软盘

是一种碟盘存储设备，主要部分是一张薄软的磁储存介质盘片，盘片封装在矩形塑料壳中，内衬有用于清理灰尘的纤维织物。读写软盘需要借助软盘驱动器（floppy disk drive，缩写：FDD）。

第一个软盘是由IBM于1971年开发出的，直径8吋。随着硬件技术的发展与使用的需要，又衍生出5.25吋的软盘，并广泛使用在Apple II、IBM PC及其他相容电脑上。苹果1984年在Mac机开始采用3.5吋软碟片，此时容量还不到1MB，后来，由日本索尼的3.5吋软碟片容量有1.44MB所取代，这种软碟片在80至90年代盛行。在20世纪后期，3.5吋软驱仍是电脑普及设备之一，但是在进入21世纪后后逐渐过时并被淘汰。

## 分类

业界通常依尺寸与容量将磁片及软驱分为四大类：8吋（200毫米）、5.25吋（130毫米）、3.5吋（90毫米），以及高容量磁片与软驱。除此之外，还有一些不属于上述类别的变体产品。高容量产品与容量较低的一般磁片之间的主要差异，在于前者采用伺服机构来增加磁道数目，借此提高容量。这四大类分别代表不同世代，每一世代大致都取得比前一代更大的市场成功并最终取而代之；不过高容量磁片这一世代虽有一定成绩，却始终不如前一代的3.5吋磁片普及，并在2011年前后大致走入淘汰。

不同尺寸的磁片在机械结构上互不相容，一片磁片只能配合对应尺寸的软驱使用。在尺寸交替的过渡期间，市面上曾出现同时具备3.5吋与5.25吋插槽的组合式软驱，但其内部其实是两套独立的机构。随着各电脑平台逐渐成形，业界亦尝试提高互通性：苹果后期的1.44 MB高密度3.5吋软驱（以SuperDrive之名销售）能读取、写入并格式化IBM PC相容磁片，然而多数IBM相容电脑却无法读写苹果格式的磁片。此一限制并非源自3.5吋机构本身，而是因为磁盘控制器不支援苹果在400 kB与800 kB Macintosh磁片上所使用的GCR（群组编码记录）编码。

## 历史

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### 8吋磁片

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最早的商用磁片于1960年代末期研发，直径为8吋（200毫米），并于1971年作为IBM产品的组件开始商业化贩售，其后自1972年起由Memorex等公司将软驱与磁片分开出售。这些磁片与相关的磁盘机由IBM以及Memorex、Shugart Associates、Burroughs等公司持续生产与改良。“floppy disk”一词早在1970年就已出现于印刷品中，尽管IBM于1973年将其首款媒体命名为“Type 1 Diskette”，业界仍持续沿用“floppy disk”或“floppy”等称呼。

第一代标准的磁片直径为8吋（200毫米），以柔软的塑胶外套保护，最初是IBM用来载入微码的只读装置。可读写的磁片及其磁盘机于1972年问世，但真正使磁片成为资讯交换业界标准的，是IBM于1973年推出的3740资料输入系统。针对此系统格式化的磁片可储存242,944字节。8吋磁片家族随时间演进，后期版本容量最高可达1.2 MB。由于许多微电脑应用并不需要如此大的容量，尺寸更小、媒体与磁盘机成本更低的规格因而变得可行，5.25吋磁盘机在许多应用上取代了8吋规格。

### 5.25吋磁片

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1976年，Shugart Associates推出5.25吋（130毫米）软驱。到了1978年，已有超过十家厂商在生产此类磁盘机。当时存在多种互相竞争的磁片格式，包含硬磁区与软磁区版本，以及差动曼彻斯特编码、改进调频制（MFM）、M2FM与群组编码记录（GCR）等编码方式。5.25吋格式在大多数用途上取代了8吋格式，硬磁区格式也随之消失。在DOS电脑上，5.25吋格式最常见的容量是使用MFM编码的双面双密度（DSDD）格式，容量为360 KB（368,640字节）。

