记录与计算机存储相关的过往(连载十五):SSD,一睡30年
专栏
20世纪70年代,集成电路元件的密度以一年一倍的速度增长,一块芯片上已经有了数十万个元件。与此同时, STK开拓了硬盘生产线,开始尝试开发光盘,1978年这个公司开发出了全固态存储器,也就是我们现在所说的SSD。

可怕的摩尔定律
1965年,《电子学》杂志创刊30周年,“八叛徒”之一、时任仙童公司研发主管的戈登·摩尔提交了一篇仅有三页的论文,名为《在集成电路上塞进更多的元件》。这是半导体工业最有预见性的论文之一,也是著名的“摩尔定律”的起源。
摩尔提出,一块集成电路上能够集成的晶体管数量,大概会以每年翻一番的速度增长。他认为,到1975年,一块芯片上能够集成的元件数量应该会达到65000个左右。这个预言是正确的。1975年,已经成为英特尔公司总裁的摩尔修改了他的预言,认为增长速度应该放缓到两年翻一番,后来又一次修改,把时间改成18个月。最后的这个版本为我们熟知,虽然已经过了数十年,它依然和事实相差不远。
但是事实上,一直到1977年,集成电路元件的密度依然以一年一倍的速度增长,一块芯片上已经有了数十万个元件。一只晶体管的直径仅有两微米,我们的肉眼已经无法看到;而价格只有0.001美分,已经不值一提。当时,英特尔开发的8085 CPU,主频能够达到6 MHz,已经是30年前那部ENIAC的60倍。
与此同时,那些早期发明的存储技术也有了长足的发展。1973年,IBM改进了硬盘,提出了“温彻斯特硬盘”方案。在这种设计中,高速旋转的盘片所带动的空气会托起磁头,产生极薄的空气垫,避免磁头划伤盘片损坏数据。一直到今天,这依然是硬盘的标准技术。
也就是在那时,IBM第一次推出了一体式便携计算机5100。这台机器重达22.5公斤,有一个5英寸大小的CRT显示器,内存只有可怜的64KB,价格却高达2万美元。它使用四分之一英寸的磁带作为存储设备,能够存储204KB的数据——大概相当于21万个字母,或者40000个单词。
StorageTek的传奇
既然晶体管已经这么便宜,DRAM的价格也许可以不再高昂,甚至可能成为计算机的外存。基于这样的判断,1977年,几家公司开始计划使用集成电路来制成存储装置。最先成功的是存储技术公司,也即StorageTek,或者STK。
这家公司创立于1969年,四位创始人都曾经是IBM的工程师。在上世纪60年代末,他们开始了自己的创业历程,而且目标直指当时世界上最大的信息设备提供商:他们的老东家IBM。当时,最主要的存储设备是磁带——这种设备成本低廉、技术成熟,而且已经形成了标准。STK开始生产磁带存储设备,并且迅速占领了一些市场。
像许多企业一样,STK加快了发展的步伐。在上世纪70年代,这家公司开拓了硬盘生产线,开始尝试开发光盘,并且领先所有竞争对手,在1978年开发出了全固态存储器,也就是我们现在所说的SSD。
当时的固态存储器依然使用DRAM技术,需要独立电源单独供电,以保证数据不会丢失。虽然有这样的缺点,但是和硬盘相比,SSD的速度更快,工作温度范围更宽,不怕震动或碰撞。这些优势让SSD很快应用在一些特殊领域,例如石油公司的地震信号处理设备或对抗震性有要求的军事领域。几乎在STK开发出SSD的同时,Memorex公司、德州存储系统公司、日立和英特尔也分别开发出了类似的设备,并且开始推向市场。看起来,一次存储器的新革命即将开始。
但是这种新设备却受到突如其来的打击。在上世纪70年代两次石油危机之后,石油很快恢复了供应,价格从每桶34美元骤然跌至8美元,石油公司大幅削减研发经费让SSD的销量随之迅速下滑。而当时的SSD在成本上也并不能和磁带或者硬盘竞争:1978年,STK开发的SSD存储成本为8800美元/MB,换言之,每GB容量的SSD,成本高达880万美元。
而STK自己也碰到了一些麻烦。正如许多扩张太快的企业一样,STK的现金流断裂了,一度陷于破产的边缘。新上任的总裁裁减了业务范围,使公司重新回到磁带存储的轨道上来。1985年,IBM已经生产了当时世界上几乎所有类型的存储设备,但SSD并不包括在内。IBM的高管对这种产品并不看好,SSD就这样沉寂下去。
直到2007年,IBM才再次注意到SSD。新的SSD早已不再使用DRAM技术,也不需要时刻连接电源。省电、发热低的优势让IBM决定在刀片服务器上配置SanDisk的SSD硬盘,这是第一次在企业级服务器上使用固态存储设备,也意味着SSD的可靠性和性能终于得到了承认。而此时,SSD的发明者STK公司,已经成为了世界领先的磁带存储设备和方案提供商。
(作者简介:猛犸,科技作者,宅属性。关注信息技术及其给生活带来的影响,为多家科技、新闻媒体撰稿。)