。這中間還有出現過水銀延遲線、等其它儲存設備。雖然速度很慢，容量很小，但是為人類科技發展的「飛輪效應」跨過了最初的困難。 

時代的記憶：磁帶與黑膠唱片

前面所介紹的儲存設備，可能我們都不是非常的熟悉，甚至于我們家里的長輩也都不太熟悉。但是接下來介紹的這兩個設備，那一定是很多人青春的回憶了。它們都曾經是全世界音樂最流行的載體，但最后一個變為音樂愛好者的珍寶，一個卻至今仍然是商業領域熱門的儲存設備。