硬盘常用技术释读

硬盘技术的更新换代，其中一个非常重要的技术就是磁头技术，现在的硬盘单碟容量一般都在40GB以上，最高的单碟容量已经达到了80GB或更高，以后硬盘的单碟容量还将继续增大，对于单碟容量，它直接联系的技术就是磁头技术，磁头技术越先进，硬盘的单碟容量就可以做得更高。目前硬盘技术的发展主要集中在速度、容量及可靠性三方面。Ultra-ATA100/133接口、GMR巨磁阻技术和S.M.A.R.T自我监测分析和报告技术等各项技术已普遍为各大硬盘制造商所采用，这使得硬盘在传输率、单片存储容量和监测预告技术上较以往有了很大提高。硬盘的技术很多，大致来说就以上所说的那些比较关键，但除了这些外，还有一些不可忽视的技术，如硬盘数据保护技术及防震技术，它们也随着硬盘的发展而不断更新，但一般而言，不同硬盘厂商都有自己的一套硬盘保护技术，如迈拓的数据保护系统MaxSafe、震动保护系统ShockBlock；西部数据公司的数据保护系统Data SafeGuide（数据卫士）等等。

　　1、更高的主轴电机转速。

　　目前大多数硬盘的主轴电机转速一般都在5400转以上。理论上来说,转速越快,硬盘的速度越快,但提高转速受到散热、稳定性等多方面的制约,因此硬盘转速的提高是有限度的。E-IDE接口硬盘大约会以10000转/分为限。随着硬盘转速的提高,平均等待时间和平均寻道时间随之下降,平均寻道时间缩短到9ms以下。而SCSI接口的硬盘转速已提高到15000转/分以上。

　　2、ULTRADSP(超级数字信号处理器)的应用。

　　DSP每秒可以处理数以千万条指令,处理数学运算时较一般CPU快10～50倍,Maxtor在硬盘厂商中率先引入了此项技术,用于缩短硬盘的平均寻道时间,采用ULTTRADSP技术,其单一的DSP芯片可同时提供处理器及驱动接口的双重功能,减少了其它电子零件的使用,可大幅度提高硬盘的速度可靠性。

　　3、高速缓存技术。

　　目前在硬盘上广泛采用了多段先行读出式超高速缓存器,多段先行读出式超高速缓存器可在读出和先行读出作业中,数据被存入超高速缓存器中,主机不必通过磁盘驱动器便可以直接使用这些数据,由于每一段都可以用作一个独立的缓冲器,可以在多任务环境中大大提高系统的吞吐性能。因此即使是E-IDE接口的硬盘,为了提高性能,最好也要拥有256KB的高速缓存。由于高速缓存可以提高硬盘性能,所以随着硬盘容量的加大,高速缓存就显得越来越重要。目前一些硬盘上已经采用了高达8M的高速缓存。

　　4、硬盘内多盘片封装技术

　　当平均存取时间和记录密度一定时,盘片数加倍则单位区域内的容量加倍,移动磁头寻道的可能性将减小,性能将提高。一般E-IDE接口的硬盘最多为四片盘。

　　5、OAW技术

　　在传统磁盘技术发展的上存在一个“超顺磁极限”。传统磁记录驱动器的面记录密度越来越大，当它达到20～40Gb／平方英寸时，磁盘上的磁介质就无法保持稳定的磁畴，这就是传统磁盘技术发展的理论极限。但信息技术发展对信息存储的要求却没有极限。OAW技术达到的面记录密度远高于今天的硬盘驱动器，最终将突破超顺磁极限即传统磁技术的面记录密度的理论极限。OAW技术在驱动器业界首次把光技术、磁技术和通信技术集成在一起，构成新一类的经济实惠的高容量驱动器产品。OAW技术能突破超顺磁级所限制的驱动器性能。OAW系统由：先进的光输送系统、独特的磁头设计、全新的伺服系统、等新一代记录介质子系统组成。

　　6、“湿盘”(wetdisk)技术

　　当我们要把磁盘密度进一步增大，目前以金属薄膜盘片以及玻璃基片的“温盘技术”便无能为力了。我们知道，当磁盘密度达到一定程度时，信号便会变得更加微弱，并且相邻信号之间的干扰也更为严重。要解决只能把磁头进一步贴近盘片，但目前的磁头飞高已不到0.08微米，要进一步令磁头靠近盘片非常困难，因为这要克服磁头抖动及盘片细微凹凸等引起问题。为此，有人提出干脆把磁头紧贴磁盘(Contactrecording)，就象录音机那样。但对盘片及磁头而言，这种接触是致命的，磁头与盘片会两败俱伤。于是，一种全新的盘片--“湿盘”(wetdisk)被提上的研发日程，“湿盘”可以最大限度地减少磁头与盘片的磨擦，但其中还有不少技术上与工艺上的问题有待解决。

　　7.PRML读取通道技术

　　PRML技术最初只用在通信方面,用以解决误码率问题,该技术引入硬盘中后可有效提高数据读取及传输效率,可使硬盘容量提高30%以上,据称第三代PRML读取通道可提供高达900MBPS的内部数据传输率。PRML技术可使盘片存储更多的数据,因此既可提高单片硬盘的容量,又可加快数据传输率。PRML技术应用于硬盘信号读取时，能避免因磁道过窄造成的信号干扰，大幅度地提高盘片的密度。同时由于磁盘密度的增大，磁头在相同时间内可以读取到更多的信号，使得读取速度得以提高。而通过最大相似原理的多点采样可以把磁头读取到的信号与标准信号进行对比，以得出最匹配的信号再传送出去，从而大大地提高了数据读取的准确性。PRML技术的普遍采用，使硬盘的容量、速度、可靠性都有了不同程度的提高。

　　8.GMR(巨磁阻)磁头技术

　　磁阻磁头的工作原理是基于磁阻效应来工作的,其核心是一小片金属材料,其电阻随磁场变化而变化,虽然其变化率不足2%,但因为磁阻元件连着一个非常灵敏的放大器,所以可测出该微小的电阻变化。巨磁阻磁头GMR磁头与MR磁头一样，是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据，但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比MR磁头更为敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度，现有的MR磁头能够达到的盘片密度为3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸)，而GMR磁头可以达到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁头已经成为最流行的磁头技术。

　　9、数据保护技术

　　(1)S.M.A.R.T(自动检测、分析及报告)技术

　　使用S.M.A.R.T技术，可有效保护你的硬盘。硬盘出现故障，是一件十分令人懊恼的事情，为此，你将冒丢失重要数据的危险。不过，现在有一种对硬驱故障发出报警的方法，它就是自我监视、分析和报告技术S.M.A.R.T.。

　　可预测的硬驱故障是由硬驱性能逐渐恶化引起的。实际上，硬驱故障的60%都是机械性质的，对此类故障，S.M.A.R.T.可一显身手。S.M.A.R.T.可以对数据提供有效的廉价保护，使用S.M.A.R.T.可行的驱动器有助于减少数据丢失的风险，亦即避免了金钱和时间的损失，并且预先报警能让你安排更换驱动器所需的停工时间。尽管S.M.A.R.T.能有这样的帮助，但保护数据最好的方法仍是不断地定期备份，实际上，将二者结合是最好的保护方案。S.M.A.R.T技术是硬盘厂商提供的一个规范,主要目的是预防某些设备失败。提高硬盘可靠性和确保数据的连续性,已成为工业标准,因此,大多数的硬盘生产商已在向支持S.M.A.R.T技术看齐。

　　　(2)SPS