标签归档:浮动磁头

富山忠明

  为了装配包括硬盘驱动器的HG组件,当要为每个制造过程传送没有完成的HG组件时,总是要将该未完成的HG组件安装在诸如托盘或块体之类的装配夹具上进行传送。这样就需要许多装配夹具,其数目至少与保持在相应的装配过程中的未完成的HG组件数目相等。因此,由于…

  本发明涉及在带有集成微致动器的热辅助磁记录磁头组件上滑动安装的激光二极管。浮动块具有安装至所述浮动块的侧表面而非与空气支撑表面相反的背表面的激光二极管。所述激光二极管提供用于热辅助记录的光源。将所述激光二极管定位于侧表面处消除了相邻浮…

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在带有集成微致动器的热辅助磁记录磁头组件上滑动安装

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杜肖根

  正 为了提高磁盘存贮器的记录密度要求磁头(装在合适的浮动块上)紧靠着高速旋转的盘面“飞行”。在IBM 3370直接存取存贮器中,头盘的间隙保持在不到0.4μm范围内,要…

  本文报导了磁盘系统中磁头定位的一种新的光学方法。为了提高磁头定位的精度,研究过几种不使用伺服盘的磁头定位方法,但由于记录在同一数据面上的磁头定位信号与数据…

  磁记录头的空气轴承支承——评论IBM3370中的空气润滑浮动块轴承及其悬浮件的设计考虑

  正 IBM 3370直接存取存贮器(DAS)在记录元件与磁盘表面之间,保持一个非常小的接近恒定的间隙,以获得高面密度的磁记录。为获得高的记录性能,在记录元件与旋转盘面之…

  正本文提出了三种评价磁记录盘 机械特性的方法。 第一种方法关系到盘的润滑,因此能用新开发的装置精密地测量出头盘之间的摩擦系数及粘着力。 第二种方法关系到头盘…

  正可换磁盘组驱动器作为电子计 算机的主要外存设备,由于存贮容量大、取数速度快、可换磁盘组既可随机存取、又可脱机保存,并可在同类型的不同驱动器上互换使用、扩…

  正当代磁盘存贮装置成功的关键技术之一是发展了自动气体润滑浮动块轴承,它将磁头精确地定位在高速旋转的盘面上。本文介绍用于直接存取磁盘存贮装置的这类空气轴承…

  本文叙述一种由微型计算机控制的精密测试器,用来评价高性能磁盘驱动器研制中的一些决定性因素。这种测试器打算用于磁头研制、磁头——磁盘接口的特性描述及读/写模…

  用模块化方法(BBA)分析飞行磁头浮动块机构的亚微米浮动间隙的动态特性

  本文用模块化方法(BBA)来叙述由悬挂万向支架弹簧机构、驱动臂机构及空气轴承浮动块组成的总的飞行磁头浮动块机构的亚微米浮动间隙的动态特性。基于模态综合方法及…

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深圳影响国际硬盘业“气候

  将他称作中国内地、香港、东南亚制造硬盘驱动器磁头部件第一人一点不为过。目前中国很多硬盘业主流公司,都由他最早投资或引进。他是深科技(即长城集团旗下的深圳长城开发科技股份有限公司)的主要创始人、董事会副主席兼总裁谭文?。

  提起谭文?,不能不提计算机硬盘,不能不提他在世界硬盘界的影响力。在每年的几大国际硬盘巨头高峰会上,一定能看到他的身影,他的话语权很大程度来自于他对世界硬盘业发展的贡献和坚韧不拔的执著。

  眼下,作为世界第二大磁头专业制造商,经过20年技术、市场锤炼的深科技正寻觅更稳定的发展支点。在国际硬盘磁头利润萎缩的压力下,公司决定将主导产品磁头业务占总业绩份额由80%逐步减少到50%,同时做大网络电表和税控收款机等其他拳头产品。这引发业界有关深科技在硬盘界地位是否动摇的怀疑。目前,一向低调为人做事的谭文?向本报记者解读了公司的新战略及深圳硬盘业的前景。

  数码相机、电视机机顶盒、手机、MP4、银行ATM录像监控系统等设备都可用到。按这样的趋势发展,未来五年内,硬盘驱动器的全球需求量估计可翻一番。届时,将出现硬盘驱动器零配件供给不足的情况,这对磁头业来说是一个巨大商机。

