[硬盘世界两极分化]

硬盘又叫“温盘”，其是电脑中最重要的存储器之一，随着硬盘技术的不断发展，其不仅在台式电脑和笔记本电脑中不可或缺，也正成为MP3播放器、智能手机、掌上电脑、数码相机/数码摄像机等设备提高存储能力的重要装备，这就是“微型硬盘”。

初见微型硬盘产品，其只比拇指盖大不了多少，很多读者都会问，它也是“硬盘”吗？

殊途同归

其实微型硬盘和我们常见的3.5英寸硬盘产品在物理结构上完全一样，其也主要由密封盘体、磁盘机构、头盘组件、控制电路板、接口等五大部分组成。所有的数据都存储在磁盘上，磁盘又固定在主轴上，一般一块硬盘由1-5张磁盘组成。主轴底部有一个电机，当硬盘运做时，电机带动主轴，主轴带动磁盘高速旋转，其速度可以达到每分钟几千转、甚至上万转。

这时旋转带来的上升的空气将磁盘上的磁头托起，磁头通过磁盘的转动读取数据。移动臂用来固定磁头，让磁头能在磁盘上不同磁道之间来回移动，读取数据。

在内部结构上两者也完全一样，只不过微型硬盘被“微型化”了，其最重要的磁盘机构则主要是由磁盘、移动臂、主轴、磁头和主轴电机(马达)组成。

磁片：盘片看上去很像具备金属光感的CD光盘，其一般是由铝或玻璃制成，而盘片表面光亮的涂层则主要是由铁氧化物组成的可以存储数据的磁介质。磁片被固定在马达的转轴上，由马达带动它们一起转动。这一点微型硬盘和普通硬盘一样。

马达：包含轴承和驱动电机等，其为硬盘提供转速，现在主流硬盘已普遍使用FDB液态轴承电机。这一点微型硬盘和普通硬盘也一样。

磁头及其定位系统：硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机构驱动才能实现。磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成；而磁头驱动机构(头盘组件)由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行精确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。

每个磁片的上下两面各有一个磁头，由其存/取硬盘上的数据，它们与磁片并不接触，如果磁头碰到了高速旋转的磁片，会破坏表面的涂层和存在那里的数据，磁头也可能会损坏。这一点微型硬盘和普通硬盘也完全一样。

    [性能越来越强的普通硬盘]

世界上第一款像硬盘的IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)磁盘诞生在1957年，它从原理和构造上和现代硬盘已比较一致。IBM 350它的总容量只有5MB，其由50个直径为61厘米的盘片组成，这些盘片表面都涂有一层磁性物质，被叠起来固定在一起，绕着同一个轴旋转。

盘片由一台电动机带动，只有一个磁头，磁头上下前后运动寻找要读写的磁道。盘片上每平方英寸的数据密度只有2000bit，数据处理能力为1.1KB/s。IBM 350的体积很大，比一台洗衣机还要大。

而真正意义上的现代硬盘的诞生则与“温彻斯特(Winchester)”技术有着直接关系。在1968年，影响现代硬盘发技术发展的“温彻斯特(Winchester)”技术被推出。温彻斯特技术对硬盘技术做出了重大改革。“温彻斯特”技术的特点是部件全部密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。这也是现代绝大多数硬盘的原型。

温彻斯特技术的主要内容有：头盘组合件，磁头、盘片、主轴等运动部分密封在一个壳体中，形成一个头盘组合件(HDA)，与外界环境隔绝，避免了灰尘的污染。磁头浮动块，采用小型化轻浮力的磁头浮动块，盘片表面涂润滑剂，实行接触起停。即平常盘片不转时，磁头停靠在盘片上，当盘片转速达一定值时，磁头浮起并保持一定的浮动间隙。这样简化了机械结构，缩短了起动时间。

采用温彻斯特技术，磁头与磁盘是一一对应的，磁头读出的就是它本身写入的，信噪比等等都比可换的要好，因此存储密度提高了，存储容量也增加了。“温彻斯特(Winchester)”技术的发明，为现代硬盘的发展打下了最重要的一块奠基石！

