硬盤技術(shù)伴隨著我們走過(guò)了幾十年的風(fēng)風(fēng)雨雨。我們?cè)谑褂?a class="contentlabel" href="http://www.biyoush.com/news/listbylabel/label/硬盤技術(shù)">硬盤技術(shù)的時(shí)候還有很多不了解的東西，下面就詳細(xì)的介紹硬盤技術(shù)中的主流技術(shù)。希望大家能夠深入了解硬盤技術(shù)。

　　總的來(lái)說(shuō)，目前硬盤技術(shù)的發(fā)展主要集中在速度、容量及可靠性三方面。Ultra-ATA100/133接口、GMR巨磁阻技術(shù)和S.M.A.R.T自我監(jiān)測(cè)分析和報(bào)告技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)已普遍為各大硬盤制造商所采用，這使得硬盤在傳輸率、單片存儲(chǔ)容量和監(jiān)測(cè)預(yù)告技術(shù)上較以往有了很大提高。

　　1、更高的主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速

　　目前大多數(shù)硬盤技術(shù)的主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速一般都在5400轉(zhuǎn)以上。理論上來(lái)說(shuō),轉(zhuǎn)速越快,硬盤的速度越快,但提高轉(zhuǎn)速受到散熱、穩(wěn)定性等多方面的制約,因此硬盤轉(zhuǎn)速的提高是有限度的。E-IDE接口硬盤大約會(huì)以10000轉(zhuǎn)/分為限。隨著硬盤技術(shù)轉(zhuǎn)速的提高,平均等待時(shí)間和平均尋道時(shí)間隨之下降,平均尋道時(shí)間縮短到9ms以下。而SCSI接口的硬盤技術(shù)轉(zhuǎn)速已提高到15000轉(zhuǎn)/分以上。

　　2、ULTRADSP(超級(jí)數(shù)字信號(hào)處理器)的應(yīng)用

　　DSP每秒可以處理數(shù)以千萬(wàn)條指令,處理數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)較一般CPU快10～50倍,MAXTOR在硬盤技術(shù)廠商中率先引入了此項(xiàng)技術(shù),用于縮短硬盤的平均尋道時(shí)間,采用ULTTRADSP技術(shù),其單一的DSP芯片可同時(shí)提供處理器及驅(qū)動(dòng)接口的雙重功能,減少了其它電子零件的使用,可大幅度提高硬盤技術(shù)的速度可靠性。

　　3、高速緩存技術(shù)

　　目前在硬盤技術(shù)上廣泛采用了多段先行讀出式超高速緩存器,多段先行讀出式超高速緩存器可在讀出和先行讀出作業(yè)中,數(shù)據(jù)被存入超高速緩存器中,主機(jī)不必通過(guò)磁盤驅(qū)動(dòng)器便可以直接使用這些數(shù)據(jù),由于每一段都可以用作一個(gè)獨(dú)立的緩沖器,可以在多任務(wù)環(huán)境中大大提高系統(tǒng)的吞吐性能。因此即使是E-IDE接口的硬盤,為了提高性能,最好也要擁有256KB的高速緩存。由于高速緩存可以提高硬盤性能,所以隨著硬盤容量的加大,高速緩存就顯得越來(lái)越重要。目前一些硬盤上已經(jīng)采用了高達(dá)8M的高速緩存。

　　4、硬盤技術(shù)內(nèi)多盤片封裝技術(shù)

　　當(dāng)平均存取時(shí)間和記錄密度一定時(shí),盤片數(shù)加倍則單位區(qū)域內(nèi)的容量加倍,移動(dòng)磁頭尋道的可能性將減小,性能將提高。一般E-IDE接口的硬盤最多為四片盤。

　　5、OAW技術(shù)

　　在傳統(tǒng)磁盤技術(shù)發(fā)展的上存在一個(gè)“超順磁極限”。傳統(tǒng)磁記錄驅(qū)動(dòng)器的面記錄密度越來(lái)越大，當(dāng)它達(dá)到20～40Gb/平方英寸時(shí)，磁盤上的磁介質(zhì)就無(wú)法保持穩(wěn)定的磁疇，這就是傳統(tǒng)磁盤技術(shù)發(fā)展的理論極限。但信息技術(shù)發(fā)展對(duì)信息存儲(chǔ)的要求卻沒(méi)有極限。OAW技術(shù)達(dá)到的面記錄密度遠(yuǎn)高于今天的硬盤技術(shù)驅(qū)動(dòng)器，最終將突破超順磁極限即傳統(tǒng)磁技術(shù)的面記錄密度的理論極限。OAW技術(shù)在驅(qū)動(dòng)器業(yè)界首次把光技術(shù)、磁技術(shù)和通信技術(shù)集成在一起，構(gòu)成新一類的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的高容量驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品。OAW技術(shù)能突破超順磁級(jí)所限制的驅(qū)動(dòng)器性能。OAW系統(tǒng)由：先進(jìn)的光輸送系統(tǒng)、獨(dú)特的磁頭設(shè)計(jì)、全新的伺服系統(tǒng)、等新一代記錄介質(zhì)子系統(tǒng)組成。

