硬磁盘技术的发展过程及现状 何宗琦 1995-06-30 .早期的固定头式磁盘机 .活动头、固定盘式磁盘机 .活动头、可换盘式磁盘机 .温氏(Winchester)磁盘机(活动头、固定盘) 1956年IBM公司推出的第一代硬磁盘机直径为24英寸共50张盘片，由于磁道密度低，因而其容量仅为4.4MB。随后推出了活动头、固定盘式硬盘机，但其总存储容量仍十分有限。1962年活动头，可换盘式磁盘机问世。它克服了前两类磁盘机的缺点，可以进行脱机数据存储，从而提供了在兼容系统之间互换的可能性，给软件的开发、移植和应用带来了方便，因此在温氏技术出现前，一度得到了广泛地应用。这类磁盘机有一片或一组可更换的盘片，其直径一般为14英寸，盘片容量一般为10_100MB。IBM在70年代初期提出了一种新的Winchester《温彻斯特)技术，并于1973年首次应用于IBM_3340型硬盘机中，从此温氏硬盘成为硬磁盘技术的主流。温氏硬盘机的主要特点是两点：其一是采用了全封闭方式，即把盘片和读写头以及定位机构都集成到一个密封的舱内。其二是采用了接触式起停。以往的硬磁盘机的磁头都采用了“全悬浮”式，在磁头不工作时，磁头将退出盘面；而在工作时，待盘片达到额定转速后，磁头才进到盘面，并定位到“00”磁道，速度较低。而温氏硬盘不同，系统不工作时，磁头不退出盘面，停留在磁盘表面的“起停区”上。而在工作时，由于盘片的高速旋转，根据空气动力学原理，磁头可起飞并悬浮在盘片表面0.1um(微米)以上，因此磁头在读写盘片的“数据区”时与盘片表面是不接触的，从而保证了磁盘有很长的使用寿命。“起停区”在盘片的最内圈(即最高数据磁道之外)，即使被磁头擦伤也不会影响硬盘的使用。温氏硬盘是磁盘技术的重大进步，它极大地提高了硬盘存储器的存储密度、容量、可靠性，降低了对使用环境的要求。在微机系统中几乎是毫无例外地采用温氏硬盘作为外部存储设备。 当今硬盘盘技术的主要发展方向是：大容量、高密度、小型化、高速度、低成本和高可靠性。 在硬盘机的小型化方面，近年来有了很大的进展，其盘径日趋减小。130mm(5.25英寸)硬盘已逐渐淘汰，90mm(3.5英寸)硬盘占据了台式机主要市场。在便携式微机中还广泛地采用了64mm(2.5英寸)硬盘。此外，随着PCMCIA卡的使用，46mm(1.8英寸)和33mm(1.3英寸)的袖珍型硬盘也步入市场，25mm(1英寸)的硬盘也将问世，以满足各种便携式计算机的需要。 在提高存储密度方面，过去的几十年内呈指数递增，从50年代的2KB/平方英寸到现在已经超过100MB/平方英寸。1991年IBM又推出了磁阻(Magneto-Resistive)磁头技术，从而使磁表面存储密度达到1GB/平方英寸以上。目前Hitachi研究的磁阻磁头驱动器存储密度已达到2.3GB/平方英寸。 存储密度的提高大大增加了硬盘的存储容量。此外，为了进一步增大容量，还采取了另外二种新的技术。一是恒定密度记录技术。在常规技术中，外磁道和内磁道的扇区数相同，而最外磁道的园周长比最内磁道长70%左右，但记录的字节数是相同的，因此外磁道的位密度较内磁道低，使盘表面损失30_40%的有效记录面积。恒定密度记录技术使内外磁道的位密度保持恒定，从而提高了存储容量。 另一种技术是缩小盘片叠合间距技术，其目的是提高盘片的安装密度，以增加盘片数来提高容量。采用常规技术，由10片盘片组成的标准3.5英寸硬盘机的叠合高度为1.625英寸，而采用新技术的1.625英寸硬盘可达12片盘片。 这些新技术使硬盘机的容量日益增大，5.25英寸全高硬盘的容量已达9GB；3.5英寸半高硬盘容量已达4.3GB；2.5英寸硬盘的容量也突破1GB；IBM已宣布在今年下半年将推出10.8GB的3.5英寸硬盘。 在价格方面，以每兆字节容量价格为单位进行计算。从1977年至1986年期间平均每年下降23个百分点。近年来其价格进一步降低，以最终用户3.5英寸170MB硬盘的价格为例，从1992年到1993年一年之中下降了51个百分点。新技术将进一步降低成本，继续支持价格的下降趋势。 (何宗琦)