1984年，IBM推出配备1.2 MB（1,228,800字节）双面5.25吋磁片的PC/AT，但此规格从未真正普及。IBM于1986年在其Convertible笔记型电脑上开始采用720 KB双密度3.5吋微磁片，并于1987年在Personal System/2（PS/2）系列上采用1.44 MB（1,474,560字节）高密度版本。1988年，Y-E Data推出可读写2.88 MB双面超高密度（DSED）磁片的磁盘机，IBM将其用于高阶PS/2机种，然而此格式因缺乏标准以及市场转向1.44 MB而市场成效有限。

进入1980年代初期，5.25吋格式的局限日益明显。随着记录媒体品质提升，资料得以储存在更小的面积上，该格式渐被视为过大。各家公司提出了多种解决方案，其优点包括采用刚性外壳、可滑动的金属（后来有时为塑胶）遮片以保护磁性媒体免于灰尘与损伤，以及较先前黏贴式标签更方便的滑动式防写保护片。1983年由多家厂商推出、基于索尼设计的变体随后被迅速采用。到了1988年，3.5吋磁片的销量已超越5.25吋。

80轨高密度（在MFM格式下为1.2 MB）5.25吋软驱（俗称mini diskette、Mini disk或Minifloppy）的磁头间隙，比40轨双密度（双面时为360 KB）软驱更窄，但只要控制器支援双重步进（double stepping）或具备相应切换开关，前者亦可格式化、读取及写入40轨磁片。在80轨软驱上格式化并写入的空白40轨磁片，可放回其原生软驱正常使用；在40轨软驱上格式化的磁片也可在80轨软驱上使用。但先在40轨软驱写入、其后又在80轨软驱上更新的磁片，会因磁道宽度不相容而无法在任何40轨软驱上读取。

单面磁片其实两面都涂有磁性涂层。价格较高的双面磁片，理由通常是其两面媒体均经过无误差认证。透过翻面，双面磁片可在部分单面磁盘机上分两次使用（即所谓的翻转磁片），较昂贵的双磁头磁盘机则可不必翻面即读取两面，并最终获得普遍采用。

### 3.5吋磁片

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1980年代初期，多家厂商推出各种格式的小型软驱与媒体。最终由21家公司组成的联盟采用了一种名为“Micro diskette”的3.5吋（90毫米）设计，此设计类似索尼的方案，但经改良以同时支援单面与双面媒体，格式化容量通常分别为360 kB与720 kB。联盟设计的单面磁盘机于1983年首度出货，双面则于1984年推出。日后最为普及的双面高密度1.44 MB磁盘机于1986年首度出货。最早的Macintosh电脑使用格式化容量为400 kB的单面3.5吋磁片，1986年起改用双面800 kB磁片，其较高容量是借由随磁头位置改变磁盘转速、使磁盘线速度趋于恒定而在相同记录密度下达成的。

大多数3.5吋磁片在一角有一个矩形孔，当被遮住时即可写入；一片滑动的凹槽零件可移动以遮蔽或露出被磁盘机感测的孔洞部分。1.44 MB高密度磁片在对角另有一个未被遮蔽的孔，用以标示其容量。尽管后期样式的磁片其实是在刚性外壳内包覆着一片软性磁盘，“floppy disk（软碟）”这一名称仍普遍沿用。

### 高容量磁片

多家公司曾尝试推出容量更高的新式磁片格式，这类产品常被称为“超级软碟”（super floppy），其中许多以标准3.5吋外形为基础，却提供高出许多的容量，并多半能读写标准的双密度（DD）与高密度（HD）磁片。然而这些产品都未能普及到“每台当代个人电脑都必然配备一台”的程度，最终先后被光碟烧录机与闪存储存取代。