但真正的第一块基于温彻斯特技术的硬盘诞生则在1973年。在1973年，第一块“温彻期特”硬盘(IBM 3340)诞生，成为现代硬盘的雏形。这款温彻期特技术的硬盘，它采用14英寸的规格，由两个分离的盘片构成(一个固定的和一个可移动的)，每张碟片容量为30MB。温彻斯特硬盘首次使用了封闭的内部环境，并进一步发展了气动学磁头技术，将磁头与盘片之间的距离缩短到了17微英寸。今天的硬盘容量虽然高达上百GB，但仍没有摆脱“温彻斯特”硬盘的工作模式和技术。

1979年，IBM的两位员工AlanShugart和FinisConner离开IBM后组建了希捷公司(Shugart Technology公司，也就是后来的Seagate希捷公司)，推出了像5.25英寸软驱那样大小的硬盘驱动器，在90年代后期最有名的代表产品如昆腾“大脚”硬盘系列。

80年代末期，IBM发明了MR磁头。这是IBM对硬盘发展的一项重大贡献，这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感，使得盘片的存储密度能够比以往20MB每英寸提高了数十倍。大家知道，磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。

传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头，但是，硬盘的读、写却是两种截然不同的操作，为此，这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性，从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头(Magnetoresistive heads)，即磁阻磁头，采用的是分离式的磁头结构：写入磁头仍采用传统的磁感应磁头，读取磁头则采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。

这样，在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化，以得到最好的读/写性能。另外，MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，故磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，达到200MB/平方英寸，而使用传统的磁头只能达到20MB/平方英寸，这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。

1991年，IBM生产出了3.5英寸的硬盘0663-E12(使用MR磁头)，PC硬盘的容量首次达到了1GB。从此硬盘容量开始进入了GB数量级，3.5英寸的硬盘规格也由此成为现代计算机硬盘的标准规格。

90年代后期，GMR磁头技术出现。GMR(GiantMagnetoresistive)巨磁阻磁头GMR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，但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比MR磁头更为敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度，现有的MR磁头能够达到的盘片密度为3Gbit－5Gbit/in2(千兆位每平方英寸)，而GMR磁头可以达到10Gbit-40Gbit/in2以上。

1999年，单碟容量高达10GB的ATA硬盘面世。该年9月7日，Maxtor宣布了首块单碟容量高达10.2GB的ATA硬盘(DiamondMax 40，既“钻石九代”)，从而把硬盘的容量引入了一个新里程碑。

2000年2月23日，希捷发布了转速高达15000转的Cheetah X15“捷豹”系列硬盘，其平均寻道时间只有3.9ms，这可算是世界上最快的硬盘了，同时它也是到目前为止转速最高的硬盘。此系列产品的内部数据传输率高达48MB/s，数据缓存为4或16MB，支持Ultra160/m SCSI及Fibre Channel(光纤通道)，这将硬盘外部数据传输率提高到了160MB-200MB/s。希捷的此款硬盘将硬盘的性能提高到了一个新的里程碑。

    [体积越来越小的微型硬盘]

除此而外，为了适应笔记本电脑的需求，2.5英寸乃至1.8英寸的硬盘业已成为笔记本电脑应用的主流，众多产品层出不穷。就在前不久东芝还推出了两款1.8英寸硬盘。其中一款型号为MK6006GAH的产品，容量高达60GB，每平方英寸的磁记录密度高达93.5GB，而厚度则只有5毫米，属于超薄型硬盘。

不过即使是这样的产品，其离硬盘微型化还有很长距离。而为微型硬盘开山的仍是一代电脑技术王者IBM公司。

1999年，由于当时数码相机缺少大容量的存储介质，曾一度阻碍了数码相机的发展，IBM公司看到了这方面的市场空白，结合自己在硬盘制造方面的优势，IBM发明了容量为170/340MB的首个1英寸微型硬盘(MicroDrive)。其采用CF卡II型接口(CF II标准，体积为43mmX36mmX5mm，CF I为43mmX36mmX3.3mm)。

