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深入内部一探究竟 硬盘技术发展路程漫谈

互联网   发布时间：2009-04-21 01:47:27   作者：佚名   我要评论
　　近期固态硬盘闹得沸沸扬扬，传统硬盘仿佛在一夜之间就被比了下去。不过大家也都知道到固态硬盘要成为主流要走的路还很长，传统硬盘依然是主流，只是传统硬盘的尽头似乎已经可以预见了。纵观硬盘发展历程，温彻斯特结构可谓是功不

主流硬盘技术解析
　1．为何存储密度无法提高
　　由于硬盘内集成的盘片数不可能很多，因此单碟容量上的突破就显得很有必要。单碟容量的提高意味着生产厂商研发技术的提高，这所带来的好处不仅是使硬盘容量得以增加，而且还会带来硬盘性能的相应提升。在硬盘技术发展初期，提升磁盘的存储密度十分容易，此时也就是更大的单碟容量。然而，目前硬盘厂商却碰到了难题。盘片是在铝制合金或者玻璃基层的超平滑表面上依次涂敷薄磁涂层、保护涂层和表面润滑剂等形成的。盘片以4200RPM～15000RPM的转速转动，磁头则做往复的直线运动，而可以在盘片上的任何位置读取或者写入信息。微观的来看，盘片上的薄磁涂层是由数量众多的、体积极为细小的磁颗粒组成。多个磁颗粒（约100个左右）组成一个记录单元来记录1bit的信息——0或者1。
　　这些微小的磁颗粒极性可以被磁头快速的改变，而且一旦改变之后可以较为稳定的保持，磁记录单元间的磁通量或者磁阻的变化来分别代表二进制中的0或者1。磁颗粒的单轴异向性和体积会明显的磁颗粒的热稳定性，而热稳定性的高低则决定了磁颗粒状态的稳定性，也就是决定了所储存数据的正确性和稳定性。但是，磁颗粒的单轴异向性和体积也不能一味地提高，它们受限于磁头能提供的写入场以及介质信噪比的限制。当磁颗粒的体积太小的时候，能影响其磁滞的因素就不仅仅是外部磁场了，些许的热量就会影响磁颗粒的磁滞（譬如室温下的热能），从而导致磁记录设备上的数据丢失，这种现象就是“超顺磁效应”。

深入内部一探究竟硬盘技术发展路程漫谈(2)
超顺磁效应图解
　　2．垂直磁化存储技术的奥秘
　　为了尽可能的降低“超顺磁效应”，业界通过提高磁颗粒异向性、增加热稳定性来解决。磁颗粒异向性的提高固然使得磁记录介质更加稳定，但是必需同时提高写入磁头的写入能力。另外，磁颗粒体积的缩小，也需要进一步提高读取磁头的灵敏度，于是MR磁阻磁头和GMR巨磁阻磁头相继应运而生。GMR磁头技术的水平记录区域密度已经达到了133Gbit以上，然而133Gbit还远远不够，为了实现更大的存储密度，必须再缩小磁颗粒，此时“超顺磁效应”就成为最头疼的问题。
　　垂直磁化记录从微观上看，磁记录单元的排列方式有了变化，从原来的“首尾相接”的水平排列，变为了“肩并肩”的垂直排列。磁头的构造也有了改进，并且增加了软磁底层。这一改变直接解决了“超顺磁效应”，并且可以将硬盘的单碟容量提高到400GB左右，这为今后的容量突破提供了充足的空间。

深入内部一探究竟硬盘技术发展路程漫谈(2)
垂直磁化存储技术的图解
　　垂直记录的另一个好处是相邻的磁单元磁路方向平行，磁极的两端都挨在一起，而纵向记录相邻的磁单元只在磁极一端相接，因此这项技术对于稳定性的改进也是颇有成效的。另外值得我们高兴的是，垂直磁化技术的出现对于硬盘速度是有巨大贡献的。仅仅是单碟容量的提升就足以我们欢欣鼓舞，我们可以因此而期待更高的内部传输率。此外，垂直磁化技术要求磁头在技术上有所改进，此时也能加强寻道能力。不过更为重要的还是垂直磁化与高转速技术相结合。据悉，在磁盘存储密度大幅度提高之后，高转速变得更有实际意义。此前SCSI硬盘尽管实现了15000RPM，但是实际持续内部传输率却并不高。而当垂直磁化技术普及应用之后，我们有望看到桌面硬盘顺利迈向10000RPM级别，并且展现出更加完美的性能。


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