  谭文?:深圳的硬盘产业群已很庞大,成为中国乃至全球硬盘产品的重要基地,在国际硬盘市场上有较大的话事权。假设深圳硬盘配套企业关了门,全球三分之一的硬盘生产厂家也将关门。

  在深圳,硬盘产业配套率可达90%以上。硬盘驱动器主要由盘片、盘基片、磁头、弹性臂、电机和线路板等部件构成,多数部件在深圳都有生产。如,深科技主要生产磁头部件,开发磁记录公司生产盘基片部件,福群集团生产弹性臂部件,长城易拓公司完成整个硬盘的组装等,电机则需从日本进口。此外,日立环球在深圳开始打造兴建“亚洲超级硬盘生产中心”,该生产中心与深圳现有的硬盘组件制造业合作进行硬盘的最后装配。

  记者:硬盘产业风云变幻,群雄竞技。深圳硬盘业要继续提升自己的国际地位,该在哪些环节强化优势?

  谭文?:这个行业的淘汰率高、更新快,所以深圳要继续扩大和提高硬盘产业的世界影响力、向高端产业链寻找利润。素有“硬盘小岛”之称的新加坡,目前已成为国际硬盘产品布局的首选之地。它的魅力很大程度就在于新加坡政府成立了专门的研发部门为硬盘驱动器行业服务,让那些买不起高档生产设备的中小企业免费享用高档仪器资源。同时,还为企业搭建了科研机构、大学层面的资源共享公共服务平台,方便企业沟通与合作。

  记者:经过20年的风雨历程,深科技由一叶“借船出海”的小舟发展成为国内500强的知名上市公司、全球第二大计算机硬盘磁头生产商。从今年开始,深科技对这个业务“做减法”,是出于怎样的战略考虑?

  谭文?:有个概念需要澄清一下,我们并不是降低磁头产量来缩减磁头销量份额的,恰恰相反,我们是在努力稳步提高磁头产量的前提下,将其他核心业务做大。众所周知,当前与计算机有关的产品利润越来越薄,使计算机硬盘磁头利润也随之压缩。过去的5年中,深科技的毛利率由2000年的11.1%下降到2004年的6.04%。此外,目前深科技的产品还过度依赖磁头生产,内存条及U盘等电子产品的销售份额相对较小。加之,磁头产业链条不够完整,磁头浮动块等前端产品需要进口,还面临着磁头技术更新换代过快的压力。这些因素都促使深科技重新寻找更稳定的支点,创造新的利润增长点。为此,公司的第一个动作便是在保持整体业绩不断上涨的前提下,使磁头业务份额由80%减少到2005年70%,几年后降低到50%。

  记者:如何在原有经营模式基础上,建立一个适应国际市场的高科技制造业发展经营模式是深科技下一步的关键。为寻找新利润增长点,公司在战略方面做了哪些重要调整?

  谭文?:公司将积极推动事业部运作模式,例如公司相继成立了网络产品事业部、税控产品事业部、AMR系统开发部以及系统集成事业部等,它们分别负责网络产品、税控产品、电表产品和系统集成产品的研发和销售,相对独立运作,并赋予更灵活的机制和更大自主权,轻装上阵。今年又成立多媒体产品事业部,负责家庭多媒体的研发和销售。这些动作都是在为内存条和U盘、线路板加工、国内电表、税控机等产品助力,他们是深科技锁定的利润新增长点。

  谭文?:前面我已强调过,相对收缩磁头份额,并不意味着研发、市场等各方面的减弱。恰恰相反,这是深科技走高端磁头路线实施一业为主,多元发展战略的重要步骤,最终将提高公司的国际地位。

  目前,公司的主导产品计算机硬盘磁头约占全球市场份额的15%,是世界第二大计算机硬盘磁头专业制造商,主要客户包括MAXTOR、WD、EX?CELSTOR等全球知名企业。2005年上半年,公司磁头产品的整体出货量达到了1550万个,同比增长14%。尽管目前的形势很好,但我们考虑到目前公司基本为OEM生产,缺乏磁头核心技术。公司将依靠新利润增长点展开深度的研发,使磁头制造向ODM发展,拿到更高的附加值。

  记者:深科技靠创新起家,跟踪前沿技术更是其未来的立身之本。目前公司的研发实力如何体现?

