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方寸之间见真功—笔记本硬盘技术白皮书

  阿亮

  笔记本硬盘,这一看似传统的存储设备实则充满了变革。应用于追求移动性的笔记本电脑,苛刻要求决定了它必将集该领域的领先技术于一身。目前该领域主流技术发展到何种程度?未来又将沿着怎样的轨迹前行?让我们一同翻开笔记本硬盘的技术路线图。

  追本溯源

  时间回放到1985年,东芝推出了一款整合了主机和显示器的产品T1100,它被认为是世界上第一台笔记本电脑。虽然那一年距台式机硬盘出现已有30多年,但这台笔记本电脑并没有配置硬盘,仅内置了256KB内存。当时运行DOS已是非常“奢侈”的选择,还没有人奢望使用笔记本硬盘。

  成型:史前大战

  进入90年代后,IBM推出的286笔记本电脑第一次采用了硬盘,容量只有42MB,转速只有2400rpm(注:rpm为硬盘内电机主轴每分钟的旋转次数,转速越高内部传输速率越大),传输总线也是特别定制的。我们从现有资料中已很难考证其性能表现,这款笔记本硬盘的产量非常小,并不能算是真正意义上的民用产品。有观点认为,1992年AST推出的386笔记本中所配备的270MB硬盘是第一款笔记本电脑硬盘。它采用PIO-0传输模式,转速提高到了3900rpm,和现在仍在使用的4200rpm产品差距不大。PIO-0传输模式可以提供3.3MB/s带宽,这对于270MB的硬盘来说已是相当富裕。

  386笔记本电脑的技术之战远比现在激烈得多。当年,IBM、东芝等厂商推出的产品通过配备EIDE适配卡,将PIO传输模式提高到16MB/s。更重要的是,此时硬盘容量突破了固有的504MB限制,主流笔记本硬盘容量为270MB~800MB,3900rpm转速以及256KB缓存成为绝对标配,这被业界公认为第一代笔记本电脑硬盘的正式成型。在1997年到2000年这段时间内,笔记本硬盘进入了容量飞跃的高速发展期,10GB容量为这一时代画上了圆满的句号。

  表观:轻薄之变:

  在硬盘规格中,厚度和体积是直接影响笔记本电脑能否更轻薄的重要因素。笔记本硬盘尺寸规格主要是2.5英寸和1.8英寸,四种规格分别为17.5mm(2.5英寸)、12.5mm(2.5英寸)、9.5mm(2.5英寸)和5mm左右的1.8英寸硬盘。第一代笔记本硬盘的17.5mm(2.5英寸)笔记本硬盘不仅体积大,而且发热量和噪音控制也不理想;几乎同时出现的12.5mm产品尽管降低了厚度,并提高了转速,但也与17.5mm产品一样,在2002年基本被淘汰,各大硬盘厂商彻底主攻9.5mm的2.5英寸硬盘和1.8英寸笔记本硬盘。

  笔记本硬盘的体积缩小需要厂商付出极大努力,这对磁头技术以及盘片存储密度提出了苛刻要求。在东芝在2002年初推出1.8英寸笔记本硬盘并普及之后,超薄笔记本电脑的发展之路才被铺平。2005年,日立推出了1英寸微硬盘Microdrive,更是让超轻薄笔记本电脑如鱼得水。

  如同台式机硬盘一样,笔记本硬盘的接口发展也非常平稳。最初的笔记本硬盘就采用ATA局部总线,只不过接口形式和现在的44pin IDE有些区别,当时的笔记本电脑并不讲究统一设计,笔记本厂商多是根据自己的接口定义来设计。到了386时代之后,44pin IDE接口逐渐被接受,并沿用数年。

  直到东芝在2002年推出1.8英寸的笔记本硬盘,其接口才有了首次改变,但也仅仅停留在外表之上。东芝的1.8英寸笔记本硬盘采用母头接口,实际总线依然是ATA,和以前的44pin IDE没有本质区别;随后日立推出的1.8英寸笔记本硬盘还是改用传统44pin IDE接口,并因更好的通用性很受笔记本厂商欢迎。

