硬盘技术发展路程漫谈

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硬盘技术发展路程漫谈

　　温彻斯特，磁记录不得不说的名字

　　要说到硬盘等磁记录存储设备，温彻斯特技术是不得不提的名词。这个技术的诞生奠定了磁存储设备构造的基础。或许夸张一点，如果没有温彻斯特技术，或许我们就无法见到今天的硬盘等各种磁存储设备。那究竟什么是温彻斯特技术？事实上彻斯特技术是一系列系统设计的统称，它的主要内容有：1．磁头、盘片、主轴等运动部分密封在一个壳体中，形成一个头盘组合件（HDA），与外界环境隔绝，避免了灰尘的污染。2．采用小型化轻浮力的磁头浮动块，盘片表面涂润滑剂，实行接触起停。即平常盘片不转时，磁头停靠在盘片上，当盘片转速达一定值时，磁头浮起并保持一定的浮动间隙。这样简化了机械结构，缩短了起动时间。采用温彻斯特技术，磁头与磁盘是一一对应的，磁头读出的就是它本身写入的，信噪比等等都比可换的要好，因此存储密度提高了，存储容量也增加了。

　　IBM自3340系列硬盘开始使用温彻斯特技术，后来IBM又推出了改进之后的小型硬盘驱动器，安装在当时IBM推出的62－PC产品上。随着时代的变迁，CDC公司和日本NEC等也相应推出了20．3厘米直径盘片的硬盘驱动器。随后尽管硬盘几经变迁，但外观和内部构造和原理都同这些硬盘驱动器没有太大的区别。

　　尽管温彻斯特技术解决了磁存储的若干问题，但是其本身依然受到盘片制造工艺的制约。好在人们开发出了一种表面溅射工艺来为铝盘片进行涂层。通过这样的工艺，能够制造出表面非常光滑的盘片，这样就能显著提高硬盘的存储密度。

　　存储密度，硬盘不懈追求的目标

　　纵观硬盘的发展历史，我们不难看出硬盘的制造商们一直在追求两个目标，那就是速度和存储密度。如何在有限的空间内容纳下更多的数据是厂商们头痛的问题。既然硬盘是磁存储设备，那开发更加灵敏的磁头和提供更加清晰的信号就成了提高存储密度的关键。于是我们看到了MR（磁阻）磁头和GMR（巨磁阻）磁头。GMR巨磁阻磁头与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，实现更高的存储密度。在准确识别信号方面，我们还拥有了PRML?Partial Response Maximum Likelihood，局部相应最大相似性?读取技术。

　　SATA、SCSI、PATA，三大接口之争

　　如果问现今硬盘技术的焦点是什么，那毫无疑问的是SCSI、SATA（串行ATA）和PATA（并行ATA）之间的争夺。先让我们来看看SCSI，SCSI就是指Small Computer System Interface?小型计算机系统接口?，它最早研制于1979年，原是为小型机研制出的一种接口技术。目前SCSI有众多的延伸规格，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相对于其他标准有着适应面广，能够连接15个设备，能够提供多任务操作特性，CPU占用率低，具有高带宽等优势，牢牢地占据着高端硬盘接口的统治地位。

　　再让我们来看看PATA（并行ATA）。作为IDE设备的标准接口，PATA的设计之初便是为了提供一种廉价、快速简单的设备接口。PATA接口发展到今天最高传输率已经达到了133Mbps。但是让人头痛的宽大电缆和较低的效能使人们最终将其抛弃。但是毫无疑问，尽管PATA已经略显过时，但是PATA产品占据着绝大部分硬盘市场。

　　最后让我们看看SATA接口。SATA全称是Serial ATA接口，就是串行ATA接口的意思。顾名思义，SATA与PATA最大的不同就在于SATA是串行的。SATA标准1．0的传输率为150Mbps，尽管对比PATA没有大幅的增加，但是因为其串行的工作原理，使得SATA的效率在很多情况下能够超越PATA，而SATA采用的6pin的串行电缆，也有效地解决了PATA接口连接电缆过宽阻碍机箱散热的问题。

　　纵观三种硬盘接口，PATA逐步被SATA取代已经是必然的趋势，剩下的只是个时间问题。而SCSI因为其自身的优势，恐怕地位一时间难以动摇。同时SCSI的倡导厂商也开始着手制定串行SCSI标准，或许到时候串行SCSI全面取代SCSI接口才是真正的大势所趋。

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