1.硬盘的磁头
一块硬盘存取数据的工作完全都是依靠 磁头来进行,换句话说 ,没有磁头 ,也就没 有实际意义上的硬盘。那么,究竟什么是磁 头呢?磁头就是硬盘进行读写的“笔尖”,通 过全封闭式的磁阻感应读写,将信息记录在 硬盘内部特殊的介质上。硬盘磁头的发展先 后经历了亚铁盐类磁头(Monolithic Head)、 MIG(Metal In Gap)磁头和薄膜磁头(Thin Film Head)、MR 磁头等几个阶段。前3 种传统的磁 头技术都是采取了读写合一的电磁感应式磁 头,在设计方面因为同时需要兼顾读/写两 种特性,因此也造成了硬盘在设计方面的局限性。
第4 种磁阻磁头在设计方面引入了全新的分离式磁头结构,写入磁头仍沿用传统的磁感应磁头,而读取磁头则应用了新型的MR 磁头,即所 谓的感应写、磁阻读,针对读写的不同特性分别进行优化,以达到最好的读写性能。
除上述几种磁头技术外,技术更为创新、采用多层结构、磁阻效应更好的材料制作的G MR 磁头 (Giant Magneto Resistive heads,巨磁阻磁头),可以使目前硬盘的容量在此基础上再提高10 倍 以上。
2.硬盘的盘面
如果把硬盘磁头比喻作“笔”的形容成立,那么所谓硬盘的盘面自然就是这“笔”下的“纸”。如 果您曾经有幸打开过自己的硬盘,可以发现硬盘内部是由金属磁盘组成的 ,有单碟片的 ,有双碟片的,也有多碟片的。它们通过表面的磁物质结 合在一起。 与平时使用的那些普通软磁盘存储介 质的不连续颗粒相比,这种特殊物质的金 属磁盘具有更高的记录密度和更强的安全 性能。
目前市场上主流硬盘的盘片大都是采 用了金属薄膜磁盘构成,这种金属薄膜磁 盘较之普通的金属磁盘具有更高的剩磁 (Remanence:经消磁后,残留在磁介质上的磁感应)和高矫顽力(Coercive Force:作用于磁化材料以去除剩磁的反向磁通强度),因此也被硬盘厂 商普遍采用。
与金属薄膜磁盘相比,用玻璃做为新的盘片,有利于把硬盘盘片做得更平滑,单位磁盘密度也会 更高。 同时由于玻璃的坚固特性,新一代的玻璃硬磁盘在性能方面也会更加稳定。不过也有一点问题,如 果一旦把玻璃材质作为硬盘基片,玻璃材质较之金属材质的脆弱性就会表现出来。
3.硬盘的马达
有了“笔”和“纸”,要让“笔”能够在“纸”上顺利地写字,当然还要有“手”的控制,而这双 控制磁头在磁片上高速工作的“手”就应该是硬盘主轴上的马达了。硬盘正因为有了马达,才可以带 动磁盘片在真空封闭的环境中高速旋转,马达高速运转时所产生的浮力使磁头飘浮在盘片上方进行工 作。硬盘在工作时,通过马达的连动将需要存取资料的扇区带到磁头下方,马达的转速越快,等待存 取记录的时间也就越短。从这个意义上讲,硬盘马达的转速在很大程度上决定了硬盘最终的速度。
在当今硬盘不断向着超大容量迈进的同时,硬盘的速度也在不断提高,这当然就要求硬盘的马达 也必须能够跟上技术时代飞速发展的步伐。进入2000 年后,5400rpm 的硬盘即将成为历史,7200rpm 势 必成为2000 年乃至今后一段时间的主流产品。速度方面的提升对于硬盘的马达而言,自然也是提出了 更高的要求。7200rpm 、10000rpm 甚至15000rpm 的硬盘马达自然不会再是传统意义上的普通滚珠轴承马达,因 为硬盘转速的不断提高会带来诸如磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面问题。传统的普通滚珠轴承马达自然无法妥善解决这些问题,于是曾广泛应用在精密机械工业上的液态轴承马达(F l u id dynamic bearing motors)被引入到硬盘技术中。 与传统的滚珠轴承马达不同,液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承,这种特殊的轴承以油膜代替 了原先的滚珠,一方面避免了与金属面的直接磨擦,将传统马达所带来的噪声及高温降至最低;另一方 面,油膜可以有效地吸收外来的震动 ,使硬盘的抗震能力由以往的150G 提高至1200G ;再一个方面,从 理论上讲,液态轴承马达无磨损,使用寿命可以达到无限长,虽然我们无法通过这一点就奢想自己的新硬盘能够“长生不老”,但最起码可以延长使用寿命。