1956年发布的“IBM 305 RAMAC”MR磁头和PRML技术使面记录密度取得飞跃性提高就是这么一个大块头的305 RAMAC在当时却是一件划时代的外部存储装置。因为它基本上消除了“磁鼓”访问速度慢的缺点。305 RAMAC的面记录密度约为2Kbit/平方英寸。此后，硬盘的面记录密度便开始以30%的年增长率不断提高。上世纪90年代以后，面记录密度开始迅猛提高。有两项技术在此起到了推动作用：1．MR（Magnetoresistive，磁阻）磁头；2．PRML（Partial Response Maximum Likelihood ，局部响应最大相似）技术。以此为契机，硬盘的面记录密度此后便开始以60%的年增长率迅速攀升。60%的年增长率也就意味着每5年就能提高至10倍。实际上，1991年仅为100Mbit/平方英寸的面记录密度，到了1996年就已增至1Gbit/平方英寸。
在MR磁头亮相之前，面记录密度的年增长率为30%读取元件变成了高灵敏度MR磁头硬盘的记录读取原理非常简单。将磁头靠近盘片表面的薄膜状磁体，然后只要给磁头通上电，盘片上离磁头较近的磁性薄膜就会发生磁化。通过改变这种面积不大的磁化部位的位置和长度，即可记录信息。读取时像刚才一样将磁头靠近盘片后，即可检测磁化方向的变化等情况。到1980年前后主流磁头一直都是MIG（Metal In Gap，金属夹层）磁头，后来逐渐演变成薄膜磁头，1991年MR磁头亮相。所谓MR磁头就是指由利用磁阻效应（电阻根据外界磁场的变化而变化）来检测磁信号的MR元件与用来记录信息的感应薄膜磁头组合而成的磁头。与过去那种记录和读取均使用薄膜磁头的老式磁头相比，其优点是能够得到强度数倍于老式磁头的读取输出信号。随着面记录密度的不断提高，每记录位的记录面积越来越小，所得到的信号强度也就越来越弱。于是就将读取元件变更成了高灵敏度的MR磁头。不过，即使使用MR磁头，读取磁信号时信噪比（S/N）的提高幅度仍有限。因此就产生了这样一个课题：在低信噪比条件下能否充分降低位（bit）误码率？解决了这个问题的就是信号处理技术PRML。PRML综合运用了部分响应（PR）方式（对于受到码间干扰的信号，兼顾记录介质的特性，还原出原始波形）和维特比译码方式（即使波形含有噪音也能读取可能是最为准确的数据串的最大相似性[Maximum Likelihood]还原法之一）。运用PRML技术与不使用此技术相比，面记录密度提高到了约1.4倍。同一时期急剧扩大的个人电脑市场上世纪70年代下半期问世的个人电脑曾是价格非常昂贵的设备，也就只有在办公室里或许才会出现一台。当时个人电脑的供货量每年仅约60万台，数量极少。1985年个人电脑市场开始出现巨变。原因是企业开始引进个人电脑，作为利用字处理和表格处理软件进行事务处理的设备。当时每年的供货量已经增至120万台。第二次变化发生在90年代上半期。当时每年的出货量一举突破了200万台。企业开始给每人配备一台个人电脑，部分高级消费者也开始作为个人信息终端来使用个人电脑。企业和家庭2种用途推动了个人电脑市场的发展。硬盘开始成为个人电脑标准配置也恰逢此时。90年代以后，硬盘面记录密度的急剧提高和个人电脑市场的迅速扩大是同步进行的。可在电脑上使用的应用软件越来越多，不仅是文本数据，还可在个人电脑中保存音乐文件，所处理的数据理也急剧增加。为了保存这些数据，硬盘容量始终处于“希望再高一些”的状态。MR磁头和PRML技术的导入不仅提高了面记录密度，同时还对降低硬盘成本起到了一定的作用。由此推动了个人电脑后来的爆炸性普及。对此起决定作用的就是微软1995年推出的个人电脑操作系统Windows 95。第二年，硬盘供货量就首次超过了1亿台。当时，硬盘供货量的90%全部供个人电脑使用。 GMR磁头与出乎意料的价格下跌随着MR（磁阻）磁头的亮相和个人电脑市场的急剧扩大，硬盘产品一举确立了作为记录介质的市场地位。但是，硬盘的发展却远未结束。第二次浪潮则源自GMR（Giant Magnetoresisive，巨磁阻）磁头。自该磁头于1998年亮相以后，硬盘就遭到了前所未有的降价冲击。笔者此次就向大家分析一下硬盘价格为何会因GMR磁头的导入而急剧下跌，及至后来被应用于AV设备。
