深入内部一探究竟 硬盘技术发展路程漫谈
我要评论主流硬盘技术解析
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”。
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。
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。
相关文章
什么是NAND Flash? NAND Flash现代存储技术的基础知识
NAND Flash是一种非易失存储介质（掉电后数据不会丢失），常见的U盘、TF卡/SD卡，以及大部分SSD（固态硬盘）都是由它组成的，本文主要介绍其组成及工作原理等基础知识2024-10-18
固态硬盘里的HMB主机内存缓冲区是什么? NAND Flash介绍
本文介绍了HMB主机内存缓冲器技术在固态硬盘SSD中的应用，它利用主机内存来提升存储设备性能，推动了固态硬盘技术的进一步发展2024-10-18
236层 3DTLC闪存! 江波龙FORESEE XP2300 4TB PCIe4.0 SSD评测
江波龙推出最新的大容量、高性能旗舰力作——FORESEE XP2300 PCIe SSD，这款固态硬盘表现如何？详细请看下文测评2024-10-17
全国产新高度! 忆恒创源PBlaze7 7A40 PCIe 5.0 SSD企业级硬盘评测
本次测试的PBlaze7 7A40更是实现了3300K IOPS的4K随机读性能，这样的提升幅度可谓惊人，详细请看下文介绍2024-10-17
2488次重启的惊人实力! 长江存储PC41Q 1TB固态硬盘评测
最近，长江存储推出了PC41Q商用消费级固态硬盘，这款产品引起了广泛关注，其最大亮点在于，使用QLC颗粒的同时，依然能提供媲美TLC颗粒的性能，而且稳定性也得到了极大的保2024-10-17
价格相差不到130 2TB版佰维NV7200和佰维NV7400固态硬盘怎么选?
佰维NV7400和佰维NV7200在2TB容量下，价格相差130元，这两款该怎么选择呢？下面我们就来看看全面测评2024-10-16
读写超过2000MB/s 可作苹果手机外置存储:影驰PSD01 1TB移动固态硬盘评
影驰宣布推出其首款磁吸移动固态硬盘PSD01，这一产品的亮相，令人眼前一亮，率先发布的1TB版本可谓是个开胃菜，未来还将推出500GB和2TB的不同版本，今天我们就来做详细测评2024-10-16
SSD性能不佳可能有几个原因：驱动器上的存储空间不足，错误的Windows设置干扰，或者可能只需要调整SSD的设置，下面我们就来看看榨取SSD固态硬盘的最后一点性能的技巧2024-10-10
如今，我们常见的硬盘主要分为两大类：机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD），下面我们从几个纬度来分析：工作方式、各自优势、适用场景，详细请看下文介绍2024-10-09
创作与AI应用利器! 西部数据 WD BLUE SN5000 SSD固态硬盘测评
知名的存储厂商西部数据，针对用户的这些需求，扩展了旗下的WD Blue系列，推出全新性能更高且容量更大的产品，WD Blue SN5000就是其中的一个系列，下面我们就来看看详细测2024-10-01
最新评论