  谭文?:现在深科技已跻身中国500强企业、广东省50户重点企业、深圳市工业百强行列,这些都与研发实力和投入密不可分。目前公司在香港、新加坡、美国均有分支机构和研发队伍。美国机构主要是从事磁头研发,新加坡分部主要跟踪国际最新行业信息,香港则负责物流和订单事宜。在国际市场,“KAIFA”是含金量很高的符号。

  深科技将不断加大科研投入,推动创新。在2004年研发投入2700多万元基础上,争取每年实现10%以上的增长,加大对硬盘磁头、电表、税控等产品的研发力度,增强对核心技术的掌控能力。

  1948年2月出生。公司创始人之一,主要负责市场推广与技术发展事务。现任长城科技股份有限公司执行董事,中国长城计算机深圳股份有限公司董事,深圳开发磁记录有限公司董事,开发科技(香港)有限公司董事、北京天科信息网络系统集成有限公司董事长、深圳易拓科技有限公司董事、昂纳信息技术(深圳)有限公司董事长、深圳东红开发磁盘有限公司董事长等。有30多年的技术、管理及市场开发经验。

  今年上半年在某机构推出的《2004年中国上市公司高管身价排行榜》中,深科技总裁谭文?被列在总经理持股市值排行榜的首位。而排行榜之外的谭文?有怎样的花钱习惯呢?经营公司就像管理家业,能省就要省。这是谭文?的主张,更是其率先垂范的原则。他喜欢抠细账。

  采访中,他向记者列出几笔自己的账单。他去美国出差,别的老总选择坐飞机头等舱,住几百美金的酒店。而他从不舍得坐飞机头等舱,仅住99美金的经济酒店。从美国向国内打电话也不舍得用手机打每分钟10元的话费,而宁愿花钱买IP卡。他认为,10块钱的卡可打几百分钟,很划算。谭文?不抽烟、不喝酒、每月的差旅费和招待费低得出奇。作为一家资产几十亿元的大公司的总裁,他每月的招待费经常只是几千元,这令

  谭文?认为,精打细算要有几个硬指标,成本控制是深科技的核心管理制度,资金的使用效率更是公司监控的焦点。他相信在别人忽略的环节算细账,才能有更多赢的机会。

浅谈温彻斯特硬盘的组成

  1973年,IBM研制成功了一种新型的硬盘IBM334,这就是我们今天使用的硬盘的祖先,IBM把它叫做温彻斯特硬盘。

  接口包括电源接口插座和数据接口插座两部份,其中电源插座就是与主机电源相连接,为硬盘正常工作提供电力保证。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道,使用时是用一根数据电缆将其与主板IDE接口或与其它控制适配器的接口相连接,经常听说的40针、80芯的接口电缆也就是指数据电缆,数据接口可以分成PATA接口、SATA接口、SCSI接口。

  大多数的控制电路板都采用贴片式焊接,它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片,里面固化的程序可以进行硬盘的初始化,执行加电和启动主轴电机,加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片。

  就是硬盘正面的面板,它与底板结合成一个密封的整体,保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签,上面印着产品型号、产品序列号、产品、生产日期等信息。除此,还有一个透气孔,它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。

  硬盘内部结构由磁头、盘片、主轴、电机及其它附件组成,其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心,它封装在硬盘的净化腔体内,包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部份。

  这个组件是硬盘中最精密的部位之一,它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部份组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环,实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合,它采用了非接触式头、盘结构,加后电在高速旋转的磁盘表面移动,与盘片之间的间隙只有0.1~0.3um,这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为7200RPM的硬盘飞高一般都低于0.3um,以利于读取较大的高信噪比信号,提供数据传输率的可靠性。

  盘硬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。磁头驱动机构由电磁线圈电机、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正确的驱动和定位,并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。

  盘片是硬盘存储数据的载体,现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料,这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。另外,IBM还有一种被称为“玻璃盘片”的材料作为盘片基质,玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更好的稳定性。从图中可以发现,硬盘盘片是完全平整的,简直可以当镜子使用。

  主轴组件包括主轴部件如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高,主轴电机的速度也在不断提升,有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术,这样有利于降低硬盘工作噪音。

  通过这次解剖硬盘,相信读者对硬盘的内部结构有了一定的认识与了解,看到了磁头长什么样,知道了磁盘片表面光滑如镜,懂得了硬盘是如何初始化及完成寻道工作的等。当然这次解剖工作只是浅层次的拆解,如果想更深层次地解剖及研究磁头、盘片、电机、主轴等,就需要更高的技术条件与设备。