GMR磁头和MR磁头的结构基本相同GMR磁头的工作原理与MR磁头基本相同。就是利用电阻随外部磁场的变化而变化的“磁阻效应”，检测磁信号。二者的不同之处在于GMR磁头使用了电阻变化效果数倍于MR膜的GMR膜（自旋膜）。也就是说，即使磁场变化不大，GMR膜的电阻也会产生较大变化，因此磁头的灵敏度得以提高。MR膜以单层结构利用具有磁阻效应的磁体进行成膜，而GMR膜则采用了综合采用多种材料的多层结构。GMR磁头尽管是新技术，但磁头价格与MR磁头相差并不大。原因是能够利用与MR磁头基本相同的工艺技术进行生产。至于二者制造工艺之间的区别，顶多也就是有人会说“在于膜的层数不同”。因此，就直接运用了MR磁头生产及在其使用中积累起来的知识和经验。比如，thermal asperity问题的解决方法。硬盘价格跌势不止正像刚才所提到的那样，GMR磁头的亮相，使面记录密度实现了令人吃惊的增长速度。这种快速增长的势头产生了意料之外的变化。也就是说加快了硬盘降价的趋势。
硬盘OEM价格暴跌（1999年）以使用MR磁头、存储容量为4GB的3.5英寸硬盘（单碟、双磁头）为例，1998年业界普遍认为不可能实现低于100美元的产品。就算是到了1999春，仍然认为价格不可能低于80美元。但实际的降价势头却远远超乎预想。那么，为何能这么便宜呢？原因是硬盘厂商将面记录密度的提高借用到了增加硬盘容量以外的地方。假设面记录密度达到了2倍，业界往往就会通过将盘片和磁头数量减半来降低硬盘生产成本。比如面向台式电脑的普及型3.5英寸硬盘，使用GMR磁头的单碟单磁头硬盘已经陆续亮相。原因是“从OEM价格来说单磁头品种可比双磁头品种低10%左右”（某硬盘厂商）。出现这种趋势是有原因的。从个人电脑这种用途来说，当时业界认为硬盘的记录容量已经足够了。能够更快地以几乎与过去相同的成本进行生产的GMR磁头就在这种形势下亮相了。“记录容量一样也没关系，只是希望价格能再低一些”，听到电脑厂商的这种说法也就不足为奇了。“要是继续容忍价格照这种趋势急剧下跌的话，就只能等着别人来压价了，而从业务上来说却会因此而失去盈利性”，在硬盘厂商意识到这一点以后，他们便开始向机顶盒（STB）、硬盘内置型DVD录像机、带录像功能的个人电脑等AV设备领域寻求发展了。索尼与松下电器产业等设备厂商和硬盘厂商相继决定着手进行民用产品硬盘技术的联合开发就是在这个时候开始的。要想在保存电视节目的映像设备上配备硬盘，与过去的个人电脑相比就需要大幅提高记录容量。另外，与光盘等记录介质相比，硬盘还具有“数据传输速度快”和“随机访问性能高”等特点。假如能用于AV设备，就能从长时间记录的大量内容中快速检索出所需内容来使用。业界争论不休的水平记录方式极限问题随着GMR磁头的亮相，硬盘的面记录密度便开始以年增长100%的势头迅猛提高。硬盘业界尽管受到了降价的冲击，但同时也在不断地开拓新市场。到了2000年，一场争论开始给硬盘的发展蒙上了一层阴影。这就是所谓的“热搅动（Thermal agitation）”问题，具体来说就是指硬盘记录的数据受热后会消失。为提高面记录密度而缩小磁体结晶粒子的尺寸后，磁矫顽力就会减小。因此即使常温下的热能也有可能使之发生磁化反转。据称当面记录密度达到40Gbit/平方英寸或100Gbit/平方英寸时便会受到热搅动的影响。2000年投入量产的硬盘面记录密度已经超过15Gbit/平方英寸。由于面记录密度当时正以100%的年增长率不断提高，因此热搅动导致的记录极限已经迫在眉睫。然而到了2000年～2001年前后，此前曾保持在100%的面记录密度年增长率却忽然降到了30%。仿佛是要对硬盘业界实施进一步打击似的，2002年6月，IBM决定从硬盘业务中撤出。此举给硬盘业界造带来了很大的冲击。因为IBM过去曾开发出薄膜磁头、MR磁头和GMR磁头等推动硬盘发展的要害技术。