硬盤(pán)的工作原理

　　4 .筆記本電腦硬盤(pán)磁頭

　　硬盤(pán)技術(shù)的更新?lián)Q代，其中一個(gè)非常重要的技術(shù)就是磁頭技術(shù)。磁頭是硬盤(pán)技術(shù)中最重要和最關(guān)鍵的一環(huán)，實(shí)際上是集成工藝制成的多個(gè)磁頭的組合。采用磁頭和盤(pán)非接觸式結構，加電后磁頭好像在高速旋轉的磁盤(pán)表面飛行，飛高間隙只有 0.1 m m ～ 0.3 m m，可以獲得極高的數據傳輸率?，F在轉速 5400r/min 的硬盤(pán)飛高都低于 0.3 m m ，以利于讀取較大的高信噪比信號，提供數據傳輸存儲能力?，F在的硬盤(pán)單碟容量一般都在 10GB 以上，最高的單碟容量已經(jīng)達到了 20GB，以后硬盤(pán)的單碟容量還將繼續增大，對于單碟容量，與它直接聯(lián)系的技術(shù)就是磁頭技術(shù)，磁頭技術(shù)越先進(jìn)，硬盤(pán)的單碟容量就可以做得越高。由于筆記本硬盤(pán)密度太小，就連轉軸中心附近也寫(xiě)進(jìn)了數據，所以它就要在盤(pán)片的附近安裝一個(gè)裝置，用來(lái)放置磁頭。所以筆記本硬盤(pán)在讀盤(pán)的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生“咯嗒、咯嗒”的聲音，其實(shí)是它在“靠岸”。這種設計也帶來(lái)了一些好處，在硬盤(pán)不工作的時(shí)候，由于磁頭遠離盤(pán)片，就不會(huì )出現因震動(dòng)而劃傷盤(pán)片的現象。

　　最早的磁頭是應用鐵磁性物質(zhì)，它不論在磁頭的感應敏感程度還是在精密度上都不理想，因此早期的硬盤(pán)單碟容量均非常低。1979 年發(fā)明了薄膜磁頭，使進(jìn)一步縮小硬盤(pán)體積、增大容量、提高讀寫(xiě)速度成為可能。接著(zhù)，在 20 世紀 80 年代末期， IBM公司對硬盤(pán)發(fā)展做出了一個(gè)非常重要的貢獻，即研發(fā)了 MR 磁阻磁頭技術(shù)。磁阻磁頭是基于磁致電阻效應工作的，其核心是一片金屬材料，電阻隨磁場(chǎng)的變化而變化。磁阻元件連接著(zhù)一個(gè)對電阻變化十分敏感的放大器，可以測出微小的電阻變化。所以，后來(lái)的MR 技術(shù)可以通過(guò)提高記錄密度來(lái)記錄更多的數據，增加單碟片容量即硬盤(pán)的最高容量，提高數據傳輸率。PRML 讀取技術(shù)能使盤(pán)片存儲更多的信息，即增加了盤(pán)片的容量，同時(shí)可以有效地提高數據的讀取和傳輸速率。 GMR 是 IBM 公司在 MR技術(shù)基礎上研發(fā)成功的新一代磁頭技術(shù)，它是最新的磁頭技術(shù)，現在生產(chǎn)的硬盤(pán)全都應用了 GMR 磁頭技術(shù)。GMR 巨磁阻磁頭與 MR 磁頭一樣，其原理是利用特殊材料的電阻阻值隨磁場(chǎng)變化讀取盤(pán)片上的數據，但是 GMR磁頭使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構，因而比 MR 磁頭更為敏感，相同的磁場(chǎng)變化能引起更大的電阻值變化，實(shí)現更高的存儲密度?，F有的 MR 磁頭能夠達到盤(pán)片密度為 3Gb ～ 5Gb 每平方英寸( Gb 每平方英寸)，而 GMR 磁頭每平方英寸可以達到 10Gb ～40Gb 以上。

　　目前 GMR 磁頭已經(jīng)處于成熟推廣期，在今后的數年內，它將會(huì )逐步取代 MR 磁頭，成為最流行的磁頭技術(shù)。 GMR 比 MR具有更高的信號變化靈敏度，從而使硬盤(pán)的單碟容量做得更大，目前最新的磁頭技術(shù)為 第四代 GMR 磁頭技術(shù)。此外，磁頭的驅動(dòng)機構由音圈電機和磁頭驅動(dòng)小車(chē)組成，新型大容量硬盤(pán)還具有高效的防震動(dòng)機構。高精度的輕型磁頭驅動(dòng)機構，能夠正確驅動(dòng)和定位磁頭，并在很短的時(shí)間內精確定位系統命令指定的磁道，保證數據讀寫(xiě)的可靠性。

　　5 .筆記本電腦硬盤(pán)電機

　　在硬盤(pán)中，與磁頭技術(shù)一樣重要的另一項技術(shù)就是電機技術(shù)，它直接影響著(zhù)硬盤(pán)轉速的大小及傳輸速率的大小。FDB ( Fluid Dynamic Bearing ，流體動(dòng)態(tài)軸承電機)技術(shù)是在 1996年第一次推出的，目前已經(jīng)到了第三代，流體動(dòng)態(tài)軸承電機使用的是黏膜液油軸承，以油膜代替滾珠。這樣可以避免金屬面的直接磨擦，將噪聲及溫度降至最低;同時(shí)油膜可有效吸收震動(dòng)，使抗震能力得到提高，可減少磨損，提高壽命。FDB 有效地減少了震動(dòng)，降低了噪音，增強了對震動(dòng)的抵抗能力，延長(cháng)了硬盤(pán)的使用壽命。

　　目前筆記本硬盤(pán)的速度最快為 7200r/min ，而主流轉速為 4200r/min 。目前主軸轉速較快的硬盤(pán)是希捷公司推出的 CheetahX15 (捷豹 X15 系列)，它的主軸電機轉速高達 15000r/min ?，F在主流的 IDE 硬盤(pán)轉速為 7200r/min ，而主流的SCSI 硬盤(pán)轉速則為 10000r/min 。

　　可見(jiàn)，筆記本硬盤(pán)受其先天影響速度不可能太快。電機技術(shù)發(fā)展了，直接帶動(dòng)的就是硬盤(pán)主軸轉速的提高，而轉速決定著(zhù)硬盤(pán)的尋道時(shí)間。當然，在提高硬盤(pán)主軸轉速的同時(shí)，需要考慮的是硬盤(pán)的發(fā)熱量及振動(dòng)問(wèn)題，還有硬盤(pán)的工作噪聲問(wèn)題。所以，電機技術(shù)直接決定著(zhù)硬盤(pán)的快慢、工作溫度及工作噪聲等。

　　6 .筆記本電腦硬盤(pán)材料

　　( 1 )盤(pán)片材料。

　　一般而言，早期硬盤(pán)的盤(pán)片都是使用塑料材料作為盤(pán)片基質(zhì)，然后再在塑料基質(zhì)上涂上磁性材料構成的。