  硬盘驱动器采用高精度、轻型磁头驱动/定位系统。这种系统能使磁头在盘面上快速移动,可在极短的时间内精确地定位在由计算机指令指定的磁道上。目前,磁道密度已高达5 400Tpi(每英寸磁道数)或更高;人们还在研究各种新方法,如在盘上挤压(或刻蚀)图形、凹槽和斑点等作为定位和跟踪标记,以提高到和光盘相等的道密度,从而在保持磁盘机高速度、高位密度和高可靠性的优势下,大幅度提高存储容量。

  硬盘驱动器内的电机都是无刷电机,在高速轴承支持下机械磨损很小,可以长时间连续工作。高速旋转的盘体产生明显的陀螺效应,所以,在硬盘工作时不宜搬动,否则,将增加轴承的工作负荷。为了高速存储和读取信息,硬盘驱动器的磁头质量小,惯性也小,所以,硬盘驱动器的寻道速度明显快于软驱和光驱。

  硬盘驱动器磁头与磁头臂及伺服定位系统是一个整体。伺服定位系统由磁头臂后的线圈和固定在底板上的电磁控制系统组成。由于定位系统限制,磁头臂只能在盘片的内外磁道之间移动。因此,不管开机还是关机,磁头总在盘片上;所不同的是,关机时磁头停留在盘片启停区,开机时磁头“飞行”在磁盘片上方。

存储知识课堂:磁盘读写磁头揭秘(1

  磁盘技术演变的同时读写磁头的设计也在不断发展。最早的磁头就是绕着线圈的铁芯。按照目前的标准,最初的磁头尺寸过大,而且录制密度低。经过多年的发展,磁头设计已经从最初简单的铁芯发展为各式各样的磁头类型和技术。在《存储知识课堂(一):磁盘工作原理揭秘》一文中,我们详细介绍了磁盘的工作原理。在这本文中,我们将讨论的是PC硬盘中的各种磁头,包括各种磁头的应用和优缺点。

  注意:截止2005年,基于PMR的硬盘技术被应用到了便携式音乐播放器和笔记本电脑中,而该技术在2006年才应用到台式机上。

  铁氧体磁头属于传统的磁头设计,由最初的IBM 30-30 Winchester驱动演化而来。这些磁头都有由电磁线圈包裹的铁氧体。这种驱动会在线圈中通电,然后产生磁场。这就磁头就具备了读写能力。铁氧体磁头比薄膜磁头大且重,因此在磁盘转动的时候需要更大的浮动高度来防止与磁盘接触。

  厂商对最初的铁氧体磁头进行了很多改进。有一种名为混合铁氧体磁头就是在陶瓷外壳中装有较小的铁氧芯,这枚铁氧芯与玻璃相连。这种设计减小了磁头间隙具有更高的磁道密度。与原来体积较大的磁头相比,这些磁头不易受其他磁场的影响 .

  在20世纪80年代,综合铁氧体磁头被广泛应用于低端磁盘,如希捷ST-225.随着磁道密度需求的增高,MIG和薄膜磁头开始取代铁氧体磁头,直至铁氧体被完全淘汰。在高密度磁盘中,铁氧体磁头无法写入具有高抗磁性的介质中,而且对于频率低噪声大。铁氧体磁头的主要优势在于价格便宜。

  隙含金属磁头是综合铁氧体磁头的升级版本。在MIG磁头中,金属物质被应用到磁头的间隙。有两种MIG磁头可用:单边和双边。单边MIG磁头在后缘部分有一层磁性合金。双边MIG则在间隙两侧都有磁性合金层。金属合金经过喷溅涂覆法进行了真空镀膜处理。

  这种磁合金的磁性是铁氧体的两倍,而且可以让磁头写入抗磁性较高的薄膜介质,较高的磁道密度通常需要这种介质。MIG磁头还能在磁场中产生更明显的磁性梯度,所以磁脉冲更清晰。双边MIG磁头比单边磁头的抗磁性更好。

  这种性能上的改进致使MIG磁头一度成为使用最广泛的磁头,而且在20世纪80年代末到90年代初期广泛应用与硬盘中,LS-120 (SuperDisk)驱动就是最近使用的典范。

