硬盤技術小知識一瞥

2020-03-10 20:00:43

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溫徹斯特，磁記錄不得不說的名字
要說到硬盤等磁記錄存儲設備，溫徹斯特技術是不得不提的名詞。這個技術的誕生奠定了磁存儲設備構造的基礎。或許夸張一點，如果沒有溫徹斯特技術，或許我們就無法見到今天的硬盤等各種磁存儲設備。那究竟什么是溫徹斯特技術？事實上徹斯特技術是一系列系統設計的統稱，它的主要內容有：1．磁頭、盤片、主軸等運動部分密封在一個殼體中，形成一個頭盤組合件（HDA），與外界環境隔絕，避免了灰塵的污染。2．采用小型化輕浮力的磁頭浮動塊，盤片表面涂潤滑劑，實行接觸起停。即平常盤片不轉時，磁頭停靠在盤片上，當盤片轉速達一定值時，磁頭浮起并保持一定的浮動間隙。這樣簡化了機械結構，縮短了起動時間。采用溫徹斯特技術，磁頭與磁盤是一一對應的，磁頭讀出的就是它本身寫入的，信噪比等等都比可換的要好，因此存儲密度提高了，存儲容量也增加了。
IBM自3340系列硬盤開始使用溫徹斯特技術，后來IBM又推出了改進之后的小型硬盤驅動器，安裝在當時IBM推出的62－PC產品上。隨著時代的變遷，CDC公司和日本NEC等也相應推出了20．3厘米直徑盤片的硬盤驅動器。隨后盡管硬盤幾經變遷，但外觀和內部構造和原理都同這些硬盤驅動器沒有太大的區別。
盡管溫徹斯特技術解決了磁存儲的若干問題，但是其本身依然受到盤片制造工藝的制約。好在人們開發出了一種表面濺射工藝來為鋁盤片進行涂層。通過這樣的工藝，能夠制造出表面非常光滑的盤片，這樣就能顯著提高硬盤的存儲密度。
存儲密度，硬盤不懈追求的目標
縱觀硬盤的發展歷史，我們不難看出硬盤的制造商們一直在追求兩個目標，那就是速度和存儲密度。如何在有限的空間內容納下更多的數據是廠商們頭痛的問題。既然硬盤是磁存儲設備，那開發更加靈敏的磁頭和提供更加清晰的信號就成了提高存儲密度的關鍵。于是我們看到了MR（磁阻）磁頭和GMR（巨磁阻）磁頭。GMR巨磁阻磁頭與MR磁頭一樣，是利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取盤片上的數據，但是GMR磁頭使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構，比MR磁頭更為敏感，相同的磁場變化能引起更大的電阻值變化，實現更高的存儲密度。在準確識別信號方面，我們還擁有了PRML烶artial Response Maximum Likelihood，局部相應最大相似性牰寥〖際酢
SATA、SCSI、PATA，三大接口之爭
如果問現今硬盤技術的焦點是什么，那毫無疑問的是SCSI、SATA（串行ATA）和PATA（并行ATA）之間的爭奪。先讓我們來看看SCSI，SCSI就是指Small Computer System Interface熜⌒圖撲慊系統接口牐它最早研制于1979年，原是為小型機研制出的一種接口技術。目前SCSI有眾多的延伸規格，其中包括了：SCSI－1、SCSI－2、Fast SCSI、Wide SCSI、ULTRA SCSI、Ultra Wide SCSI、ULTRA 2 SCSI、WIDE ULTRA 2 SCSI、Ultra 160/m SCSI、Ultra320 SCSI。SCSI相對于其他標準有著適應面廣，能夠連接15個設備，能夠提供多任務操作特性，CPU占用率低，具有高帶寬等優勢，牢牢地占據著高端硬盤接口的統治地位。
再讓我們來看看PATA（并行ATA）。作為IDE設備的標準接口，PATA的設計之初便是為了提供一種廉價、快速簡單的設備接口。PATA接口發展到今天最高傳輸率已經達到了133Mbps。但是讓人頭痛的寬大電纜和較低的效能使人們最終將其拋棄。但是毫無疑問，盡管PATA已經略顯過時，但是PATA產品占據著絕大部分硬盤市場。
最后讓我們看看SATA接口。SATA全稱是Serial ATA接口，就是串行ATA接口的意思。顧名思義，SATA與PATA最大的不同就在于SATA是串行的。SATA標準1．0的傳輸率為150Mbps，盡管對比PATA沒有大幅的增加，但是因為其串行的工作原理，使得SATA的效率在很多情況下能夠超越PATA，而SATA采用的6pin的串行電纜，也有效地解決了PATA接口連接電纜過寬阻礙機箱散熱的問題。
縱觀三種硬盤接口，PATA逐步被SATA取代已經是必然的趨勢，剩下的只是個時間問題。而SCSI因為其自身的優勢，恐怕地位一時間難以動搖。同時SCSI的倡導廠商也開始著手制定串行SCSI標準，或許到時候串行SCSI全面取代SCSI接口才是真正的大勢所趨。

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