　　6、“濕盤”(wetdisk)技術(shù)

　　當(dāng)我們要把磁盤密度進(jìn)一步增大，目前以金屬薄膜盤片以及玻璃基片的“溫盤技術(shù)”便無(wú)能為力了。我們知道，當(dāng)磁盤密度達(dá)到一定程度時(shí)，信號(hào)便會(huì)變得更加微弱，并且相鄰信號(hào)之間的干擾也更為嚴(yán)重。要解決只能把磁頭進(jìn)一步貼近盤片，但目前的磁頭飛高已不到0.08微米，要進(jìn)一步令磁頭靠近盤片非常困難，因?yàn)檫@要克服磁頭抖動(dòng)及盤片細(xì)微凹凸等引起問(wèn)題。為此，有人提出干脆把磁頭緊貼磁盤(Contactrecording)，就象錄音機(jī)那樣。但對(duì)盤片及磁頭而言，這種接觸是致命的，磁頭與盤片會(huì)兩敗俱傷。于是，一種全新的盤片--“濕盤”(wetdisk)被提上的研發(fā)日程，“濕盤”可以最大限度地減少磁頭與盤片的磨擦，但其中還有不少技術(shù)上與工藝上的問(wèn)題有待解決。

　　7.PRML讀取通道技術(shù)

　　PRML技術(shù)最初只用在通信方面,用以解決誤碼率問(wèn)題,該技術(shù)引入硬盤中后可有效提高數(shù)據(jù)讀取及傳輸效率,可使硬盤容量提高30%以上,據(jù)稱第三代PRML讀取通道可提供高達(dá)900MBPS的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率。PRML技術(shù)可使盤片存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù),因此既可提高單片硬盤的容量,又可加快數(shù)據(jù)傳輸率。PRML技術(shù)應(yīng)用于硬盤技術(shù)信號(hào)讀取時(shí)，能避免因磁道過(guò)窄造成的信號(hào)干擾，大幅度地提高盤片的密度。同時(shí)由于磁盤密度的增大，磁頭在相同時(shí)間內(nèi)可以讀取到更多的信號(hào)，使得讀取速度得以提高。而通過(guò)最大相似原理的多點(diǎn)采樣可以把磁頭讀取到的信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，以得出最匹配的信號(hào)再傳送出去，從而大大地提高了數(shù)據(jù)讀取的準(zhǔn)確性。PRML技術(shù)的普遍采用，使硬盤的容量、速度、可靠性都有了不同程度的提高。

本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/201706/353317.htm　8.GMR(巨磁阻)磁頭技術(shù)

　　磁阻磁頭的工作原理是基于磁阻效應(yīng)來(lái)工作的,其核心是一小片金屬材料,其電阻隨磁場(chǎng)變化而變化,雖然其變化率不足2%,但因?yàn)榇抛柙B著一個(gè)非常靈敏的放大器,所以可測(cè)出該微小的電阻變化。巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭一樣，是利用特殊材料的電阻值隨磁場(chǎng)變化的原理來(lái)讀取盤片上的數(shù)據(jù)，但是GMR磁頭使用了磁阻效應(yīng)更好的材料和多層薄膜結(jié)構(gòu)，比MR磁頭更為敏感，相同的磁場(chǎng)變化能引起更大的電阻值變化，從而可以實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度，現(xiàn)有的MR磁頭能夠達(dá)到的盤片密度為3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸)，而GMR磁頭可以達(dá)到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁頭已經(jīng)成為最流行的磁頭技術(shù)。

　　TDK公司日前成功地試制了采用TMR薄膜的TMR(tunnelingmagnetoresisitive)磁頭，并制造出硬盤技術(shù)設(shè)備。據(jù)悉，該TMR磁頭的再生輸出以及面密度均與GMR磁頭相同。磁頭結(jié)構(gòu)與GRM磁頭不同，但是詳細(xì)信息尚未公開(kāi)。

　　9、數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)

　　(1)S.M.A.R.T(自動(dòng)檢測(cè)、分析及報(bào)告)技術(shù)