  薄膜磁头与半导体芯片的生产过程类似,都是经光刻法处理。这种处理可以在单个圆形晶片上创建数千个磁头,而且成品小巧且质量高。

  TF磁头的磁道非常窄,而且是通过喷溅了一种硬质铝型材做成。由于这种材料把间隙完全包裹起来,所以这个区域得到了较好的保护,从而极大减少了磁盘转动时的接触性损害。其中心部分是铁和镍合金的混合物,磁性比铁氧体磁头的铁芯要强两到四倍。

  TF磁头产生了非常清晰的磁脉冲,所以可以在非常高的磁道密度下进行写入操作。由于他们不存在传统意义上的线圈,所以TF磁头抵御线圈抗阻的能力更 强。这种小巧的磁头比铁氧体磁头和MIG磁头的浮动高度更低;在有些产品中,其浮动高度只有2微寸甚至更少。高度的降低可以让磁头捕捉和发送更强的信号, 信噪比增强,而且准确率提高。在某些驱动的高磁道与线性密度上,标准的铁氧体磁头可能无法从背景噪音中捕获数据信号。TF磁头的另一个优势是体积小,所以 磁盘安装更紧凑,同样空间里可以放置更多磁盘。

  很多100Mb-2Gb的驱动都是使用TF磁头,特别是体积小的驱动中。TF磁头取代了MIG磁头成为最流行的磁头设计,但是它现在又被更新的磁阻式磁头取代。

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  数十年来,企业数据中心的管理人员们都面临着必须不断的努力,以便有效地存储和检索他们管理的设施所收集、创建的大量信息,进而更好的服务于用户的挑战。能够以快速且最具

  现如今,传统的数据中心已经被精简的虚拟机所取代,旨在跟上当前不断增长的计算和存储资源需求。鉴于市场环境已然发生了如此天翻地覆的巨大变化,使得数据中心的某些部分可

  根据IDC报告预计,未来5年中国企业级存储市场仍将保持8.2%的年复合增长率,远高于全球-0.4%的年复合增长率。在全球市场受到云计算冲击的情况下,中国市场逆势上扬,因而成

  尽管在2018财年第二季度表现出色,但是传统磁盘阵列销售的疲软仍然阻碍着Dell Technologies前进的脚步。

  智能互联网时代来袭,云计算、大数据、人工智能等新技术给各行各业带来新一轮的变革,面对新的冲击,一批具有互联网+基因的创新型企业正在崛起。

硬盘_网易科技

  硬盘作为计算机主要的外部存储设备,随着设计技术的不断更新和广泛应用,不断朝着容量更大、体积更小、

  目前市场上的硬盘除昆腾公司的Bigfoot (大脚)系列为5.25英寸结构外,其他都为3.25英寸产品,其中5.25

  1 、接口包括电源插口和数据接口两部分,其中电源插口与主机电源相联,为硬盘工作提供电力保证。数据接

  口则是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带,根据联接方式的差异,分为EIDE接口和SCSI接口。EIDE接

  口由于造价低廉,使用方便,为多数硬盘采用。而采用SCSI接口则必须另配SCSI卡才能使用,虽然其价格相对较高,

  但却具有优良的传输性能,多在计算机网络服务器和高档图形工作站等设备中使用。

  采用贴片式元件焊接,包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路

  板上还有一块高效的单片机ROM 芯片,其固化的软件可以进行硬盘的初始化,执行加电和启动主轴电机,加电初始

  寻道、定位以及故障检测等。基于稳定运行和加强散热的原因,控制电路板都是裸露在硬盘表面的。在电路板上还

  安装有高速缓存芯片,通常为128KB 或256KB ,而目前最新产品为了获得更高的传输效率,已逐步使用512KB 甚至

  实际上它是硬盘的面板,用以标注产品的型号、产地、设置数据等,和底板结合成一个密封的整体,保证硬盘

  用于硬盘的安装,对于3.25英寸的产品,固定盖板和侧面都具有安装孔,可以方便灵活地放置。

  硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口及附件等几大部分组成,而盘头组件是构成硬盘的核

  心,封装在硬盘的净化腔体内,包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片及主轴驱动机构、前置读写控制电路等。

