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硬盤技術(shù)發(fā)展路程漫談
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(chǔ)設(shè)備，溫徹斯特技術(shù)是不得不提的名詞。這個(gè)技術(shù)的誕生奠定了磁存儲(chǔ)設(shè)備構(gòu)造的基礎(chǔ)。或許夸張一點(diǎn)，如果沒有溫徹斯特技術(shù)，或許我們就無法見到今天的硬盤等各種磁存儲(chǔ)設(shè)備。那究竟什么是溫徹斯特技術(shù)？事實(shí)上徹斯特技術(shù)是一系列系統(tǒng)設(shè)計(jì)的統(tǒng)稱，它的主要內(nèi)容有：1．磁頭、盤片、主軸等運(yùn)動(dòng)部分密封在一個(gè)殼體中，形成一個(gè)頭盤組合件（HDA），與外界環(huán)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(dòng)塊，盤片表面涂潤(rùn)滑劑，實(shí)行接觸起停。即平常盤片不轉(zhuǎn)時(shí)，磁頭停靠在盤片上，當(dāng)盤片轉(zhuǎn)速達(dá)一定值時(shí)，磁頭浮起并保持一定的浮動(dòng)間隙。這樣簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，縮短了起動(dòng)時(shí)間。采用溫徹斯特技術(shù)，磁頭與磁盤是一一對(duì)應(yīng)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(chǔ)密度提高了，存儲(chǔ)容量也增加了。
IBM自3340系列硬盤開始使用溫徹斯特技術(shù)，后來IBM又推出了改進(jìn)之后的小型硬盤驅(qū)動(dòng)器，安裝在當(dāng)時(shí)IBM推出的62－PC產(chǎn)品上。隨著時(shí)代的變遷，CDC公司和日本NEC等也相應(yīng)推出了20．3厘米直徑盤片的硬盤驅(qū)動(dòng)器。隨后盡管硬盤幾經(jīng)變遷，但外觀和內(nèi)部構(gòu)造和原理都同這些硬盤驅(qū)動(dòng)器沒有太大的區(qū)別。
盡管溫徹斯特技術(shù)解決了磁存儲(chǔ)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(fā)出了一種表面濺射工藝來為鋁盤片進(jìn)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(chǔ)密度。
存儲(chǔ)密度，硬盤不懈追求的目標(biāo)
縱觀硬盤的發(fā)展歷史，我們不難看出硬盤的制造商們一直在追求兩個(gè)目標(biāo)，那就是速度和存儲(chǔ)密度。如何在有限的空間內(nèi)容納下更多的數(shù)據(jù)是廠商們頭痛的問題。既然硬盤是磁存儲(chǔ)設(shè)備，那開發(fā)更加靈敏的磁頭和提供更加清晰的信號(hào)就成了提高存儲(chǔ)密度的關(guān)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(chǎng)變化的原理來讀取盤片上的數(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，實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度。在準(zhǔn)確識(shí)別信號(hào)方面，我們還擁有了PRML?Partial Response Maximum Likelihood，局部相應(yīng)最大相似性?讀取技術(shù)。
SATA、SCSI、PATA，三大接口之爭(zhēng)
如果問現(xiàn)今硬盤技術(shù)的焦點(diǎn)是什么，那毫無疑問的是SCSI、SATA（串行ATA）和PATA（并行ATA）之間的爭(zhēng)奪。先讓我們來看看SCSI，SCSI就是指Small Computer System Interface?小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口?，它最早研制于1979年，原是為小型機(jī)研制出的一種接口技術(shù)。目前SCSI有眾多的延伸規(guī)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(duì)于其他標(biāo)準(zhǔn)有著適應(yīng)面廣，能夠連接15個(gè)設(shè)備，能夠提供多任務(wù)操作特性，CPU占用率低，具有高帶寬等優(yōu)勢(shì)，牢牢地占據(jù)著高端硬盤接口的統(tǒng)治地位。
再讓我們來看看PATA（并行ATA）。作為IDE設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口，PATA的設(shè)計(jì)之初便是為了提供一種廉價(jià)、快速簡(jiǎn)單的設(shè)備接口。PATA接口發(fā)展到今天最高傳輸率已經(jīng)達(dá)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(jīng)略顯過時(shí)，但是PATA產(chǎn)品占據(jù)著絕大部分硬盤市場(chǎng)。
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(biāo)準(zhǔn)1．0的傳輸率為150Mbps，盡管對(duì)比PATA沒有大幅的增加，但是因?yàn)槠浯械墓ぷ髟恚沟肧ATA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(jī)箱散熱的問題。
縱觀三種硬盤接口，PATA逐步被SATA取代已經(jīng)是必然的趨勢(shì)，剩下的只是個(gè)時(shí)間問題。而SCSI因?yàn)槠渥陨淼膬?yōu)勢(shì)，恐怕地位一時(shí)間難以動(dòng)搖。同時(shí)SCSI的倡導(dǎo)廠商也開始著手制定串行SCSI標(biāo)準(zhǔn)，或許到時(shí)候串行SCSI全面取代SCSI接口才是真正的大勢(shì)所趨。
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