硬盘磁头数据读写技术分析与原理

八喜 · 发表于 2012-5-3 00:19:41

中国硬盘基地的好多朋友对硬盘的磁头读写技术渴望了解一些基础知识，这篇文章可以普及一些硬盘理论知识，无法帮助你解决硬盘故障和恢复数据，但是可以很好的让你了解硬盘磁头读写结构与工作方式；喜欢的继续阅读，不喜欢的楼下扔砖头；哈哈~~

我们知道当磁盘上的磁体区变得太小时，它们将不能在室温下保持磁的正确方向，就会产生空比特。之前磁盘中数据位都是水平放置，而在垂直记录方式下，他们都是垂直站立起来的。

硬盘磁头数据读写技术

在水平记录方式下，每个数据位的南北磁极与临近数据位的南北级相互吸引和排斥。但是，在垂直记录方式下，南北级垂直向上或向下，就解决了磁极之间的冲突问题，减少了空数据位的数量。新旧两种方式的另外一个不同点就是数据位下面软件底层的叠加。这个新的平层提高了硬盘磁头读写的可靠性。

硬盘磁头数据读写技术

2004年，希捷首次采用垂直磁记录方式，记录密度突破100Gbpsi

在垂直存储技术原理图中，被写电流包围的即为磁头，下方为介质中所包含的以高导磁率SUL形式存在的“磁头”，它们相互配合来完成数据的垂直存储。
垂直存储技术能够让数据位站立在磁盘上，而不是向现有的水平记录技术那样，平铺在磁盘上，它能提供新的硬盘数据密度和容量。新的数据排列方法，通过使磁头在相同的时间内扫描更多的数据位，从而提高硬盘性能。垂直存储技术由于能耗小，发热量也随之减少，从而改善了数据抵抗热退减的能力，提高了硬盘的可靠性。

垂直磁记录的数据位为垂直排列（数据位与磁盘垂直），这样可以获得更多的磁盘空间来存储更多的数据，从而可以实现更高的磁录密度。

硬盘磁头数据读写技术

垂直记录磁头上半部分在高导磁率SUL中存在磁场是的图像，SUL的垂直磁头将磁场传递给介质，介质包含部分以SUL形式存在的部分“磁头”，我们可以看到这是效率极高的读写过程。

这是垂直记录磁头上半部分在高导磁率SUL中存在磁场是的图像，SUL的垂直磁头将磁场传递给介质，介质包含部分以SUL形式存在的部分“磁头”，我们可以看到这是效率极高的读写过程。

硬盘磁头数据读写技术

返回极的面积将增加，所以磁场强度就得以降低，避免将数据擦除，不过也可以将数据记录到没有SUL的垂直介质，但是这会损失垂直记录那出色的可写性。

硬盘磁头数据读写技术

与纵向记录不同，垂直介质中的退磁磁场方向与磁化磁场方向相反，在高密度情况下更是如此。而且垂直介质还有点不同，就是退磁磁场支持邻位磁化，使的高密度存储更可靠。

硬盘磁头数据读写技术

由于退磁磁场行为存在上述差异，所以垂直记录和水平记录的热衰减线性密度趋势彼此相反。低密度垂直模式更容易出现热衰减和外漏磁场擦除现象，因此垂直记录技术真是天性适合应用的高密度的存储领域。

硬盘磁头数据读写技术

跃迁是水平介质外部磁场的来源，而对于垂直介质来说，除跃迁以外的所有地方都有磁通量，垂直波形看起来更像磁化模式，而不是磁化发生的变化，这直接可以放映在读写的质量上。

垂直记录技术（PMR）当前已经接近极限
从现有的垂直记录技术来看，已经接近极限；
垂直记录技术的引入通过增加磁性材料的厚度在一定程度上克服了超顺磁效应，但当磁性颗粒越来越小时，超顺磁效应效应会再度体现。

热辅助磁记录技术（HAMR）

为了再度应对这个问题，虽然可以更换其他的磁介质，但磁头也必须加以改进。希捷的热辅助磁记录技术（HAMR）就是其中之一，先通过光和热改变磁颗粒的属性，通过随后的快速冷却使改变后的磁颗粒变得稳定。但这一技术目前依然处在实验室阶段。

总之，硬盘单碟容量的提升也受到磁头技术的制约，否则磁头就需要花费更多的时间来进行寻道操作。希捷新引入的“AcuTrac”伺服技术想必也是应对磁记录密度不断增加而做出的改进。