析硬盘发展五十年历史 顺应个人电脑商品化潮流

    硬盘于1956年首度亮相。RAMAC是Random Access Method of Accounting Control（统计控制随机存取法）的缩写。该硬盘配备了50枚直径24英寸（约61cm）的大尺寸铝合金盘片。尽管如此，总记录容量也只有约4.4MB。 
  
    MR磁头和PRML技术使面记录密度取得飞跃性提高 
  
    就是这么一个大块头的305 RAMAC在当时却是一件划时代的外部存储装置。因为它基本上消除了“磁鼓”访问速度慢的缺点。305 RAMAC的面记录密度约为2Kbit/平方英寸。此后，硬盘的面记录密度便开始以30％的年增长率不断提高。 
  
    上世纪90年代以后，面记录密度开始迅猛提高。有2项技术在此起到了推动作用：（1）MR（磁阻）磁头；（2）PRML（硬盘最大相似性技术）技术。以此为契机，硬盘的面记录密度此后便开始以60％的年增长率迅速攀升。60％的年增长率也就意味着每5年就能提高至10倍。实际上，1991年仅为100Mbit/平方英寸的面记录密度，到了1996年就已增至1Gbit/平方英寸。 
  
    读取元件变成了高灵敏度MR磁头 
  
    硬盘的记录读取原理非常简单。将磁头靠近盘片表面的薄膜状磁体，然后只要给磁头通上电，盘片上离磁头较近的磁性薄膜就会发生磁化。通过改变这种面积不大的磁化部位的位置和长度，即可记录信息。读取时像刚才一样将磁头靠近盘片后，即可检测磁化方向的变化等情况。 
  
    到1980年前后主流磁头一直都是MIG（Metal In Gap，金属夹层）磁头，后来逐渐演变成薄膜磁头，1991年MR磁头亮相。 
  
    所谓MR磁头就是指由利用磁阻效应（电阻根据外界磁场的变化而变化）来检测磁信号的MR元件与用来记录信息的感应薄膜磁头组合而成的磁头。与过去那种记录和读取均使用薄膜磁头的老式磁头相比，其优点是能够得到强度数倍于老式磁头的读取输出信号。随着面记录密度的不断提高，每记录位的记录面积越来越小，所得到的信号强度也就越来越弱。于是就将读取元件变更成了高灵敏度的MR磁头。 
  
    不过，即使使用MR磁头，读取磁信号时S/N的提高幅度仍有限。因此就产生了这样一个课题：在低S/N条件下能否充分降低比特误码率？解决了这个问题的就是信号处理技术“PRML”。 
  
    PRML综合运用了部分响应（PR）方式（对于受到码间干扰的信号，兼顾记录介质的特性，还原出原始波形）和维特比译码方式（即使波形含有噪音也能读取可能是最为准确的数据串的最大相似性（Maximum Likelihood）还原法之一）。运用PRML技术与不使用此技术相比，面记录密度提高到了约1.4倍。 
  
    同一时期急剧扩大的个人电脑市场 
  
    上世纪70年代下半期问世的个人电脑曾是价格非常昂贵的设备，也就只有在办公室里或许才会出现一台。当时个人电脑的供货量每年仅约60万台，数量极少。 
  
    1985年个人电脑市场开始出现巨变。原因是企业开始引进个人电脑，作为利用字处理和表格处理软件进行事务处理的设备。当时每年的供货量已经增至120万台。第二次变化发生在90年代上半期。当时每年的出货量一举突破了200万台。企业开始给每人配备一台个人电脑，部分高级消费者也开始作为个人信息终端来使用个人电脑。企业和家庭2种用途推动了个人电脑市场的发展。硬盘开始成为个人电脑标准配置也恰逢此时。 
  
    90年代以后，硬盘面记录密度的急剧提高和个人电脑市场的迅速扩大是同步进行的。可在电脑上使用的应用软件越来越多，不仅是文本数据，还可在个人电脑中保存音乐文件，所处理的数据理也急剧增加。为了保存这些数据，硬盘容量始终处于“希望再高一些”的状态。 
  
    MR磁头和PRML技术的导入不仅提高了面记录密度，同时还对降低硬盘成本起到了一定的作用。由此推动了个人电脑后来的爆炸性普及。对此起决定作用的就是微软1995年推出的个人电脑操作系统“Windows 95”。第二年，硬盘供货量就首次超过了1亿块。当时，硬盘供货量的90％全部供个人电脑使用。(未完待续)