较具代表性的高容量格式包括：Insite Peripherals的Floptical采用红外线LED对准磁片表面的伺服标记，可读写720 kB与1.44 MB的3.5吋磁片，并在其专用磁片上达到21 MB容量，透过SCSI界面连接，被视为第一款真正的超级软碟；Iomega的Zip磁盘采用飞行磁头，容量自100 MB起，后来成长至最高700 MB；LS-120／LS-240（LS意为激光伺服，Laser Servo）以LED光学伺服对准磁头，容量分别为120 MB与240 MB，并可读写3.5吋1.44 MB磁片；此外还有索尼的HiFD（初期150 MB，后改为200 MB）与Caleb Technology的UHD144（144 MB）等。1990年，业界曾尝试为20 MB的3.5吋格式制定标准，当时存在“三种互不相容的技术”，主要目标之一是使待订定的标准软驱能向下相容于720 KB与1.44 MB磁片。

### 变体

除了前述四个世代的磁片与软驱外，业界还推出过多种其他尺寸的磁片，有些是为建立某一世代标准而未成功的尝试，有些则供特殊应用使用。针对便携式或口袋型装置对更小储存装置的需求，曾有数种较小尺寸的磁片被提出：Tabor与Dysan曾提出结构近似5.25吋磁片的3¼吋磁片；与3.5吋磁片构造相近的3吋磁片曾制造并使用一段时间，尤以Amstrad的电脑与文字处理机为代表；索尼曾推出名义尺寸2吋、供其Mavica静态影像相机使用的“Video Floppy”；富士软片则生产过一款不相容的2吋磁片LT-1，用于Zenith Minisport便携式电脑。这些尺寸都未取得多少市场成功。

## 发展

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1981年，日本索尼公司首次推出3.5吋软碟，随着硬件加工技术的发展，软碟尺寸渐渐减小，容量渐渐增加。软碟直至2000年代仍为电脑必备设备之一，因为把它制作成电脑开机片以及更新BIOS时需要用到。但是由于软碟读取方式的局限，磁头在读写磁片资料时必须接触碟片，而不是像硬盘那样悬空读写，因此软碟已经难以满足大量和高速的资料储存，而且软碟的储存稳定性也较差，一张正常的软碟，容易受到外界环境影响，如受热、受潮、多次读写，均使之寿命减少。后来虽然有很多升级产品如zip Drive、SuperDisk及Jaz Drive等，但是都难以同时解决相容性和速度容量两者直接的矛盾。随着光碟、USB随身碟、行动硬盘等移动储存界面的应用，5.25英寸及8英寸的软碟已极为罕见，3.5英寸的软碟使用也渐被淘汰。

### 由盛行到被淘汰

3.5吋软碟在1980至1990年代曾盛极一时，1996年时全球有多达50亿片软碟正在使用。直到HDD、CD-ROM、USB储存装置出现后，软碟销量逐渐下滑。

1998年苹果公司推出第一代iMac，是第一台舍弃软驱的电脑。戴尔2003年推出的Dimension台式电脑也放弃对软驱支援。之后，配备软驱的新电脑越来越少。

2007年2月，欧洲最大的电脑零售连锁店尖主席宣布停止销售软驱和软碟片。2009年9月，索尼公司宣布，已经于该年上半年内全面停产3.5吋软驱产品，预计在该年年内就会清空库存，彻底退出该市场。不过索尼同时也宣布，软驱产品线停产后，公司仍将保留软碟片产品线，继续进行制造和销售。

2010年4月，索尼公司宣布；由于DVD及USB随身碟等大容量储存设备普及造成软碟需求急剧下滑，于2011年3月停产3.5吋软碟片。日本绝大多数厂家都已经停产3.5吋软碟片，软驱也几乎已经停产。往后推出市面的电脑机箱已不再设有软驱界面了，而软驱也跟着被具有热插拔特性的USB/IEEE 1394/Thunderbolt/PCMCIA/SATA接头与读卡机取代。同时软碟在储存媒介的主流地位亦被行动硬盘、随身碟、记忆卡替代。

### 现行使用状况

2010年代，尽管全部大厂已经宣布不再生产软驱，然而，仍有厂商推出传统内接式或是USB界面的外接式软驱，以供应市场上的需求，软碟片之所以在市场上仍占一席之地，系因在许多的企业、政府机关、研究单位，仍然需要在一些较旧型电脑或工业电脑等特殊环境使用软驱来做资料文件的传输。