　　使用S.M.A.R.T技術(shù)，可有效保護(hù)你的硬盤技術(shù)。硬盤技術(shù)出現(xiàn)故障，是一件十分令人懊惱的事情，為此，你將冒丟失重要數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)。不過(guò)，現(xiàn)在有一種對(duì)硬驅(qū)故障發(fā)出報(bào)警的方法，它就是自我監(jiān)視、分析和報(bào)告技術(shù)S.M.A.R.T.。

　　可預(yù)測(cè)的硬驅(qū)故障是由硬驅(qū)性能逐漸惡化引起的。實(shí)際上，硬驅(qū)故障的60%都是機(jī)械性質(zhì)的，對(duì)此類故障，S.M.A.R.T.可一顯身手。S.M.A.R.T.可以對(duì)數(shù)據(jù)提供有效的廉價(jià)保護(hù)，使用S.M.A.R.T.可行的驅(qū)動(dòng)器有助于減少數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，亦即避免了金錢和時(shí)間的損失，并且預(yù)先報(bào)警能讓你安排更換驅(qū)動(dòng)器所需的停工時(shí)間。盡管S.M.A.R.T.能有這樣的幫助，但保護(hù)數(shù)據(jù)最好的方法仍是不斷地定期備份，實(shí)際上，將二者結(jié)合是最好的保護(hù)方案。S.M.A.R.T技術(shù)是硬盤廠商提供的一個(gè)規(guī)范,主要目的是預(yù)防某些設(shè)備失敗。提高硬盤可靠性和確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性,已成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),因此,大多數(shù)的硬盤生產(chǎn)商已在向支持S.M.A.R.T技術(shù)看齊。

　　(2)SPS和DPS技術(shù)

　　SPS(ShockProtectionSystem)震動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。是由昆騰公司開(kāi)發(fā)，使硬盤在受到撞擊時(shí)，保持磁頭不受震動(dòng)，磁頭和磁頭臂停泊在盤片上，沖擊能量被硬盤其他部分吸收，這樣能有效地提高硬盤技術(shù)的抗震性能，使硬盤在運(yùn)輸、使用及安裝的過(guò)程中最大限度地免受震動(dòng)的損壞。目前第二代保護(hù)系統(tǒng)(SPSII)也推出，可以更有效的防止由于外界的震動(dòng)所引起的硬盤損壞

　　DPS(DataProtectionSystem)數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)。DPS可快速自動(dòng)檢測(cè)硬盤的每一個(gè)扇區(qū)，并在硬盤的前300M空間定位存放操作系統(tǒng)或其他應(yīng)用系統(tǒng)的重要部分。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)，DPS可以在90秒內(nèi)自動(dòng)檢測(cè)并恢復(fù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，即使系統(tǒng)無(wú)法自舉，也可以用包含DPS的系統(tǒng)軟盤啟動(dòng)系統(tǒng)，再通過(guò)DPS自動(dòng)檢測(cè)并分析故障原因，盡可能保證數(shù)據(jù)不被丟失。DPS，配合QDPS測(cè)試軟件，可以方便，正確的檢測(cè)你的硬盤是否有損壞。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，如果硬盤能通過(guò)QDPS軟件的測(cè)試，則可以排除是硬盤技術(shù)的問(wèn)題：反之，則可以肯定是硬盤發(fā)生了故障，在質(zhì)保期內(nèi)可要求經(jīng)銷商退換。

　　(3)ShockBlock和MaxSafe技術(shù)

　　ShockBlock是邁拓公司在其金鉆二代硬盤技術(shù)上使用的防震技術(shù)，它的設(shè)計(jì)思想和昆騰的SPS相似，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造工藝，在意外碰撞發(fā)生時(shí)，盡可能避免磁頭和磁盤表面發(fā)生撞擊，減少因此而引起的磁盤表面損壞。

　　MaxSafe同樣也是金鉆二代擁有的獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，它可以自動(dòng)偵測(cè)、診斷和修正硬盤技術(shù)發(fā)生的問(wèn)題，提供更高的數(shù)據(jù)完整性和可靠度。Maxsafe技術(shù)的核心是ECC(ErrorCorrectionCode錯(cuò)誤糾正代碼)功能，它在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中采用特殊的編碼算法，加入附加的ECC檢驗(yàn)位代碼并保存在硬盤上，當(dāng)數(shù)據(jù)重新讀出或?qū)懭霑r(shí)，通過(guò)解碼方式去除額外的檢驗(yàn)位和原來(lái)保存的數(shù)據(jù)對(duì)照，如果編碼和解碼過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，將重新讀出數(shù)據(jù)并保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。

　　(4)Seashield和DST技術(shù)

