你穿越了？40年过去了，你的硬盘还需要插在主板上吗？

你穿越了？40年过去了，你的硬盘还需要插在主板上吗？|固态硬盘|闪存|磁盘|pcie_网易订阅

这应该就是硬盘的故事。

世界上第一个硬盘出现在上世纪50年代，由IBM制造，这个硬盘现在看来实在是太惊人了——它足足有两个冰箱那么大，质量要论吨来计算，内置50张24英寸磁盘，但容量只有5MB。5MB，现在看来似乎连一首高音质的mp3音乐都装不下，但在个人计算机还没出现的50年代，这已经算是海量存储了。

进入70年代，一种名为“温彻斯特”的硬盘诞生了。虽然给电脑配件取一个枪的名字有些怪异，但如果你经历过90年代DIY的第一个黄金时期，你肯定对“温盘”这个称呼不会陌生（别看我，那个时候我刚出生）。很多人说“温彻斯特硬盘”出现后硬盘的基本原理没有发生大的改变，对此我只能说他们太单纯，90年代的巨磁阻技术、新世纪以来的PMR技术、还有近几年臭名昭著的SMR技术都是机械硬盘的巨大革新，未来还有更先进的热辅助、微波辅助磁记录技术，可以说机械硬盘无论是过去还是未来都不缺少技术的革新。但硬盘领域最大的革新还是闪存的出现、固态硬盘的崛起，它彻底改变了硬盘的面貌。

这是一张IBM PC主板

硬盘的安装与使用也变得越来越简单。如果你见过IBM的PC/XT的话，你会对当年个人电脑的笨拙有深刻的印象——当年的电脑做什么都离不开扩展卡，显示需要显卡（这一点40年后的今天还是如此，只不过现在集成显卡更加普遍了），用鼠标需要鼠标卡，至于网卡、声卡倒是不用，因为当年的PC还没有网络功能和多媒体功能，当年电脑的主板密密麻麻，芯片一大堆（甚至没有南北桥之分），但就是没有集成度可言，扩展功能全靠主板上长长短短的ISA插槽（有8位和16位的，长度不同），就连硬盘这种需要装系统的部件，也离不开硬盘卡。

当年的硬盘卡并不是像现在的阵列卡一样（插到扩展插槽里面，转接出需要的SAS接口供硬盘使用），当年的硬盘由两部分组成——安装着控制器的插卡和安装着磁盘、电机、磁头的本体（固定在机箱上），二者之间靠一大堆线缆连接。因为硬盘卡有自己的ROM，所以这个硬盘在开机的时候能够被启动。

一块PATA IDE硬盘

显然这种形态太笨拙了，所以进入90年代，IDE出现了。IDE可不是“集成开发环境”的意思，它的意思可以简单理解为“集成了控制器的硬盘驱动器”，这意味着硬盘不再需要通过硬盘卡来实现对硬盘读写的控制，硬盘的控制电路和磁盘做在一起。此时南桥逐渐出现在主板上，主板只需要提供一个硬盘数据接口（如PATA）就可以连接硬盘。

PATA线

这时的硬盘接口无外乎两种——家用常见的PATA（也被称为IDE），和企业级的SCSI（功能更强、成本更高），安装硬盘只要两步——连接信号线缆（如扁平像带子一样的PATA）、连接电源（就是大4-pin电源接口）。

SATA线

又过了十多年，并行连接的PATA的弊病凸显，为了更高的速度，SATA出现了（硬盘的容量也进入了百GB时代），但除了信号线变得更小巧之外，其连接方式还是没有发生本质的变化，依然还是IDE（将控制器集成到硬盘上）那一套。

然后来到了近几年，随着固态硬盘的普及，SATA接口已经喂不饱高速的闪存了，这个时候PCIe站了出来，扛起了高速硬盘接口的大旗。之后便是NVMe一统江湖，扫除了PCIe进入硬盘领域的障碍。硬盘的形态也发生了彻底的变化——m.2这个全新的形态出现了。

m.2给人的第一印象是比较震撼的——硬盘可以做到这么小、这么快？而且它的安装也很简单，只需要插到插槽中，上一个螺丝钉就完成，不需要扯任何线缆，供电也完全交给了主板（3.3V）。

但是m.2还是太小了，这导致它很难容纳更多的闪存颗粒（m.2 2280的极限差不多是正反两面8颗闪存），对于大多数个人用户是足够的，但对于企业级来说还是不行（而且企业级硬盘还需要很多断电保护用的电容）。

为了满足企业级对大容量的需要，同样基于PCIe的U.2出现了，它也是传统的2.5寸盘形态，因此它也能安装在服务器的热插拔硬盘位上，更大的体积也带来了更好的散热和更大的容量。但是对于个人用户而言，U.2并不吸引人，因为它的安装还需要传统硬盘那样扯信号线和电源线，热插拔的优势也和没有区别不大。

既然这样，那直接用PCIe插槽不就完了？于是PCIe插卡式SSD成为了台式机用户的新选择（U.2装上PCIe转接卡也可以看作是这种形态），像大容量傲腾那样存储密度较低的SSD，m.2明显不太合适，PCIe才符合要求。并且常规的m.2最高只能做到PCIe X4，而直接用PCIe插槽的话，X4/X8甚至X16都可以任选，像英特尔P3608那样的X8盘在多年前就超越了Gen3 m.2的速度。

但是回头一想，把硬盘插在主板的扩展插槽上，这个手法有点熟悉吧，这不就是文章前半段中PC/XT的硬盘安装方式吗？所以说，电脑的发展是个圈，原始的东西未必就是落后的东西，回头看看，说不定那里才是未来。

Sasuga Setsuna

From ETAC Labs（Mizuiro-Aqua 1st Studio）