矛盾引發變革：硬盤技術發展前景分析[圖]

四、解決容量危機：垂直磁化技術剖析

　　平心而論，近幾年硬盤技術的發展相當緩慢。相對於CPU、顯卡等呈幾何倍數的增長趨勢，硬盤似乎有些郁郁寡歡。在容量方面，80GB在2001年年底就已經是主流了，而時至今日80GB仍然作為主流硬盤容量活躍在市場上。不過隨著垂直磁化技術浮出水面，硬盤容量將會有巨大的突破，真正解決這場迫在眉睫的容量危機。例如希捷的酷魚 7200.9 500G容量硬盤就是基於這種技術。

　　1．為何存儲密度無法提高

　　由於硬盤內集成的盤片數不可能很多，因此單碟容量上的突破就顯得很有必要。單碟容量的提高意味著生產廠商研發技術的提高，這所帶來的好處不僅是使硬盤容量得以增加，而且還會帶來硬盤性能的相應提昇。在硬盤技術發展初期，提昇磁盤的存儲密度十分容易，此時也就是更大的單碟容量。然而，目前硬盤廠商卻碰到了難題。盤片是在鋁制合金或者玻璃基層的超平滑表面上依次涂敷薄磁涂層、保護涂層和表面潤滑劑等形成的。盤片以4200RPM?15000RPM的轉速轉動，磁頭則做往復的直線運動，而可以在盤片上的任何位置讀取或者寫入信息。微觀的來看，盤片上的薄磁涂層是由數量眾多的、體積極為細小的磁顆粒組成。多個磁顆粒（約100個左右）組成一個記錄單元來記錄1bit的信息——0或者1。

　　這些微小的磁顆粒極性可以被磁頭快速的改變，而且一旦改變之後可以較為穩定的保持，磁記錄單元間的磁通量或者磁阻的變化來分別代表二進制中的0或者1。磁顆粒的單軸異向性和體積會明顯的磁顆粒的熱穩定性，而熱穩定性的高低則決定了磁顆粒狀態的穩定性，也就是決定了所儲存數據的正確性和穩定性。但是，磁顆粒的單軸異向性和體積也不能一味地提高，它們受限於磁頭能提供的寫入場以及介質信噪比的限制。當磁顆粒的體積太小的時候，能影響其磁滯的因素就不僅僅是外部磁場了，些許的熱量就會影響磁顆粒的磁滯（譬如室溫下的熱能），從而導致磁記錄設備上的數據丟失，這種現象就是『超順磁效應』。

超順磁效應圖解

　　2．垂直磁化存儲技術的奧秘

　　為了盡可能的降低『超順磁效應』，業界通過提高磁顆粒異向性、增加熱穩定性來解決。磁顆粒異向性的提高固然使得磁記錄介質更加穩定，但是必需同時提高寫入磁頭的寫入能力。另外，磁顆粒體積的縮小，也需要進一步提高讀取磁頭的靈敏度，於是MR磁阻磁頭和GMR巨磁阻磁頭相繼應運而生。GMR磁頭技術的水平記錄區域密度已經達到了133Gbit以上，然而133Gbit還遠遠不夠，為了實現更大的存儲密度，必須再縮小磁顆粒，此時『超順磁效應』就成為最頭疼的問題。

　　垂直磁化記錄從微觀上看，磁記錄單元的排列方式有了變化，從原來的『首尾相接』的水平排列，變為了『肩並肩』的垂直排列。磁頭的構造也有了改進，並且增加了軟磁底層。這一改變直接解決了『超順磁效應』，並且可以將硬盤的單碟容量提高到400GB左右，這為今後的容量突破提供了充足的空間。

垂直磁化存儲技術的圖解

　　垂直記錄的另一個好處是相鄰的磁單元磁路方向平行，磁極的兩端都挨在一起，而縱向記錄相鄰的磁單元只在磁極一端相接，因此這項技術對於穩定性的改進也是頗有成效的。另外值得我們高興的是，垂直磁化技術的出現對於硬盤速度是有巨大貢獻的。僅僅是單碟容量的提昇就足以我們歡欣鼓舞，我們可以因此而期待更高的內部傳輸率。此外，垂直磁化技術要求磁頭在技術上有所改進，此時也能加強尋道能力。不過更為重要的還是垂直磁化與高轉速技術相結合。據悉，在磁盤存儲密度大幅度提高之後，高轉速變得更有實際意義。此前SCSI硬盤盡管實現了15000RPM，但是實際持續內部傳輸率卻並不高。而當垂直磁化技術普及應用之後，我們有望看到桌面硬盤順利邁向10000RPM級別，並且展現出更加完美的性能。