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从硬盘单碟容量纵览硬盘发展

2011-08-23地铁仔《微型计算机》2011年8月上

垂直记录让单碟突破160GB

虽然巨磁阻能够有效提升硬盘容量,但硬盘记录数据方式沿用了水平记录方式。2004年之后的数年内,硬盘容量只能“龟速”提升,单碟容量始终未能突破160GB,究其原因是传统的水平记录已不能适应硬盘容量增长。垂直记录技术的出现使得面临容量极限的硬盘看到了新的曙光。首款采用垂直记录技术的硬盘是希捷Momentus 5400.3系列(2.5英寸)。然而,真正引起大众关注的却是希捷3.5英寸的Barracuda 7200.10系列产品。它得益于垂直记录引入,硬盘发展迎来新的黄金时代,容量得以不断翻倍。

希捷Momentus 5400.3
希捷Momentus 5400.3

从水平记录技术与垂直记录技术的基本原理图不难看出,垂直记录与水平记录根本区别便是将原本水平放置的磁性物质改成垂直放置。这样一来,原本“首尾相接”的磁性物质变成“肩并肩”排列,硬盘容量一下子提升了不少。虽然垂直记录的思路不错,但原本水平写入数据的模式岂不是要改变?没错,由于写入模式改变,原来在水平面上产出磁场写入数据的模式必须改成垂直,以产生磁化方向垂直于盘片表面的磁场。

水平记录技术与垂直记录技术的原理
水平记录技术与垂直记录技术的原理

细心的读者也许发现,在示意图中,采用垂直记录的盘面比水平记录盘面要厚一些,实际上也是这样吗?确实如此!由于垂直记录的盘面加入软衬层,厚度提升为69mil(约1.75mm,1mil为千分之一英寸),比水平记录盘面厚19mil。厚度增加,会影响性能吗?按目前情况而言,厚度增加并不会影响性能。目前业界已经不断努力,在保证性能不受影响前提下降低盘面厚度。

值得一提的是,垂直记录技术的出现,令原本用于水平记录读取的巨磁阻磁头不再适应(因为巨磁阻磁头读取的灵敏度不太高)。好在各大厂商“不忍心”其从此消失,不断致力改造,时至今日,各大硬盘仍有巨磁阻磁头的身影。但随着新型的隧道磁阻磁头大量引入,巨磁阻磁头也将会退出历史舞台。

单碟250GB硬盘初尝甜头

2008年对于普通用户来讲,或许是平凡不过的一年。然后,这一年里,硬盘技术有了飞跃式的突破,仅一年的时间,主流硬盘的容量就在原来的基础上翻了两倍。虽然希捷Momentus 5400.3系列(2.5英寸)是应用垂直记录技术的代表作品,然而,真正引起大众关注的却是希捷3.5英寸的Barracuda 7200.10系列产品。

在2008年,希捷首推了单碟250GB的硬盘(ST3250410AS 7200.10 250GB),延续SATA 3Gb/s接口。作为希捷的竞争对手,西部数据也不甘示弱,于同年推出单碟334GB的产品。

自2008年接下来的几年时间里,几乎所有的硬盘品牌都推出了自己麾下的垂直系列产品,垂直记录已经成为了硬盘产品一个约定俗成的“技术标配”。事实证明,垂直记录技术的推出不仅从技术上彻底改变了硬盘产品的面貌,也在业界和市场方面对硬盘产生了深远的影响。

奏响海量存储号角——单碟突破500GB

希捷新一代硬盘7200.12系列大的特点是带来了单碟500GB的容量,这一产品的出现,代表着用户能以更少盘片构建更大的容量,而发热量和故障几率却大大降低。从当时的市场来看,希捷7200.12系列作为首先上市的500GB硬盘,其价格竟与原来的7200.11 500GB保持一致,这也触发了很多玩家有了掏包尝试的欲望。

希捷 Barracuda 7200.12是希捷的第12代产品,在经历了前11代产品的技术更新与变革之后,第12代产品除了在容量上有突破,在可靠性、传输性能方面也都有明显改善。根据希捷官方资料来看,此代硬盘与前代(即7200.11)相比,前者的技术基于改进的垂直记录(PWR),大持续传输率从115MB/s提升到了160MB/s。

不仅如此,它在绿色环保方面也做了改进,噪音和功耗控制得更为出色。这一点也是希捷非常重视的。第12代产品除了完全符合ROHS规范外,其中70%的制造材料是可回收的,这一点也是希捷非常重视的。

融聚时代——固态混合硬盘独领风骚

虽然巨磁阻与垂直记录引入,硬盘迎来新的黄金时代。单碟容量在2010年已高达750GB,但受制于传统机械硬盘的结构,读写速度与传输速度始终无法与SSD相媲美。为突破传统硬盘速率限制,希捷发布首款融合SSD的硬盘,即Momentus XT 固态混合硬盘,机械硬盘性能得以大幅提升。固态混合硬盘集成4GB的SLC NAND闪存,通过Adaptive Memory自适应存储技术,能自动判断哪些数据读写频率高,随之将其从HDD硬盘移至闪存,加快读写速度。我们有理由相信,固态混合硬盘的到来,传统硬盘必将再“进化”,新形态将统治传统硬盘的未来。

希捷Momentus XT是固态混合硬盘里颇具代表性的产品
希捷Momentus XT是固态混合硬盘里颇具代表性的产品

展望未来

水平记录模式统治硬盘将近半个世纪,垂直记录技术的广泛应用使得水平记录终归退出了历史舞台。当然,光靠一个技术是无法彻底将水平记录赶走。如果说垂直记录技术是三叉戟中长的那一个矛头,那么新型磁头和磁盘介质则是另外的两个矛头。三管齐下,硬盘发展迎来新的黄金时代。

在不少人看来,传统的机械硬盘终归会被固态硬盘替代。可笔者并不这样认为,因为SSD会获得了追求性能、追求轻便的用户热捧,占据中高端市场。而机械硬盘则凭借较好的性价比和容量,统治中低端市场。当垂直记录技术面临极限,图案化介质技术就很有可能成为硬盘记录的替代者。运用图案化介质技术,硬盘容量将有望突破10TB!可能对于普通用户来讲,技术都封装起的神秘匣子,越来越便宜的硬盘价格则是技术竞争带给用户直接的利益。

从100KB到1TB 从硬盘单碟容量纵览硬盘发展

从100KB到1TB 从硬盘单碟容量纵览硬盘发展

本文刊登于《微型计算机》2011年8月上

 

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