作为存储设备中的重要一员,硬盘起着极其重要的作用。我们大多数的数据都是通过硬盘来存储,这种大规模采用硬盘来记录数据的现象甚至被人们戏称为“基于磁介质的文明”。但是,自从IBM于1956年9月向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350之后,整整半个世纪以来,硬盘的温彻斯特(Winchester)结构一直没有改变。现在,当我们对容量、速度以及稳定性提出更高要求之时,硬盘技术终于迎来千载难逢的发展良机。
一、了解温彻斯特硬盘:经典结构依然延续
尽管在外部结构方面,各种硬盘之间有着一定的区别,但是其内部结构还是完全相同的,毕竟硬盘的本质工作方式不会改变。虽说我们一直认为温彻斯特结构阻碍了硬盘技术发展,但是硬盘要提高综合表现并非彻底推翻温彻斯特结构,而是在这一基础上进行改进。在了解硬盘技术发展趋势之前,我们不妨先来看看温彻斯特结构的硬盘到底是如何的。
经典的温彻斯特结构硬盘
打开硬盘外壳之后,我们也就能够看到神秘的内部世界,其核心部分包括盘体、主轴电机、读写磁头、电机马达等主要部件。不过需要提醒大家的是,千万不要随意打开硬盘的外壳,这将100%地使整个硬盘报废,因为硬盘的内部盘面不能沾染上一滴汇成,否则立即报废。一般硬盘内部结构维修甚至需要在要求极为严格的超净间中进行。
1.盘体
盘体从物理的角度分为磁面(Side)、磁道(Track)、柱面(Cylinder)与扇区(Sector)等4个结构。磁面也就是组成盘体各盘片的上下两个盘面,第一个盘片的第一面为0磁面,下一个为1磁面;第二个盘片的第一面为2磁面,以此类推……。磁道也就是在格式化磁盘时盘片上被划分出来的许多同心圆。最外层的磁道为0道,并向着磁面中心增长。事实上,硬盘的盘体结构与大家熟悉的软盘非常类似。只不过其盘片是由多个重叠在一起并由垫圈隔开的盘片组成,而且盘片采用金属圆片(IBM曾经采用玻璃作为材料),表面极为平整光滑,并涂有磁性物质。
盘体
2.读写磁头组件
读写磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。在具体工作时,磁头通过传动手臂和传动轴以固定半径扫描盘片,以此来读写数据。磁头是集成工艺制成的多个磁头的组合,采用非接触式结构。硬盘加电后,读写磁头在高速旋转的磁盘表面飞行,飞高间隙只有0.1~0.3μm,可以获得极高的数据传输率。新型MR(Magnetoresistive heads) 磁阻磁头采用读写分离的磁头结构,写操作时使用传统的磁感应磁头,读操作则采用MR磁头。
读写磁头组件
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