  由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术最重要和关键的一环,实际上是集成工艺制成的

  多个磁头的组合,它采用了非接触式头、盘结构,加电后在高速旋转的磁盘表面飞行,飞高间隙只有 0.1-0.3μm,

  可以获得极高的数据传输率。现在转速达5400rpm 的硬盘飞高都低于0.3 μm ,以利于读取较大的高信噪比信号,

  提供数据传输存储的可靠性。由于早期硬盘采用的磁感应磁头在读写使用和设计上的局限性,新型大容量的硬盘产

  MR磁阻磁头采用了读写分离的磁头结构,写操作时使用传统的磁感应磁头,读操作则采用MR磁头。分离设计可

  由于MR磁头采用特殊材料制成,在磁场作用下可改变MR元件的电阻值和电流,当磁头飞过盘片表面时通过阻值

  变化去感应信号,因而对信号变化相当敏感,数据读取的准确性也非常高。同时MR磁头具有极窄的道密度,可以把

  盘片磁道做得很细,则相应整体密度将提高,从而使硬盘的单碟容量可以达到以GB(1GB=1024MB)为单位。随着技

  术的发展,具备更窄的道密度,采用多层结构、磁阻效应更好的材料制作的GMR 巨磁阻磁头也已在超大容量的硬盘

  由音圈电机和磁头驱动小车组成,新型大容量硬盘还具有高效的防震动机构。高精度的轻型磁头驱动机构能够

  对磁头进行正确的驱动和定位,并在很短的时间内精确定位到系统指令指定的磁道上,保证数据读写的可靠性。磁

  头机构的电机有步进电机、力矩电机和音圈电机三种,前两种应用在低容量硬盘中,现已被淘汰,大容量硬盘多采

  音圈是中间插有与磁头相连的磁棒的的线圈,当电流通过线圈时,磁棒就会发生位移,进而驱动装载磁头的小

  车,并根据控制器在盘面上磁头位置的信息编码来得到磁头移动的距离,达到准确定位的目的。音圈电机是密封型

  盘片是硬盘存储数据的载体,现在的盘片大都采用金属薄膜磁盘,这种金属薄膜较之软磁盘的不连续颗粒载体

  主轴组件包括主轴部件如轴瓦和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大,主轴电机的速度也在不断提升,导致了传

  统滚珠轴承电机磨损加剧、温度升高、噪声增大的弊病,对速度的提高带来了负面影响。因而生产厂商开始采用精

  密机械工业的液态轴电机技术,液态轴承电机使用黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠可以避免金属面的直接摩擦,噪

  声和温度减小到最低。而油膜具有有效吸收震动的能力,可以提高主轴部件的抗震能力,从理论上讲液态轴承电机

  前置放大电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等,由于磁头读取的信号微弱,将放

  PRML(局部响应最大相似)读取通道技术。PRML技术应用于硬盘信号读取时,能避免因磁道过窄造成的信号干

  扰,大幅度地提高盘片的密度。同时由于磁盘密度的增大,磁头在相同时间内可以读取到更多的信号,使得读取速

  度得以提高。而通过最大相似原理的多点采样可以把磁头读取到的信号与标准信号进行对比,以得出最匹配的信号

  再传送出去,从而大大地提高了数据读取的准确性。PRML技术的普通采用,使硬盘的容量、速度、可靠性都有了不

  S.M.A.R.T.技术,即自我监测、分析及报告技术,它可以监控磁头、磁盘、电机、电路等,由硬盘的监测电路

  和主机上的监测软件对被监对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析、比较,当出现安全值范围以外的

  情况时,会自动向用户发出警告。而更先进的技术还可以自动降低硬盘的运行速度,把重要数据文件转存到其它安

  全扇区,通过S.M.A.R.T.技术可以对硬盘潜在故障进行有效预测,提高数据的安全性。

  硬盘驱动器加电正常工作后,利用控制电路中的单机初始化模块进行初始化工作,此时磁头置于盘片中心位置,

  初始化完成后主轴电机将启动并高速旋转,装载磁头的小车机构移动,将浮动磁头置于盘片表面的00道,处于等待

  指令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号,通过前置放大控制电路,驱动音圈电机发出磁信号,

  根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位,并将接收后的数据信息解码,通过放大控制电路传输到接

  口电路,反馈给主机系统完成指令操作。结束硬盘操作的断电状态,在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中

存储知识课堂(二):磁盘读写磁头揭秘

  【IT168 技术】磁盘技术演变的同时读写磁头的设计也在不断发展。最早的磁头就是绕着线圈的铁芯。按照目前的标准,最初的磁头尺寸过大,而且录制密度低。经过多年的发展,磁头设计已经从最初简单的铁芯发展为各式各样的磁头类型和技术。在《存储知识课堂(一):磁盘工作原理揭秘》一文中,我们详细介绍了磁盘的工作原理。在这本文中,我们将讨论的是PC硬盘中的各种磁头,包括各种磁头的应用和优缺点。