  虽说在接口形式上鲜有改变,但笔记本接口的带宽还是逐年提高。从PIO-0到ATA100。接口带宽的增长显而易见,足足提高了30倍。进入2004年之后,串行传输潮流终于带领笔记本硬盘全面投入SATA接口的怀抱,此时和台式机硬盘的接口彻底统一。

  技术:破茧成蝶

  磁头技术在笔记本硬盘更新换代中有着至关重要的地位。磁头技术越先进,硬盘的单碟容量就可以做得越高。1994年,IBM将MR磁阻磁头技术应用于2.5英寸的笔记本硬盘中,这项技术很快得到了普及,这令笔记本硬盘容量轻松突破1GB,随后便是一路高歌猛进。如今,笔记本硬盘使用的已是GMR巨磁阻磁头,能实现更高的存储密度,最大实现了250GB容量。

  电机及基本结构改进也是值得关注的重点。硬盘无法实现高转速就意味着读写速度大受影响,从前的低转速主要是受到电机技术的限制。1996年推出的FDB流体动态轴承电机就是在笔记本硬盘发展史中抹下浓重一笔的一项技术,现在发展到了第三代FDBⅢ,它是轴承电机使用黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠,对于降低噪音和功耗,提高抗震能力都有很大贡献。这项技术直接影响的就是硬盘主轴的转速提高,进而决定了更短的硬盘寻道时间。笔记本硬盘转速由最初的2400rpm发展到如今的7200rpm,性能跃升显而易见。

  不可忽视的是,当笔记本硬盘转速提高之后,其磁头安装位置也开始悄然改变。在800MB容量为主流的时代,笔记本硬盘的损坏率较高,最根本的原因便是没有起落架供磁头停靠。在传统台式机硬盘中,磁头不工作时有专供停靠区,可笔记本硬盘因空间狭小简化了这一设计,造成高转速刚刚启动时容易出现偏差而划伤盘片。

  1997年,这一问题被几大硬盘厂商同时发现,并从技术上进行解决,硬盘不工作时,磁头远离盘片,不会出现由于震动而划伤盘片的现象。现在,笔记本硬盘的磁头起落架已经设计得非常精巧,这也是目前其稳定性明显优于旧有产品的主要原因之一。

  全面进阶

  SSD固态硬盘在2007年发展突然加速

  笔记本硬盘的技术发展史绝不仅仅是容量上的变迁,而是集合了体积、速度、容量、耗电量、稳定性、安全性等多方面全面演进的生动过程。如今,笔记本电脑硬盘的技术发展速度已经领先于台式机硬盘,驶入了发展的高速路。

  颠覆硬盘传统结构: 固态笔记本硬盘

  传统硬盘存在盘片、电机和磁头等组件,这种被称为“Winchester”结构的设备免不了大量机械部分,无论是耗电量还是稳定性都难以令人完全满意。为此,闪存早就酝酿成为传统硬盘的替代品,在NAND型闪存成熟之后,闪存向传统硬盘发起了冲击。

  从不可能到实现:闪存技术的飞跃

  存储设备的重要技术指标就是速度、容量、成本、稳定性等。目前已有多个种类的产品做出了各种努力,但始终只能偏重于单一方面,很难面面俱到。随着闪存产品在容量上达到GB数量级且价格大幅度下调,越来越多的用户惊呼这将是取代硬盘的最佳方式:没有噪音、携带方便、功耗极小,似乎这就是完美的存储方案。在下结论之前,我们不妨理性地在各种存储技术之间作做一个对比(参见表1)。

  从表中对比可以看到,在这些存储设备中,内存以及EPROM显然不可能取代硬盘的地位,它们在容量上的难题很难解决,这不符合用户的应用本源。相对而言,拥有非易失性的MRAM有着不错的潜力,但当前的技术还不足以支撑足够容量的产品,因此MRAM威胁到硬盘的地位还需要时日。

