硬盘的其他技术

1.1.3　硬盘的其他技术

1．垂直记录技术

硬盘工业在原有技术基础上，仍不断地改进生产工艺，力争使数据传输率和盘片记录密度保持所需的增长速度，但就最近的情况来看，许多现有的技术已经接近其发展的物理极限，硬盘工业必须应用新技术来确保硬盘速度和容量的继续增长，而“垂直记录”就是一项能够确保硬盘的盘片记录密度持续增长的新技术。

垂直记录（PerpendicularMagnetic Recording，缩写为PMR）理论是26年前提出的，和现有的工业标准相反，垂直记录要求在硬盘碟片上垂直排列记录着数字信息的磁电荷（Magnetic Charges），类似于在碟片表面垂直排列大量微小的磁铁。而目前采用的纵向记录（LongitudinalMagnetic Recording，缩写为LMR）技术是在碟片表面上水平排列磁电荷。

为了继续提高硬盘碟片的面密度并增加总存储容量，必须使数据位的表面积减小，并且更紧凑地挨在一起。但到了一定限度，数据位便不能再小。因为磁场会被热能影响而变得不稳定，这种现象叫做超顺磁性。垂直记录技术把数据位改为垂直排列，在减小数据位的表面积的同时不会出现超顺磁性。通过以垂直于读/写磁头的方式来记录数据，而不是采用传统的纵向记录方式，一个碟片可存储更多的数据。由于垂直记录是一种全新的技术，所以硬盘的磁头和存储介质必须重新设计。

硬盘厂商迈拓（Maxtor）的全资子公司MMC科技已经发布了垂直记录存储介质（PMR）磁盘的生产过程。这一过程的生产成本与水平记录介质基本相当，MMC还演示了可应用于现有生产设备中的垂直记录介质的生产过程。MMC存储介质使用先进的PMR磁头，能提供高达175GB的单碟容量。硬盘的单碟容量之所以达到这个数值，是因为它将现有LMR的颗粒直径从8纳米减小至平均6纳米。除此之外，MMC的研发团队还缩小了记录层和衬垫层之间的间隔，显著改善了信噪比和错码率。通过缩小颗粒尺寸，放大晶核磁场，MMC的PMR存储介质在提供稳定磁性的同时，热衰减几乎检测不到。

2．RVS（旋转振动保护技术）

为解决振动的问题，日立公司开发了RVS（RotationalVibration Safeguard）。这种技术采用了在硬盘的边缘配置数个振动传感器的解决方案，当检测到有振动传向硬盘时，这些传感器会向硬盘上控制磁头位置的传动系统“前馈”发送一个信号，传动系统立即对振动做出响应，而传动系统的即时响应减少了振动对硬盘产生的影响。通过上述方法，硬盘上的磁头就有可能主动地对抗振动，同时配置有“反馈”和“前馈”防振动系统的硬盘有更好的稳定性。

在应用了RVS后，由于硬盘磁头的传动装置能够在振动到来之前得到信号，这样就能够事先做出反馈，更有效地确保磁头的准确位置。在振动发生时，硬盘的磁头受到较小的影响，就能够确保磁头更多地处在正确的位置，从而大大地提高数据读/写的速度。

3．硬盘的抗冲击能力

激烈的物理振动是产生硬盘故障的最主要的因素之一。硬盘处于运行状态时受到的物理冲击被称为运行冲击（Operating Shock）。硬盘工作时，硬盘的磁头在碟片的上方进行数据读/写。当硬盘运行时，如果受到外来的冲击，磁头和盘片就会产生碰撞，这种碰撞很有可能会造成磁头和盘片的损坏。还有一种对硬盘的冲击叫非运行冲击（Non-Operating Shock），此类冲击发生于硬盘磁头处于归位状态（或磁头不处于碟片的上方）时。当非运行冲击发生时，磁头有可能与它所处位置下的表面产生碰撞，而这种碰撞也很有可能会造成磁头的损坏。对于2.5英寸硬盘，200G/2ms大小的运行冲击或880G/1ms大小的非运行冲击都会对硬盘造成损害。上述的数值表明，硬盘在非工作状态下的抗冲击能力大大强过其在运行状态下的抗冲击能力。

针对这种情况，IBM研制出了APS动态硬盘保护系统技术，APS系统由硬件和软件两部分构成。硬件部分为一个运动检测器（或加速检测器），运动检测器被镶嵌在主板上，它用来监控笔记本电脑在位置和方向上的变化情况。软件部分用来分析从运动检测器传送过来的信号，对可能造成硬盘伤害的情况进行判别，当出现有害的状况时，软件系统会向硬盘发出一条停止运行的指令。