  注意:截止2005年,基于PMR的硬盘技术被应用到了便携式音乐播放器和笔记本电脑中,而该技术在2006年才应用到台式机上。

  铁氧体磁头属于传统的磁头设计,由最初的IBM 30-30 Winchester驱动演化而来。这些磁头都有由电磁线圈包裹的铁氧体。这种驱动会在线圈中通电,然后产生磁场。这就磁头就具备了读写能力。铁氧体磁头比薄膜磁头大且重,因此在磁盘转动的时候需要更大的浮动高度来防止与磁盘接触。

  厂商对最初的铁氧体磁头进行了很多改进。有一种名为混合铁氧体磁头就是在陶瓷外壳中装有较小的铁氧芯,这枚铁氧芯与玻璃相连。这种设计减小了磁头间隙具有更高的磁道密度。与原来体积较大的磁头相比,这些磁头不易受其他磁场的影响 。

  在20世纪80年代,综合铁氧体磁头被广泛应用于低端磁盘,如希捷ST-225。随着磁道密度需求的增高,MIG和薄膜磁头开始取代铁氧体磁头,直至铁氧体被完全淘汰。在高密度磁盘中,铁氧体磁头无法写入具有高抗磁性的介质中,而且对于频率低噪声大。铁氧体磁头的主要优势在于价格便宜。

  隙含金属磁头是综合铁氧体磁头的升级版本。在MIG磁头中,金属物质被应用到磁头的间隙。有两种MIG磁头可用:单边和双边。单边MIG磁头在后缘部分有一层磁性合金。双边MIG则在间隙两侧都有磁性合金层。金属合金经过喷溅涂覆法进行了真空镀膜处理。

  这种磁合金的磁性是铁氧体的两倍,而且可以让磁头写入抗磁性较高的薄膜介质,较高的磁道密度通常需要这种介质。MIG磁头还能在磁场中产生更明显的磁性梯度,所以磁脉冲更清晰。双边MIG磁头比单边磁头的抗磁性更好。

  这种性能上的改进致使MIG磁头一度成为使用最广泛的磁头,而且在20世纪80年代末到90年代初期广泛应用与硬盘中,LS-120 (SuperDisk)驱动就是最近使用的典范。

  薄膜磁头与半导体芯片的生产过程类似,都是经光刻法处理。这种处理可以在单个圆形晶片上创建数千个磁头,而且成品小巧且质量高。

  TF磁头的磁道非常窄,而且是通过喷溅了一种硬质铝型材做成。由于这种材料把间隙完全包裹起来,所以这个区域得到了较好的保护,从而极大减少了磁盘转动时的接触性损害。其中心部分是铁和镍合金的混合物,磁性比铁氧体磁头的铁芯要强两到四倍。

  TF磁头产生了非常清晰的磁脉冲,所以可以在非常高的磁道密度下进行写入操作。由于他们不存在传统意义上的线圈,所以TF磁头抵御线圈抗阻的能力更强。这种小巧的磁头比铁氧体磁头和MIG磁头的浮动高度更低;在有些产品中,其浮动高度只有2微寸甚至更少。高度的降低可以让磁头捕捉和发送更强的信号,信噪比增强,而且准确率提高。在某些驱动的高磁道与线性密度上,标准的铁氧体磁头可能无法从背景噪音中捕获数据信号。TF磁头的另一个优势是体积小,所以磁盘安装更紧凑,同样空间里可以放置更多磁盘。

  很多100Mb-2Gb的驱动都是使用TF磁头,特别是体积小的驱动中。TF磁头取代了MIG磁头成为最流行的磁头设计,但是它现在又被更新的磁阻式磁头取代。

  磁阻式磁头有时候也指各向异性磁阻(AMR)磁头,与此前的感应式磁头相比,它的密度可以增加四倍。IBM于1991年推出第一款商业型MR磁头,其制式为1GB 3 1/2英寸,其他供应商也纷纷效仿。

  所有磁头都是探测器;也就是说它们都可以检测介质中磁通变换区然后将其转换为可以译成数据的电子信号。磁记录存在的一个问题是不断增长的密度需求,也就是要把更多信息放到更小的存储中。磁盘上的磁域越来越小,读取过程中磁头的信号也会变弱;从噪音或漏磁场中分辨真实信号的难度也加大。因此需要更为有效的读取磁头,即在磁盘上检测这些磁通变换区。