也就是说，在面记录密度的提高本来即将面临停滞的情况下，忽然失去了促进技术开发的推动力。在这种状况下，各硬盘厂商开始真正致力于垂直磁记录方式的实用化开发。作为垂直磁记录方式，虽说自1977年开发完成之时业界就曾认为“从技术上来讲要优于水平记录方式”，但由于必须对磁头、记录介质以及信号处理电路进行全面改进，因此始终没能达到实用水平。在水平记录方式逐渐接近极限的情况下，20多年前的技术终于受到了业界的广泛关注。就在面记录密度无法像过去那样大幅提高的形势下，硬盘业界终于看到了一丝曙光。这就是1.8英寸和1英寸等小型硬盘市场已经形成。 
小型硬盘与NAND型闪存每MB的单价走势。根据《日经电子》过去的报道和《日经产业新闻》的调查整理而成。在此之前，硬盘一直都在朝大容量化方向发展。但通过小型化提高产品附加值，便携音乐播放机这一全新市场便被开拓出来通过对相同容量的小型硬盘与闪存进行比较，我们发现在外形尺寸、耗电量、耐冲击性和工作温度范围等主要规格方面，闪存几乎全线胜出。而小型硬盘的优势则在于“位单价”和数据传输速度等方面。但是，正如上面所讲的那样，位单价被闪存赶上只是时间问题。至于数据传输速度，1.8英寸硬盘和闪存基本上已经处于同等水平。从这些情况来看，小型硬盘将来肯定会不断受到闪存的冲击。配备闪存的iPod mini可能在2005年底亮相其实，从事小型硬盘开发的硬盘厂商和焦虑也显而易见。这些厂商很清楚，在位单价被闪存赶上之前的最近几年，将是小型硬盘成败的要害。早的话，2005年底商战期间即可打响前哨战。比如，昭和电工最近已经开始量产供给0.85英寸硬盘所用的盘片。也就是说，硬盘厂商已经建立量产体制。业界普遍认为配备0.85英寸硬盘的产品在今年的年底商战中将会亮相。对于这场前哨战，作为另一方的闪存也毫不退让。据部分媒体报道，苹果电脑年底将推出采用闪存的“iPod mini”。该公司已经推出了采用闪存的音乐播放机“iPod Shuffle”。业界认为，既然是作为iPod mini而不是iPod Shuffle推出来，那么肯定会大幅提高记录容量。采用小型硬盘的首款iPod mini产品的数据容量为4GB。因此新的iPod mini可能会利用闪存实现与此相同的数据容量。围绕着音乐播放机市场，小型硬盘的份额将会逐步被闪存抢走。其他领域也传来了前哨战的战鼓。这就是闪存已经开始抢夺小型硬盘的市场。2005年8月26日发行的《日经产业新闻》报道，在开发硬盘用主轴马达的日本电产2005财年第1季度结算（2005年4～6月）中，1.8英寸以下的主轴马达出货量低于当初的猜测。日本电产提到的主要原因之一就是“与闪存的竞争”。硬盘回归大容量原点小型硬盘被闪存取代只是时间的问题，这一点已经非常明确。作为大容量化之后的又一个高附加值增长点，曾在小型化上找到了出路的硬盘，又将面临一个艰难的抉择。那么下一步，将会向何处发展呢？笔者认为，或许只能重新回到当初曾在大容量化上寻找高附加值这个原点。也就是说，业界的焦点将再次集中到3.5英寸和2.5英寸的硬盘上。如今，网络的成本越来越便宜，所有物品都已开始联网。不仅是文本数据，声音和映像等所有数据都会通过网络进行传播。这种潮流绝不停止，而且还会加速发展。作为用来保存企业产生的大量数据的记录介质，硬盘将会继续发挥积极的作用。今后硬盘领域更加热闹至此，笔者介绍了硬盘技术的历史变迁。内容的主线就是面记录密度的提高。其实，还有耗电量、数据传输速度、写入速度、盘片转速等其他诸多特性。如今正值硬盘的应用领域开始不断扩大，因此其他特性今后很有可能受到业界的热切关注。 QQread.com 推出游戏功略 http://www.qqread.com/netgame/game/index.html 魔兽世界 跑跑卡丁车 街头篮球 水浒Q传 龙与地下城OL 征服 轩辕剑5 FIFA07 热血江湖 大唐风云 梦幻西游 武林外传 新闻热点
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