  闪存在与硬盘之间的较量结果又如何呢?可以看到,容量依旧是闪存弱项。如今主流硬盘容量在160GB左右,这对于闪存而言显然并不怎么现实。更深入一步来看,闪存技术还存在写入速度过慢以及成本偏高的弊病。当然,闪存技术存在的这些缺陷并不意味着它将无法威胁到硬盘的地位,因为闪存技术本身也在不断进步之中。现在闪存类型已经分化为NOR和NAND两种,其中后者才是真正被用于取代现有硬盘的闪存技术。

  NOR闪存技术虽然容量不大,但稳定性非常出色,被广泛应用于智能手机与PDA中,也就是俗称的FlashROM。而NAND闪存技术主要应用在各种数码存储卡与U盘中,也可以用在智能手机和PDA,接触过的用户就更多了。NOR与NAND之间并不冲突,两者定位有着本质区别(参见表2)。

  简而言之,NOR型闪存容量小而速度快,NAND型闪存容量大但稳定性较差。NAND型闪存采用单晶体管结构,这与NOR型闪存是一致的。但是,NAND型闪存不是对每个单晶体管进行直接操作,而是对存储单元操作。此外,NAND型闪存的晶体管采用串联形式,再结合EDC/ECC纠错,因此速度表现非常理想,也很容易将容量做大。相反,NOR型闪存强调稳定性而直接对单晶体管操作,并且不存在纠错过程。从这一层面来看,只有NAND型闪存才有可能取代硬盘的地位。

  划时代的变革:固态硬盘浮出水面

  固态硬盘(solid-state disk,SSD)无疑是近期的热点之一,三星则是这股潮流的推动者。三星公布的技术资料显示,与现行硬盘相比,SSD产品功耗减少5%,延长电池寿命逾10%。此外,在重量方面,SSD固态硬盘仅有目前硬盘产品的一半。三星认为,SSD固态硬盘是相当可靠性的储存装置,可以适应极端温度或湿度下,适合工业用或军事用途。

  固态硬盘优势明显,但价格是它被普遍采用的最大障碍,储存容量为 32GB 固态硬盘的成本大约为960美元,这一价格高于其他任何储存设备。对价格不敏感的一些军事和工业用户有望成为从固态硬盘的优势中受益的先行者。

  预期闪存芯片的价格将逐步下降,这对固态硬盘是一个利好消息。去年5月,当三星电子首次发布固态硬盘原型时,每GB闪存芯片的成本为55美元,而目前每 GB闪存芯片的成本大约为25美元,随着时间推移,固态硬盘的价格将被大众接受,该产品大规模投放市场只是时间问题。

  现阶段,在SSD技术上一直是三星独领风骚,前不久三星曾发布了采用60nm技术制作出最高速度及最高容量的“OneNAND”记忆体晶片,让SSD在存储速度上又有了新突破。

  就硬盘行业而言,我们并不希望看到只有只有一家公司独享尖端技术,这样不利于新技术普及。在存储领域,不单只有三星对这种新型存储技术感兴趣,最近TDK也推出了旗下的SSD硬盘,正式与三星展开技术、价格上的竞争。TDK推出容量为32GB 的SSD硬盘工程样本,采用标准IDE传输端口,体积为普通2.5英寸笔记本硬盘的80%。与三星同类产品一样,这款SSD也拥有高速读写、防震、加速开机、延长电池使用时间以及更轻薄的优势。

  进入2007年后,笔记本SSD固态硬盘的发展突然加速起来。继Sandisk宣布加入SSD阵营以及铼德发布低价格的笔记本固态硬盘之后,固态硬盘又迎来了一个首次:世界首款笔记本用SATA接口的SSD硬盘新品发布。来自PQI的这款2.5英寸64GB固态硬盘采用了SATA接口,SATA接口能让硬盘保持更低功耗的同时,还能使笔记本系统获得更快的数据传输速度。PQI刚刚推出64GB容量固态磁不到一星期,同样来自台湾的A-Data就将这一数字再次翻番,达到了128GB,不过还只是处于原型阶段,尚未正式发布。