刚推出时容量便高达340MB，微型硬盘内部是和普通硬盘一样的，有极小的机械转动装置、磁头等设备，在有限的7789平方毫米(体积为43mmX6mmX5mm)里包含有相当多的部件，如磁盘片、巨磁阻磁头、控制电路、主轴电机和接口电路等。它的外形、接口与CFII相同，50针，可反复抹写30万次，但比CF卡略重，为16克。它还支持包括MP3、text、JPEG、voice等多种数据形式，能存储1000张数码照片、1000册200页的小说或者在近18个小时的时间里播放高音质数码音乐。

面记录密度为15.2GB/平方英寸，转速为3600/4500rpm，电源电压为3.3V或者5V。经过一年多的发展，容量达到1G，使数码相机以AVI格式拍摄动态影像时不必再用秒计算了。当然就目前的价格来看它当时还是比较贵的，不过就每MB性价比来看，它要比SM卡、CF卡和记忆棒划算多了。

随后，东芝又推出了0.85英寸的硬盘产品，进一步将微型硬盘微型化。

    [微硬盘成为存储厂商争夺焦点]

为了抢夺日益增长的微型硬盘市场，主要的存储器厂商纷纷推出了相关产品。

1英寸微型硬盘产品

日立

在继承了IBM的硬盘衣钵之后，日立公司强拳连连，其中1英寸的微型硬盘是其主打的重点。日立公司推出的容量分别为2GB和4GB的Microdrive微型硬盘，支持CF II格式，这两款高容量的存储产品使用了IBM的专利技术“Pixie Dust(仙尘)”，采用外形尺寸仅0.85mmX0.70mmX0.23mm名为“毫微微米级滑行读写头(femto slider)”对提高记录密度起到了至关重要的作用。

与原产品相比，通过缩小磁头尺寸，将磁头浮起量减少了40%，从而提高了记录密度。而原来则使用的是外形尺寸为1.25mmX1.0mmX0.3mm的“微微米级滑行读写头”。磁头的缩小还有利于扩大记录区域和提高耐冲击性。通过改进成毫微微米级滑行读写头，就能够增加盘片外周的记录区域。与原产品相比大约增加了10%的记录区域。而耐冲击性则由原产品的1500g/1ms提高到了2000g/1ms。

除减轻磁头重量以外，还利用塑料材料将硬盘金属外壳包裹起来实现了上述的耐冲击性。“把硬盘金属外壳比原来设计得小了一些，大概相当于塑料材料的厚度那样”。4GB的型号将仅用于支持FAT32格式的数码相机上。这种微型硬盘与闪存和其它存储方式相比的好处是数据传输速度快和价格便宜。重量只不过是16克，大小如火柴盒(长42.8mmX宽36.4mmX厚5mm)。

其在有限的7789平方毫米里包含有很多的部件，如磁盘片、巨磁阻磁头、主轴电机、控制电路和接口电路等。其外形与CF II相同，50针脚，可反复抹写30万次，面记录密度为15.2GB/平方英寸，转速为3600/4500rpm，电源电压为3.3V或者5V。可直接用于支持CF II标准的产品，或通过专用PC适配器使用到对应有PCMCIA II插槽的产品中。

Cornice

Cornice的1英寸SE(Storage Element)微型硬盘产品也是基于PC硬盘技术而来，1.5GB容量。这款1英寸微型硬盘具有功耗低和坚固两大特点，其工作电流仅有207ma，不到标准2.5英寸笔记本硬盘的十分之一，待机电流30ma有些偏高，不过该产品大多数时间都会处于关闭状态。不过这款产品和日立的微硬盘有一点不同，那就是其不带数据缓存，选用该设备的产品需要自行添加缓存系统。

Cornice称这款产品的最小读写速度为4MB/s，这对应音频以及图像压缩而言已经足够了。今年初，Cornice又推出了存储容量为2GB的1英寸SE硬盘的后续产品，据Cornice介绍，加大容量是通过对硬盘上的磁头、媒体、固件进行改进实现的。据称该产品主要用于影像和语音的录制、播放及GPS等便携式设备。