在21世纪，磁片仍在若干领域延续使用。老旧系统若不支援其他可开机媒体，仍会使用磁片开机，并用于更新BIOS；若BIOS更新失败或损毁，有时亦可藉软驱进行修复。音乐与剧场产业至今仍使用需要标准磁片的设备，例如合成器、取样器、鼓机、音序器与灯光控制台。工业自动化设备（如可程式化机械与工业机器人）可能没有USB界面，其资料与程式便从磁片载入。2016年5月，美国政府问责署发布报告，指出协调“美国核武部队运作功能”的老旧IBM Series/1迷你电脑当时仍以8吋磁片运作，相关系统于2019年6月完成更新。英国航空的波音747-400机队在2020年退役前，仍以3.5吋磁片载入航电软件。此外，Windows 10与Windows 11已不再内建软驱（内接与外接皆然）的驱动程式，但仍可透过微软另行提供的装置驱动程式加以支援。

虽然软盘本身已经逐渐被淘汰，但如今许多软件界面的“储存”按钮仍会以软碟作为图示。

2023年底，日本经济产业省在34项省令中剔除“软盘”等用语。以前的省令规定，个人和机构如果要向经济产业省提交材料，这些材料应该放在软盘中。

2024年6月28日，日本政府已废除所有使用软盘的规定。

## 结构

### 8吋与5.25吋磁片

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8吋与5.25吋磁片是在中央带有大圆孔（供磁盘机主轴使用）的塑胶圆形媒体上涂覆磁性涂层。此媒体被装在方形塑胶外套中，外套两面各有一个狭长开口以供磁头读写资料，中央另有大孔让磁性媒体得以由中心孔带动旋转。外套内部有两层织物，将磁性媒体夹在中间；此织物用以减少媒体与外套之间的摩擦，并捕捉自磁盘磨下的碎屑微粒，避免其在磁头上堆积。

磁片侧边的小缺口可标示其是否可写入，由机械开关或光电感测器侦测。在8吋磁片上，缺口被遮住或不存在时可写入；在5.25吋磁片上，则是缺口存在且未被遮住时可写入。可用胶带贴住缺口以改变磁片的模式。市面上也曾贩售打孔器，用以将只读的5.25吋磁片转换为可写入，或在单面磁盘机上启用单面磁片未使用的另一面（即所谓的翻转磁片）；此法之所以可行，是因为出于制造效率，单面与双面磁片通常包含几乎相同的实际磁性媒体。

另有一组位于磁盘中央附近的LED与光晶体管对，每转一圈侦测一次索引孔。此机制用以侦测每一磁道的角度起点，以及磁盘是否以正确速度旋转。早期的8吋与5.25吋磁片除索引孔外，在封装的磁性媒体上每个磁区还各有一孔，称为硬磁区磁片；后期的软磁区磁片仅有一个索引孔，磁区位置则由磁盘控制器或低阶软件依标示磁区起点的模式判定。

### 3.5吋磁片

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3.5吋磁片的核心与另外两种磁片相同，但正面仅有一张标签与一个供读写资料的小开口，并由遮片（一片弹簧驱动的金属或塑胶护盖，于插入磁盘机时被推向侧边）加以保护。它中央并非圆孔，而是与磁盘机主轴啮合的金属转轴。典型3.5吋磁片的磁性涂层材料为：双密度（DD）采用厚度2 μm的磁性氧化铁、高密度（HD）采用1.2 μm的钴掺杂氧化铁、超高密度（ED）则采用3 μm的钡铁氧体。

磁片左下与右下的两个孔分别标示磁片是否防写，以及是否为高密度；这两孔的间距与A4打孔纸的孔距相同，使防写的高密度磁片得以夹入符合国际标准（ISO 838）的活页夹中。磁片的主要可用性问题之一是其脆弱性：即使包在密闭的塑胶外壳中，磁盘媒体对灰尘、凝结水汽与极端温度仍极为敏感，且与所有磁性储存一样易受磁场影响。人机互动专家唐纳·诺曼则曾称赞3.5吋磁片在机械可用性上的优点。