  Vista带来的契机:混合式笔记本硬盘

  既然固态硬盘暂时还难以取代传统硬盘,那么有没有折中方案呢?其实,微软在推广Vista操作系统时已经给出了明确答案——混合式硬盘。早期的混合式硬盘原型配备了128MB闪存,微软建议缓存容量“越大越好”,因此现在混合式笔记本硬盘都至少配备了1GB闪存。

  闪存构成的这块存储空间被映射成硬盘日常使用最频繁的扇区。而且,这个映射关系可根据实际情况实时调整。如果这块空间足够大,关机前的内存映像可被写进缓存区里,到时直接休眠关机即可,无须花时间将数据写进硬盘。系统上电时,由于上次的休眠数据被保存在缓存区,系统自检无误后即可将缓存区数据读进内存,操作系统可在1秒钟内启动完毕。

  据微软预计,使用混合式硬盘最高可节省80%的耗电。原因在于混合式硬盘能让传统机械式硬盘在使用时进入睡眠状态,数据读写和存取在非易失性的闪存中进行。混合式硬盘可特别发挥优势的平台就是Windows Vista。Vista“ReadyDrive”功能即针对混合式硬盘技术设计,而且这不会让硬盘的成本提高太多,是短期内有望普及的技术。

  但混合式硬盘技术也并非是十全十美。和SSD固态硬盘一样,混合式硬盘也使用NAND型闪存,一旦固定的区域被反复读写,寿命就成为令人担心的问题。因此,已有厂商准备在混合式硬盘中内置更大容量的闪存,并且内建一种检测机制,以便及时弃用存在隐患的闪存区。总的说来,混合式硬盘的稳定性还是高于SSD固态硬盘,而且成本也要平易得多,依然可以实现大容量存储。

  矛盾引发变革: 垂直磁化技术详解

  对于笔记本硬盘来说,本身较小的盘体尺寸以及不便多碟封装的结构特点使之急于寻求容量上的快速突破。

  存储密度提高遭遇难题

  笔记本硬盘内封装的盘片数不可能很多,单碟容量的突破就显得很有必要。单碟容量的提高意味着厂商研发技术的提高,这不仅使硬盘容量得以提升,而且还会带来硬盘性能的相应提升。在硬盘发展初期,提升磁盘的存储密度十分容易,此时就是更大的单碟容量。然而,在当前阶段,厂商却在提高存储密度上遭遇了难题。

  盘片是在铝制合金或者玻璃基层的超平滑表面上依次涂敷薄磁涂层、保护涂层和表面润滑剂等形成的。笔记本硬盘盘片以4200rpm~7200rpm的转速转动,磁头做往复的直线运动,可以在盘片上的任何位置读取或写入信息。微观地看,盘片上的薄磁涂层是由数量众多的、体积极为细小的磁颗粒组成。多个磁颗粒(约100个左右)组成一个记录单元来记录1bit信息——0或1。

  这些微小的磁颗粒极性可以被磁头快速改变,且一旦改变之后可以较为稳定地保持,磁记录单元间的磁通量或者磁阻变化分别代表二进制中的0或者1。磁颗粒的单轴异向性和体积影响磁颗粒的热稳定性,而热稳定性的高低则决定了磁颗粒状态的稳定性,也就是决定了储存数据的正确性和稳定性。但是,磁颗粒的单轴异向性和体积受限于磁头能提供的写入场以及介质信噪比的限制,当磁颗粒的体积太小时,能影响其磁滞的因素就不仅仅是外部磁场了,些许热量就会影响磁颗粒的磁滞(譬如室温下的热能),从而导致磁记录设备上的数据丢失,这种现象就是“超顺磁效应”。

  垂直磁化存储技术出招

  为了尽可能地降低“超顺磁效应”,业界通过提高磁颗粒异向性、增加热稳定性来解决。磁颗粒异向性的提高固然使得磁记录介质更加稳定,但必须同时提高写入磁头的写入能力。另外,磁颗粒体积的缩小,也需要进一步提高读取磁头的灵敏度,于是MR磁阻磁头和GMR巨磁阻磁头相继应运而生。GMR磁头技术的水平记录区域密度已经达到了每平方英寸133Gb以上,然而这样的密度还远远不够,为了实现更大的存储密度,必须再缩小磁颗粒,此时“超顺磁效应”就成为最头疼的问题。

