玻璃盤片、激光加熱 盤點影響未來電腦硬盤容量的新技術

來源:江南時報    關鍵詞:激光, 機械硬盤, 固體硬盤,    發布時間:2019-03-14

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近日,日本光學玻璃制造商HOYA宣布投資2.7億美元興建工廠,制造適用于3.5寸硬盤的玻璃盤片。對于經歷過IBM玻璃盤故障的朋友不禁要問:玻璃盤片這是又要出來作妖了嗎?!

技術發展帶來成本降低的同時,也使得一些過去的耐用品變成了快速消費品。很多朋友感覺近幾年的電腦硬盤不如過去耐用,小編接下來為大家盤點除了玻璃盤片之外,近幾年硬盤技術的發展史。

機械硬盤在2010年左右迎來“4K高級格式化”,扇區大小從傳統512字節擴展到4K字節,由此帶來了更高的磁記錄密度和更強的數據糾錯能力。不過與此同時,4K高級格式化也對操作系統安裝和使用帶來了一些不便。好在同時期固態硬盤也開始進入到家用電腦,閃存將4K扇區的必要性提高到了無法拒絕的程度。

2013年問世的SMR疊瓦磁記錄則是一項進一步挖掘磁道密度潛力的舉措。由于寫入磁頭的寬度較大,磁道必須編排為磁道組,在寫入時進行先讀取再合并,最后寫入的復雜過程,對硬盤性能產生了極為不利的影響。SMR至今仍然是一個用戶非常敏感的技術,大多數硬盤廠商不會輕易透露它的應用情況。幾乎是在同一時期,固態硬盤也剛剛邁入到TLC閃存時代,存儲容量提升的同時,固態硬盤的讀寫性能以及寫入耐久度也發生了下滑。

固態硬盤的第三次技術革命來的更早一些,3D閃存在2018年已經實現普及,2019年還將發展出96層堆疊高度,QLC閃存也有機會進入實用化。3D閃存除了提高存儲容量之外,可靠性和寫入速度相比2D閃存同樣有了很大的進步,同時也沒有明顯的缺點。下圖為東芝BiCS4閃存晶圓,使用96層堆疊技術,單Die容量512G比特。簡單來說,一個閃存顆粒封裝8個閃存小芯片,就能提供512GB的容量。

在大容量存儲方面,固態硬盤已經遠遠走在了機械硬盤的前面。相比最大容量14TB的機械硬盤,目前已經有容量雙倍于它的固態硬盤。下圖是東芝PM5企業級固態硬盤,2.5寸SAS接口,提供30720GB存儲容量。

而機械硬盤要邁向的下一步是HAMR/MAMR,即熱輔助/微波輔助磁記錄。雖然本質上還是提升磁記錄密度,但這次要在磁頭上做出更具革命性的變化:加裝激光加熱或微波發射裝置,短時內令盤片上的磁性數據記錄材質達到磁頭可改寫的狀態,之后再迅速冷卻至可長期穩定保存的狀態。玻璃的熱脹冷縮系數比金屬鋁更低,成為HAMR熱輔助磁記錄硬盤的理想盤片材料。在此之前,玻璃盤片只被用在部分2.5寸筆記本電腦硬盤當中,主要用到了玻璃盤片更薄更輕的特性。

目前機械硬盤只剩每GB價格這么一個賣點,在可靠性方面3D閃存固態硬盤也已走在了機械硬盤的前面。

過去幾年,固態硬盤在家用電腦中扮演“系統盤”的角色,尚需要有機械硬盤的容量輔助。

不過隨著64層或更高堆疊層數3D閃存的成熟,家用固態硬盤的甜點容量已經提升至480GB一線,960GB容量也不再像過去那樣高不可攀。對于不少家庭用戶而言,固態硬盤徹底替代機械硬盤的時代已經到來。

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