## 运作

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磁盘机中的主轴马达以特定速度旋转磁性媒体，同时由步进马达驱动的机构带动磁性读写磁头沿磁盘表面径向移动。读取与写入操作都需要媒体旋转且磁头接触磁盘媒体。写入资料时，随媒体旋转将电流送入磁头中的线圈，磁头的磁场使磁头正下方媒体上粒子的磁化方向对齐；当电流反向时磁化方向随之反转，借此编码一个位元的资料。读取资料时，媒体中粒子的磁化在通过磁头下方时于磁头线圈中感应出微小电压，此讯号经放大后送至磁盘控制器，由其将脉冲流转换为资料、检查错误后送往主机系统。

### 插入与退出

磁片插入后，软驱内的卡榫或杠杆机构会锁住磁片以防其意外弹出，并接合主轴夹持毂；在双面软驱中，还会使第二个读写磁头与媒体接触。部分5.25吋软驱在插入磁片时会压缩并锁定一枚退片弹簧，于开启卡榫或杠杆时将磁片部分弹出，方便使用者以拇指与手指取出。较新的5.25吋软驱以及所有3.5吋软驱，会在插入磁片时自动接合主轴与磁头，并在按下退片钮时做相反动作。

在内建3.5吋软驱的Macintosh电脑上，退片钮由软件控制的退片马达取代，只有在操作系统不再需要存取该软驱时才会退片；使用者可将软驱的图示拖曳至桌面上的垃圾桶以退出磁片。若遇停电或软驱故障，可将拉直的回纹针插入软驱前面板上的小孔手动取出磁片，方式与同类情况下处理光驱相同。

### 寻找第零轨

在存取磁盘之前，磁盘机必须先将磁头位置与磁盘磁道同步。磁头会朝磁盘第零轨位置移动。配有感测器的磁盘机一旦到达第零轨，磁头便立即停止移动并完成对准；而如Apple II机构等未配置感测器的磁盘机，则会尝试将磁头移动到达第零轨所需的最大位置数，因为一旦此动作完成，磁头必定位于第零轨上方，此种实体撞击即是开机及发生磁盘错误时磁盘机发出“喀答”声的原因。

### 寻找磁区

所有8吋磁片与部分5.25吋磁片会以称为硬磁区或软磁区的方式定位磁区：利用磁片外套上、位于主轴孔旁的小孔作为时间参考，由光束感测器侦测旋转的磁片露出于外套孔中的穿孔。软磁区磁片只有一个孔，用以标定每一磁道的第一个磁区；硬磁区磁片则有多个孔，每个磁区列一个，另在半磁区位置加一孔以指示第零磁区。Apple II电脑系统较为特别，它没有索引孔感测器，也不理会硬磁区或软磁区的存在，而是在各磁区之间写入特殊的重复资料同步样式，协助电脑在每一磁道中寻找并同步资料。

多数3.5吋软驱采用等速驱动马达，并在所有磁道上使用相同数目的磁区，此即所谓的等角速度（CAV）。为在磁片上容纳更多资料，部分3.5吋软驱（尤以Macintosh的400K与800K外接软驱为着）改用等线速度（CLV），以变速马达驱动，当磁头移离磁片中心时转速随之放慢，使磁头相对磁片表面的速度保持恒定，从而在较长的中段与外圈磁道上写入更多磁区。

## 格式化

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空白且未格式化的磁片，其磁性氧化物涂层中的粒子并无磁性排序。格式化过程中，粒子的磁化被对齐而形成磁道，每条磁道再被分割为若干磁区，使控制器得以正确读写资料。磁道为环绕中心的同心圆环，各磁道之间留有不写入资料的间隙；磁区之间与磁道末端则提供带有填充字节的间隙，以容许磁盘机的细微转速变化，并使其与连接至其他类似系统的磁盘机有更好的互通性。每个资料磁区都有一个标头以标识该磁区在磁盘上的位置，并在磁区标头与使用者资料末端写入循环冗余校验（CRC），使磁盘控制器能侦测潜在错误。有些错误是可透过重试读取而解决的“软性”错误，其他错误则为永久性；若多次尝试读取仍失败，便会向操作系统回报失败。