  垂直磁化记录从微观上看,磁记录单元的排列方式有了变化,从原来的“首尾相接”的水平排列,变为了“肩并肩”的垂直排列。磁头的构造也有了改进,并且增加了软磁底层。这一改变直接解决了“超顺磁效应”,并且可以将硬盘的单碟容量提高到400GB左右,这为今后的容量突破提供了充足空间。

  垂直记录的另一个好处是相邻的磁单元磁路方向平行,磁极的两端都挨在一起,而纵向记录相邻的磁单元只在磁极一端相接,因此这项技术对于稳定性的改进也是颇有成效的。

  此外,垂直磁化技术的出现对于硬盘速度贡献巨大,我们可以期待更高的内部传输率。更为重要的是垂直磁化与高转速技术相结合。在磁盘存储密度大幅度提高之后,高转速变得更有实际意义。此前笔记本硬盘尽管实现了7200rpm,但实际持续内部传输率却并不高。而当垂直磁化技术普及应用之后,我们有望看到笔记本硬盘顺利迈向7200rpm级别,并展现出更出色的性能。

  牢牢锁住数据: 硬盘安全防护技术

  笔记本硬盘往往储存着用户的重要数据,除了广泛采用的指纹识别、智能卡等安全技术之外,笔记本硬盘从数据存储安全性以及防止泄密这两个角度也在不断发展。

  整机厂商:硬盘主动式保护

  以往保护硬盘的方法基本采用的都是被动式方法,如安全气垫、硬盘保护架等,这类安全措施均是以不变应万变的方式来保护硬盘安全。而随着笔记本电脑普及,面对的外部环境也越来越复杂,单单被动式的保护措施已不能满足当前商务应用的需要,此时笔记本电脑的整机厂商就研发了不少主动保护方法。

  主动式硬盘保护系统(简称APS)的原理在于它能够检测笔记本在运动中的加速度。当笔记本电脑处在静止时,它的加速度是零;而在空中自由落体时,它的加速度就瞬间变化,突然撞击或运动中颠簸的加速度则是一个大于零,上限不定的数值。APS通过读取加速度的大小、频度和时间来决定是否在运动中停止读写数据,并把磁头收回到停靠区。

  APS并不会因为误判断而影响正常使用,因为当它检测到重复性振动(比如在路面不平坦的公路上)时,会自动调整灵敏度,确保笔记本电脑稳定工作,而不会使系统挂起。需要说明的是,这是基于软硬件的防护方案,且需要在开机状态下才能发挥作用。因此,物理上的防护同样是不可或缺的。

  硬盘厂商:盘片硬件加密

  这项技术是硬盘厂商实现数据保护的方案,希捷、日立等厂商已经在2007年及之后出货的新型硬盘上提供这种功能。

  如希捷推出的全盘片加密技术,已经应用在Momentus 5400 FDE这款2.5英寸的笔记本硬盘上。全盘片加密技术的原理非常简单,就是在硬盘上采用集成的硬件加密芯片,自动对写入硬盘的所有用户数据进行加密,并在读取时解密。加密和解密的速度与接口的传输速度完全相同,不会导致硬盘性能下降。支持该功能的固件还允许开启和关闭加密功能,改变主密码和用户密码,或将密钥存储到另一个位置。加密芯片独立于操作系统,对操作系统透明,而且利用支持管理功能,可以恢复丢失的密码。

  全盘片加密技术是硬件加密技术,它的安全性比普通的BIOS密码和系统密码高得多,在使用的时候也方便得多,不用频繁地输入密码。采用这种技术的硬盘即使遗失,由于明文密钥不在硬盘上,也不必担心里面的数据被人利用。虽然采用全盘片加密技术的硬盘售价比普通硬盘高,但它出色的保密性能将会受到军方和商务用户的青睐。

