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标  题: 硬盘记录已达极限 2004年要换新技术(上) 
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Aug  8 09:50:26 2003)

硬盘记录已达极限 2004年要换新技术(上) 
(2003.08.04)   来自：日经BP    
 
 
 
  
　【日经BP社报道】 
概要：硬盘已经并不仅仅被用在个人电脑和服务器领域，其用途越来越广，目前已经开始
普及到家用录像机和便携型音乐播放机等领域。回顾硬盘发展历程，发展主线是记录密度
的提高。过去每当记录密度面临极限问题时，总是通过改进现有技术实现记录密度的突破
。不过，尽管通过改进现有技术还有可能再推出1、2代新产品，但由于已经接近理论极限
，因此必然就要产生新的记录方式。

 
图1: 硬盘的基本结构
信息记录于盘片上。信息的写入和读取均通过磁头进行。硬盘容量取决于磁头和盘片性能
。 
　　硬盘最重要的指标是存储容量。购买新电脑的用户最关心的据称不是CPU的工作频率和
内存容量，而是硬盘容量。在个人电脑中配备电视节目录像功能已不是什么新鲜事，民用
硬盘录像机也已开始相继亮相。 

盘片和磁头决定硬盘容量
　　按照物理尺寸，硬盘可分为主要用在台式电脑和服务器上的3.5英寸型，以及主要用于
笔记本电脑的2.5英寸型、面向迷你笔记本电脑和便携音乐播放机的1.8英寸型和用于CF卡
的1英寸型共4类。

　　硬盘的基本结构如图1（点击放大）所示。3.5英寸和2.5英寸这类数字表示盘片直径。
盘片还被称为platter。随着盘片尺寸的减小，每个盘片的存储容量就会逐渐降低。因为记
录信息的面积减小了。2.5英寸型的存储容量约为3.5英寸型的一半左右。硬盘的主要技术
创新集中在3.5英寸型号方面，之后才逐渐转用于小型驱动器。3.5英寸型配备的盘片数一
般为1～4片，因产品而异。1.8英寸和1英寸型为了降低整个驱动器的厚度最多只能配备2片
。

 
图2: 大容量和高速化的关键
大容量是通过提高记录密度来实现的。在高速化方面，硬盘转速、平均寻道时间和记录密
度都起着重要作用。 
　　由于可配备的盘片个数有限制，因此要想提高硬盘容量，就必须提高每个盘片的容量
。另外，在性能方面转速也非常重要（图2（点击放大））。

　　一个盘片能够记录多少信息取决于盘片中可记录1位信息的区域有多大。写入1位信息
所需的区域称为记录位。记录位以同心圆形状排列成很多列。这种列称为磁道。存储容量
取决于盘片能够设置多少磁道，以及在磁道的等长区间里能够设置多少记录位。从整个盘
片来看，用每平方英寸的位数（bpsi）来表示记录密度。

　　信息记录于盘片的两面。因此要想完全使用盘片容量，每个盘片必须要有二个磁头。
为了控制价格，有时则仅仅配备一个磁头且只使用磁片的一面。

传输速度受记录密度的影响
　　硬盘的传输速度取决于平均寻道时间、转速和记录密度。传输速度与硬盘内部的数据
传输、即内部传输速度有关。

　　平均寻道时间是指磁头达到目的磁道所需的时间。磁头利用伺服装置在盘片上来回移
动。磁头移动从而找出目的信息位。个人电脑使用的普通硬盘，其平均寻道时间为10～12
ms。

　　转速主要取决于转动盘片的主轴马达的性能。转速越高，磁头等待旋转的时间就越短
。3.5英寸型产品一般为每分钟5400转。高性能产品中有的甚至达到了每分钟7200转。而面
向服务器等特殊用途的产品有的甚至具有每分钟1万转或者1万5000转的性能。

　　记录密度越高，读取连续的信息位时传输速度就越高。因为盘片移动量相同时记录密
度越高所能读取的信息就越多。

　　平均寻道时间和转速最近2、3年里没有什么太大的变化。记录密度的提高不仅对存储
容量，还对提高内部传输速度起到了很大的作用，“传输速度的提高，完全可以通过提高
记录密度来满足”（日本迈拓技术部总经理齐藤勉）。

　　由于内部传输速度因记录密度的提高而提高了，因此原来的接口已经无法满足传输的
须要。因此目前已经开始使用一种名为Serial ATA的新接口。

小型硬盘驱动器越来越普及
 
照片A: 东芝的1.8英寸硬盘
这是一种由TypezK硬盘卡发展而来的1.8英寸硬盘。左侧是使用2个盘片的20GB产品，右侧
是单片型10GB产品。 
　　记录密度的提高实现了硬盘的大容量和高速化，从而也使得小型硬盘更加普及。其中
包括1.8英寸硬盘和CF卡型硬盘等产品（照片A（点击放大））。。 

　　笔记本电脑过去一般都使用2.5英寸硬盘。而近来在松下电器产业的“Let'snote LIG
HT”、NEC的“LaVie J”和东芝的“dynabook SS”等总共才重约1kg左右。因此移动用途
的笔记本电脑中已经开始采用1.8英寸产品了。

　　从事硬盘生产的东芝表示，“基本上使用的是与2.5英寸型相同的技术”（数字媒体网
络公司存储设备业务部存储设备商品规划部川越诚司）。现有产品中容量最大的产品是配
备2个10GB盘片的20GB产品。记录密度约为50Gbpsi。

　　随着产品密度的提高，更小的盘片尺寸也能够实现20GB容量，因此总厂家纷纷采用1.
8英寸硬盘。“要想装备在个人电脑就必须有单片20GB以上的硬盘驱动器”（川越）。

　　该公司早在2000年5月就已经推出了PC卡型、容量2GB的硬盘卡。不过，“虽说是PC卡
，但无论是卡还是电脑主机，接口均较大，因此要求进一步减小体积的呼声非常强烈”。
于是在保持厚度不变的情况下投产了1.8英寸硬盘。

　　同时小型化还带来了低耗电和静音效果。相对于2.5英寸产品，能够减少驱动马达所需
的电量。采用PC卡设计的硬盘，2.5英寸型需要5V电压，而1.8英寸型则只需3.3V。

　　小型化设计的不仅仅是应用于笔记本电脑。目前已经开始应用于便携型音乐播放机等
便携性较高的袖珍产品中。“小型驱动器在个人消费型市场中有望用于移动产品，即便在
商业用途方面也有望逐步应用于过去不配备存储设备的系统，比如交通控制系统等领域”
（TDK的松崎）。
 

 


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