　　Seashield是希捷公司推出的新防震保護(hù)技術(shù)。Seashield提供了由減震彈性材料制成保護(hù)軟罩，配合磁頭臂及盤片間的加強(qiáng)防震設(shè)計(jì)，為硬盤提供了高達(dá)300G的非操作防震能力。另一方面它也提供了印刷電路底板靜電放電硬罩及其他防損害措施，保證硬盤的可靠性。

　　DriveSelfTest(DST，驅(qū)動(dòng)器自我測(cè)試)功能是希捷新增的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，它內(nèi)建在硬盤技術(shù)的固件中，提供數(shù)據(jù)的自我檢測(cè)和診斷功能，在用戶卸下硬盤時(shí)先進(jìn)行測(cè)試診斷，避免數(shù)據(jù)無(wú)謂的丟失。

　　(5)DFT技術(shù)

　　DFT(DriveFitnessTest，驅(qū)動(dòng)器健康檢測(cè))技術(shù)是IBM公司為其PC硬盤技術(shù)開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，它通過(guò)使用DFT程序訪問(wèn)IBM硬盤里的DFT微代碼對(duì)硬盤進(jìn)行檢測(cè)，可以讓用戶方便快捷地檢測(cè)硬盤的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

　　DFT微代碼可以自動(dòng)對(duì)錯(cuò)誤事件進(jìn)行登記，并將登記數(shù)據(jù)保存到硬盤上的保留區(qū)域中。DFT微代碼還可以實(shí)時(shí)對(duì)硬盤進(jìn)行物理分析，如通過(guò)讀取伺服位置錯(cuò)誤信號(hào)來(lái)計(jì)算出盤片交換、伺服穩(wěn)定性、重復(fù)移動(dòng)等參數(shù)，并給出圖形供用戶或技術(shù)人員參考。這是一個(gè)全新的觀念，硬盤子系統(tǒng)的控制信號(hào)可以被用來(lái)分析硬盤本身的機(jī)械狀況。

　　(6)“熱拔插”技術(shù)。

　　熱拔插SCSI連接/斷接功能深受市場(chǎng)的歡迎。在開(kāi)啟或關(guān)閉電源時(shí)，硬盤在活躍的SCSI總線上不會(huì)造成電源瞬變或數(shù)據(jù)失誤的情況，因此熱拔插功能特別適用于陣列應(yīng)用程式，在拆機(jī)安裝硬盤技術(shù)時(shí)，陣列仍可照常運(yùn)作而不會(huì)中斷。目前IBM、Compaq、HP等品牌服務(wù)器都采用了80針熱拔插硬盤，并配有專用的硬盤技術(shù)架和電源。

　　(7)磁盤陣列技術(shù)

　　它起源于集中式大、中、小型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，專門為主計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Internet和Intranet網(wǎng)的普及，磁盤陣列已向我們走來(lái)。為確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠地保存數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)正常運(yùn)行，磁盤陣列已成為高可靠性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決方案中不可缺少的存儲(chǔ)設(shè)備。磁盤陣列由磁盤陣列控制器及若干性能近似的、按一定要求排列的硬盤技術(shù)組成。該類設(shè)備具有高速度、大容量、安全可靠等特點(diǎn)，通過(guò)冗余糾錯(cuò)技術(shù)保證設(shè)備可靠。RAID是由幾組磁盤驅(qū)動(dòng)器組成，并由一個(gè)控制器統(tǒng)一管理，通過(guò)在磁盤之間使用鏡像數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)分割及奇偶校驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)要求，是一種具有較高容錯(cuò)能力的智能化磁盤集合，具有較高的安全性和可靠性。RAID在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中作為海量存儲(chǔ)器，廣泛用于磁盤服務(wù)器中。用磁盤陣列作為存儲(chǔ)設(shè)備，可以將單個(gè)硬盤技術(shù)的30萬(wàn)小時(shí)的平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)提高到80萬(wàn)小時(shí)。磁盤陣列一般通過(guò)SCSI接口與主機(jī)相連接，目前最快的UltraWideSCSI接口的通道傳輸速率達(dá)到80Mbps。磁盤陣列通常需要配備冗余設(shè)備。磁盤陣列都提供了電源和風(fēng)扇作為冗余設(shè)備，以保證磁盤陣列機(jī)箱內(nèi)的散熱和系統(tǒng)的可靠性。為使存儲(chǔ)數(shù)據(jù)更加完整可靠，有些磁盤陣列還配置了電池。在陣列雙電源同時(shí)掉電時(shí)，對(duì)磁盤陣列緩存進(jìn)行保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性。

發(fā)布者：博子