1956 年的今天（9 月 14 日），IBM 召開記者會展示最新的商用電腦 IBM 305 RAMAC。RAMAC 是「計算及控制的隨機存取方式」（Random Access Method of Accounting and Control）的簡稱，強調它配備了革命性的貯存裝置──史上第一部硬碟，可以迅速地隨機存取大量資料。總裁華生（Thomas J. Watson）豪氣地誇耀：「今天是 IBM 史上最重大的新產品發表日，我相信在辦公設備的歷史上也是。」
是的，之前的電腦主要仍用打孔卡片來讀取程式和貯存資料，儘管先後有各種新發明的貯存裝置，但不是容量很小，就是得從頭依序讀取資料，非常沒有效率。IBM 這台名為 350 的硬碟機長 152 公分，高 173 公分，深 74 公分，約莫兩台冰箱的大小，容量達 5 MB。
是的，你沒看錯，5 MB。如今我們會覺得不可思議，但當時的電腦只用來做計算數字，既沒有圖像也沒網際網路， 500 萬個字元的容量已經綽綽有餘了，這可相當於 62,500 張打孔卡片呢。
500 萬個字元是貯存在 50 片直徑 61 公分的圓形金屬片上，碟片表面塗滿一層薄薄的磁性微粒，微粒的磁場方向即可代表 0 或 1。運作時，碟片以每分鐘 1,200 轉的速度旋轉，鑲有兩根微小線圈的讀寫頭移到碟片上方 0.002 公分處，藉由改變磁性微粒的極性方向而寫入資料，或只是偵測微粒的極性以讀取資料。
讀寫頭和金屬碟片的運作若依比例放大，相當於戰鬥機只能以幾公尺的高度貼著地面高速飛行，需要相當高的技術才能如此精準控制，難怪 IBM 總裁華生這麼自豪。
值得一提的是，這台硬碟機的研發主管強生（Reynold Johnson）原本是高中老師，他在 1930 年代發明一種機器，可以讀取答案卷上鉛筆塗寫的記號，自動批改記分。IBM 向他買下專利，並招募他進來成為研發工程師。強生表現優異，1952 年被派往加州聖荷西（San Jose）設立實驗室並負責掌管，四年後便交出硬碟機這革命性的產品。
圖片來源：Computer History Museum
強生帶領研發團隊繼續改良硬碟機，到了 1962 年，已經將體積縮小到相當於洗衣機的大小，同時把硬碟做成可抽換的卡匣，每個卡匣有 2 MB 的容量。
當然以現在的眼光來看，還是會覺得其笨重實在難以想像。拿 2022年頂級的 3.5 吋硬碟與第一台硬碟機 IBM 350 比較，體積只有五千分之一，容量卻有 20 TB，高達四百萬倍；而平均每一MB的價格反而只需三億分之一。
即使到了 1981 年，IBM 推出個人電腦時，硬碟仍相當昂貴，因此並未將硬碟納為標準配備，而是裝一台或兩台軟碟機，用磁碟片輸入程式或拷貝資料。這也是為什麼後來硬碟成為個人電腦的標準配備後，會被編為 C：，因為 A：和 B：已經被軟碟機用掉了。
如今硬碟變得物廉價美，當然是來自於技術的提昇，其中最大的突破就在於 1988 年，德國物理學家格倫貝格（Peter A. Grünberg）與法國物理學家費爾（Albert Fert）各自獨立發現的「巨磁阻效應」（Giant Magnetoresistance）：將不同金屬材料像三明治那樣堆疊時，施加微弱的磁場就能導致電阻出現極大的改變。
將此放大的效應運用在硬碟上，就能讓讀寫頭對極為微小的磁場變化也能偵測到，代表同樣面積的磁性物質可以再提高密度，如此碟片尺寸不變，但儲存容量就大幅增加了。1997 年，IBM 推出第一顆利用巨磁阻效應的硬碟，一舉將原本頂多 2 GB 的 3.5 吋硬碟拉到 16 GB，自此硬碟的容量就迅速大幅擴增。格倫貝格與費爾也因為發現巨磁阻效應，於 2007 年共同獲得諾貝爾物理獎。
如今筆電、手機等攜帶性裝置成為消費主流，用戶端的傳統硬碟已逐漸被記憶體（或稱固態硬碟）取代，不過它只是從人們的身邊退隱至雲端，並不會消失。因為除了一般檔案，人們更是不斷地以照片與影片記錄生活，需要貯存的檔案越來越多也越大。相信在可見的未來，問世已超過一甲子的硬碟仍將繼續成長進化。
參考資料：