  现在广为人知的另一种磁效应也被用到驱动中国。当线圈经过 磁场时,不仅线圈会产生小股电流,线圈的电阻同样也会改变。标准读取磁头用磁头发电,这是因为磁头在通过磁通变换区的时候会产生脉冲电流。

  MR磁头将磁头作为电阻使用而不是用磁头生成微弱电流。电路在磁头输送电压等待电压发生改变。这样一来就可以产生更强更清晰的信号,因此,磁道密度也可以增加。

  当外部磁场出现时,导体的阻力会稍微发生改变。MR磁头可以感知通量逆转并改变电阻而不用通过磁场的通量逆转释放电压。小股电流通过磁头,而这股电流可以检测电阻的改变。使用这种设计,读取时的输出功率比TF磁头要强劲三倍甚至多倍。事实上,与其说是发电器,不如说MR磁头更像是传感器。

  MR磁头的生产制作比TF磁头更贵跟复杂,因为它需要的组件和生产步骤都要多一些:

  读取功能需要稀疏的密度才能获得高分辨率;而读取功能需要大密度来获取更深的通量穿透来改变介质。在双边MR磁头中,读写间隙都可以得到优化。TF磁头的写入间隙比MR磁头的写入间隙更宽。因此它不容易受到附近磁道的信息干扰。

  下图中显示的是IBM设计的MR磁头。这个图先展示了位于磁头驱动臂末端完整的MR磁头和滑动器。如果你打开一个驱动就会看到图上所示的部分。滑动器是三角形驱动臂末端的拦截装置,驱动臂控制着磁头。真正的磁头和MR磁头中的读取传感器都很小。

  读取元件是一个磁阻式传感器,由铁镍(NiFe)薄膜组成。这层铁镍薄膜在磁场出现时改变电阻。屏蔽层保护MR传感器的读取元件不被临近的磁场干扰。在很多磁头设计中,第二层屏蔽同样是写入元件的一端,从而形成了合并的MR磁头。写入元件并非MR磁头中出现的设计而是传统TF感应磁头。

  IBM的MR磁头设计使用Soft Adjacent Layer(SAL)结构,它由MR NiFe薄膜以及一个磁性软合金层构成,两层之间由高电阻薄膜间隔。在这种设计中,NiFe层的阻力会随着MR传感器通过磁场而发生改变。

  由于平面密度增加了,MR磁头的元件被设计得更细小。最近很多设计都减少了薄膜的宽度。

  对不断增大的密度需求下,IBM在1997年推出了新的MR磁头,也就是所谓的巨磁阻磁头(GMR),它们比标准的MR磁头更小,但是设计原理基于MR。不过传统MR磁头单层NiFe薄膜被多层薄膜取代。在MR磁头中,单层NiFe薄膜会随着磁盘上通量逆转来改变电阻。而在GMR磁头中,有两层薄膜来实现这一功能。

  GMR效应在1988年的水晶样本中被发现,随即被应用到高能磁场中。德国科学家Peter Gruenberg和法国科学家Albert Fert发现,在各种金属元素薄层组成的材料中会出现较大的电阻改变。GMR材料的关键结构是在两个磁性金属层之间有一个非金属隔离层。其中一个磁性层被固定住,也就是说它具备固定的磁性取向。另一个磁性层的磁性取向则随意。磁性物质倾向于指向同一方向 。因此如果隔离层足够薄,那么任意磁性层就会与固定磁性层方向一致。任意磁性层的取向也会周期性的来回变动。当两个磁性层取向一致时,总电阻较低,而取向相反时,总电阻较高。

  如果是较弱的磁场,如硬盘上的某个部分,通过GMR磁头,那么任意磁性层的磁性取向会相应改变并出现显著的电阻改变。由于电阻改变的物理属性是由其他层电子元件的相对旋转造成的,所以GMR磁头通常也称作自旋阀磁头。

  1997年12月,IBM推出了自己的第一款GMR磁头商用驱动。此后GMR磁头的标准基本定位在3.5英寸和2.5英寸驱动。

  2007年,日立公司开发出了直流电GMR磁头,它的平面密度可达1Tb/平方英寸甚至更大。这种可称为直流平面GMR或是CPP-GMR,预计这种磁头可于2011年起应用到驱动中。