南方汇通

中国南方汇通微硬盘科技股份有限公司(GS Magicstor)推出的是1英寸Magicstor硬盘产品，有2.4GB和4.8GB等规格。转速4200转，内部最大传速度12.5MB/s，平均寻道时间10ms，而价格将比IBM的MicroDrive更具吸引力。Magicstor兼容CFII规格(或通过适配器连接，兼容ATA与PCMCIA)，可广泛用于目前的数码相机、数码摄影机、笔记本、MP3、掌上电脑等设备。

Magicstor 2.2GB的面记录密度为30Gbit/平方英寸，数据传输速度为3.6MB/秒—7.1MB/秒。工作电流方面，写入时为250mA，待机时为18mA。该产品还可确保175G的耐冲击性。磁头、盘片和马达均由日本厂商提供。

希捷

传统硬盘大厂希捷(Seagate)的1英寸微型硬盘ST1已开始出货。这款在今年6月份发布的1英寸的微型硬盘ST1，容量为5GB或2.5GB，比日立(Hitachi)供应给创新的4GB容量还高。希捷ST1硬盘启动时间为2秒，内建2MB buffer缓存。

ST1由于主要用在运动装置上，因此防震问题格外重要。ST1具备了RunOn技术，可以解决机器震动碰撞时可能造成的媒体播放连续性问题之外，此外希捷还会协助客户做其他防震设计。随着希捷的强势杀入，微型硬盘的价格肯定将大幅降低。

0.85英寸微型硬盘产品

在其它厂家纷纷推出1英寸产品时，而东芝则推出了更小的0.85英寸微型硬盘产品应对。

东芝

这款世界最小的0.85英寸HDD是东芝株式会社于2003年年末发表的产品。0.85英寸大小的HDD外形尺寸为32X24X3～5mm(宽X深X高)，长宽尺寸与SD卡相同(外部接口用的连接端子采用与SD卡大致相同的形状，而其它1英寸硬盘采用的大都是比CompactFlash卡厚的CompactFlash TypeII接口插槽。)。重量为10g，容量则是2—4GB，体积仅有1.8英寸HDD的1/4左右大小。

可以使用在MP3音频播放器、手机、PDA、GPS全球定位仪、数码摄像机、多媒体播放器等移动数码产品中。内置1枚面记录密度为80Gbit/英寸的盘片。2GB款用1个磁头单面记录，4GB款用2个磁头双面记录。盘片转速为3600转。

    [未来嵌入式存储的绝对主流]

　　可以预料的是，微型硬盘的存储容量最迟在明年底将突破10GB的大关，而其尺寸将越来越小，重量也将越来越轻，这对于PC、MP3播放器、智能手机、掌上电脑、便携式视频播放器、数码相机/数码摄像机等设备而言，其优势是采用闪存类产品无可比拟的。为此，包含希捷、迈拓在内的传统硬盘厂商正欲在微型硬盘领域展开强攻。

　　当然，价格也是一个问题。据预测，到2005年，1英寸微型硬盘全球年需求量将达到6亿台左右，而影响其大规模普及的因素更多的就在于价格。我们相信，随着希捷等传统硬盘大厂的杀入，今年内4GB微型硬盘的万颗采购单价将全面杀入50美元内，而2GB的产品很可能在30-40美元间徘徊。

　　做为微型硬盘需求增长的一个主要增长点，全球手机每年的销售量大约为5亿部，而要想手机能真正实现全面的MP3播放、视频播放、高速互联网下载、大容量游戏存储等强劲功能，都需要较大存储容量来支持。所以，特别是对于未来市场增长最为迅猛的拍照手机、MP3手机、智能手机而言，相比闪存价格更低廉已轻至10克的微型硬盘产品无疑更可能成为其标配。下一个为手机增加的最新的功能就是微型硬盘，明年的拍照手机、智能手机为此将更加精彩，其功能将越来越向“电脑化”方面发展。

　　微型硬盘的最大优势就是容量大而价格相对便宜，但是也有不少的劣势，如稳定性、抗震性不如CF卡，发热量、耗电量较大，容易受磁和静电影响等。这些也需要在未来的技术发展中多加以解决。

　　总之，微硬盘产品的出现与普及，将为传统硬盘领域打开另一片生存的天空。而对于消费者而言，未来的PC或消费类电子产品亦会因此而更精彩。