意法半导体推出的NAND型闪存芯片

  小常识

  单碟容量对于提高速度的帮助

  单碟容量的提高就是盘片磁道密度(每英寸的磁道数)的提高,磁道密度的提高不但意味着提高了盘片的磁道数量,而且在磁道上的扇区数量也得到了提高,所以盘片转动一周,就会有更多的扇区经过磁头而被读出来,这也是相同转速的硬盘单碟容量越大内部数据传输率就越快的一个重要原因,对于低转速小尺寸的笔记本硬盘而言非常重要。此外单碟容量的提高使线性密度(每英寸磁道上的位数)也同步提高,有利于硬盘寻道时间的缩短。

 

日立硬盘硬件加密机制图解

超顺磁效应(热稳定性)图解

垂直磁化存储技术图解

希捷推出的混合硬盘Momentus

SanDisk发布的1.8英寸固态硬盘

  走向何方

  笔记本硬盘的技术发展主要围绕速度、容量和稳定性这三点进行。而三者的短板最明显的就是速度,笔记本硬盘的速度似乎一直差强人意。运行多个程序时,硬盘灯频频亮起,即便使用最高配置的双核处理器和2GB双通道内存,在运行PhotoShop等大型软件时,硬盘灯还是不能休眠。因此,硬盘速度直接影响着整个笔记本电脑系统的效率。

  SSD近期难取代传统硬盘

  固态硬盘不存在一般硬盘上的活动部件,因此,使用时不必担心冲击或震动这些对于普通硬盘来说常见的危险。随着时间推移,固态硬盘的成本最终将会低于目前我们使用的传统硬盘。当然,这款产品还不是十分成熟,最大的问题在于这款基于NAND闪存技术的产品目前的最大容量只有32GB,按照三星等半导体厂商发布的技术路线图,容量上将逐渐逼近传统硬盘,它的发展成熟只是时间问题。

  但现在就断言NAND会取代传统笔记本硬盘还为时过早。NAND技术在可擦写寿命以及保存时间方面有着先天性缺陷,而且其写入速度展示也难以令人满意。NAND型闪存的单晶体管与普通晶体管非常类似,但是它加入了浮栅和控制栅。浮栅的主要作用是存储电子,位于晶体管导电沟道的上方,而且还包裹着一层硅氧化膜绝缘体。然而,也正是因为这样的工作原理,NAND会随着使用次数的增加而产生坏块,而且数据可以保存10年以内,甚至可擦写次数也仅仅是十万次左右。

  尽管硬盘的实际工作寿命一般只有5~8年,但只要不去破坏它,数据保存100年都不成问题。而在可擦写次数上,硬盘几乎是无限的,仅仅凭借这两项优势,NAND就难以撼动硬盘的霸主地位。

  现在,SDD固态硬盘之所以没有大规模应用到笔记本电脑,除了成本因素以外,稳定性也是不可忽视的原因。此外,尽管基于NAND的SDD固态硬盘有着不错的读取速度,可是其写入速度以及随机读取速度还很不理想,这些都是困扰SDD固态硬盘普及的绊脚石。保守估计,5年以内,传统硬盘还是笔记本电脑首选的存储设备,NAND型闪存发展还要再闯关。

  MRAM带来的速度快感

  如果说混合式硬盘是笔记本硬盘在两年内的发展目标,固态硬盘是五年内的发展趋势,那么MRAM(Magnetic Random Access Memory)则可以认为是未来十年的技术走向。

  MRAM是一种非易失性的磁性随机存储器,所谓“非易失性”是指关掉电源后,仍可以保持记忆完整,功能与目前极为流行的闪存芯片类似;而“随机存取”是指CPU读取资料时,不一定要从头开始,随时可用相同的速率,从内存的任何部位读写信息。MRAM运作的基本原理与硬盘驱动器类似,就如同在硬盘上存储数据一样,数据以磁性的方向为依据,存储为0或1。它存储的数据具有永久性,直到被外界的磁场影响之后,才会改变这个磁性数据。因为运用磁性存储数据,所以MRAM在容量成本方面大幅度降低。