## 采用与使用

磁片在1980至1990年代随个人电脑普及而变得司空见惯，被广泛用于散布软件、传输资料与制作备份。在硬盘尚未为一般大众所负担得起之前，磁片也常用来储存电脑的操作系统。当时许多家用电脑已将基本操作系统与BASIC烧录于只读内存中，并可选择性地从磁片载入更进阶的操作系统。

进入1990年代初期，软件体积不断膨胀，使得Windows或Adobe Photoshop等大型套装软件动辄需要十余片磁片。据估计，1996年时全球约有50亿片标准磁片正在使用。1990年代后期，业界尝试强化既有3.5吋设计，推出采用极窄资料磁道与高精度磁头导引机构、容量达120 MB且向下相容于标准3.5吋磁片的SuperDisk，并与其他高密度磁片产品爆发短暂的格式战争；然而最终可烧录的CD／DVD、固态快闪储存以及后来的云端线上储存，令所有这些可移除磁片格式尽归淘汰。时至今日，USB界面的外接软驱仍有贩售，许多现代系统的固件亦支援从此类软驱开机。

## 文化影响

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磁片在20世纪晚期的文化中极为普遍，以致许多电子与软件程式在进入21世纪后仍持续使用形似磁片的储存图示，作为一种拟物化设计。二十多年来，磁片一直是主要的外接可写入储存装置；1990年代以前，多数小型运算环境并未连网，磁片是在电脑之间传输资料的主要方式，此种方法俗称球鞋网络（sneakernet）。由于这些因素，一张3.5吋磁片的图像便成为“储存资料”的界面隐喻，尽管实体磁片如今已大致淘汰，磁片符号仍被软件用于与存档相关的使用者界面元素上，例如LibreOffice、小画家与WordPad等。此符号存在于许多UI符号库中，并自2010年起拥有Unicode码位💾。

## 种类

- 8吋软碟
- 固定磁区（hard-sectored），每一磁区有一光学导引孔，另在两孔间加一孔以识别第一磁区
- 软件磁区（soft-sectored），每一圈只有一个光学导引孔，磁区分配由软件自行决定与判断。（以后的5.25吋与3.5吋软碟基本上都是软件磁区）
- 5.25吋软碟
- 标准MFM格式，使用于IBM PC及相容电脑
- 160kB，单面40轨8扇区
- 180kB，单面40轨9扇区
- 320kB，双面40轨8扇区
- 360kB，双面40轨9扇区
- 1.2MB，双面80轨15扇区
- 私有编码格式
- Apple II电脑的Disk II所使用的专属编码格式。
- 3.5吋软碟
- 360kB，单面80轨9扇区
- 720kB，双面80轨9扇区
- 1.44MB，双面80轨18扇区
- 1.68MB或其它容量，在1.44MB的设备上作成的较高容量格式；双面80轨21扇区或其它
- 2.88MB，双面80轨36扇区
- 高容量特殊软碟
- ZIP
- ZIP100，每片100MB
- ZIP250，每片250MB
- SuperDisk
- LS-120，每片120MB
- LS-240，每片240MB

## 外部链接

- Programming Floppy Disk Controllers
- HowStuffWorks: How Floppy Disk Drives Work – By Gary Brown.
- Computer Hope: Information about computer floppy drives – Including abbreviated history, physical parameters and cable pin specifications.
- NCITS（mention of ANSI X3.162 (5¼-inch) and X3.171 (90 mm) floppy standards）
- Tandon Floppy Disk Drive Manuals
- Persci Floppy Disk Drive Manuals
- The 3″ Bible
- Floppy Drive Tech Info
- 竟然还有厂商推出3.5吋软驱！从骨灰级新品回顾古早的储存设备

## 基本资料

- 日语原文：磁片
- 研发日期：1969年（8吋）、1976年（5¼吋）、1984年（3½吋）
- 发明者：IBM的David Noble
- 连接至：控制器
- 连接至：接线