  但MRAM的磁介质与硬盘有着很大不同。它的磁密度要大得多,也相当薄,因此产生的自感和阻尼要少得多,这也是MRAM速度明显快于硬盘的重要原因。当进行读写操作时,MRAM中的磁极方向控制单元会使用相反的磁力方向,以使数据流水线能同时进行读写操作而不延误时间。

  目前,MRAM几乎是速度与稳定性的完美结合,但是其容量却很难做大,因此短时间内也无法取代硬盘的地位。为了更好地争夺MRAM市场的先机,IBM与Infineon Technologies公司正联手发展,这种合作并不仅仅是技术与生产的组合,而是研发上的互相支持。尽管容量明显不足的MRAM在传统笔记本硬盘面前还是后来者,但其未来发展无疑值得关注。

  RAMDISK联姻固态硬盘

  RAMDISK技术也是我们值得关注的,其核心思想就是以内存来取代硬盘。技嘉在去年就推出了RAMDISK,这种产品以板卡形式存在,通过SATA总线工作。RAMDISK提供了多个内存插槽,用户可以直接以扩展内存的形式来扩容。

  从应用层面来看,RAMDISK的速度优势无可比拟,读写速度足足是硬盘的好几倍,并且随机存储速度非常快;只是RAMDISK是易失性的存储介质,即断电后就会丢失所有数据,尽管通过电池可以来暂时保留数据,但这项产品还是不适合长期存储,只适合应用在对速度要求极高的场合。

  虽说RAMDISK不可能成为笔记本电脑的唯一存储设备,但如果和固态硬盘结合,RAMDISK的可擦写寿命就可以弥补固态硬盘的最大不足,这种组合存储的方式顺应着未来的发展潮流。

摩托罗拉推出的MRAM存储芯片

  小辞典

  MR与GMR是什么

  80年代末,IBM研发了MR磁阻磁头技术,磁阻磁头是基于磁致电阻效应工作的,核心是一片金属材料,其电阻随磁场变化而变化。磁阻元件连着一个十分敏感的放大器,可以测出微小的电阻变化。之后IBM又开发了 GMR巨磁阻磁头技术,它是在MR技术的基础上研发成功的新一代磁头技术,现在生产的硬盘全都应用了GMR磁头技术。GMR巨磁阻磁头与MR磁头一样,是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据,但GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构,比MR磁头更敏感,相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化,实现更高的存储密度,MR磁头能够达到的盘片密度为每平方英寸3Gb-5Gb,而GMR磁头每平方英寸可以达到10Gb-40Gb以上。GMR比MR具有更高的信号变化灵敏度,从而使硬盘的单碟容量可以做得更高,最新的磁头技术为第四代GMR磁头技术。

  笔记本电脑硬盘大事记

  1992年 IBM推出第一款PIO-0传输模式的笔记本硬盘,容量为270MB;

  1994年 IBM首次在其笔记本硬盘上采用MR磁头技术;

  1996年 FDB流体动态轴承电机第一次推出。

  2000年 IBM推出第一款5400rpm笔记本硬盘Travel Star 32GH;

  2002年 东芝发布其1.8英寸笔记本硬盘,厚度仅为8mm;

  2002年 东芝发布9.5mm的2.5英寸5400rpm笔记本硬盘MK4019GAX,拥有16MB缓存;

  2003年 日立发布第一款7200rpm的2.5英寸笔记本硬盘Travelstar 7K60;

  2004年 富士通推出业界第一款2.5英寸Serial ATA硬盘MHT20xxBH;

  2006年 Intel发布Napa迅驰移动计算平台,硬盘由并口开始向串口过渡;

  2006年 垂直磁记录(PMR)技术开始推广应用,进一步催生大容量产品;

  2006年 结合了闪存和传统硬盘优势的混合硬盘开始陆续上市。

  

(责任编辑:buyi)
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