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发表于 2008-7-31 23:41
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Vista带来的契机:混合式笔记本硬盘
既然固态硬盘暂时还难以取代传统硬盘,那么有没有折中方案呢?其实,微软在推广Vista操作系统时已经给出了明确答案——混合式硬盘。早期的混合式硬盘原型配备了128MB闪存,微软建议缓存容量“越大越好”,因此现在混合式笔记本硬盘都至少配备了1GB闪存。
闪存构成的这块存储空间被映射成硬盘日常使用最频繁的扇区。而且,这个映射关系可根据实际情况实时调整。如果这块空间足够大,关机前的内存映像可被写进缓存区里,到时直接休眠关机即可,无须花时间将数据写进硬盘。系统上电时,由于上次的休眠数据被保存在缓存区,系统自检无误后即可将缓存区数据读进内存,操作系统可在1秒钟内启动完毕。
据微软预计,使用混合式硬盘最高可节省80%的耗电。原因在于混合式硬盘能让传统机械式硬盘在使用时进入睡眠状态,数据读写和存取在非易失性的闪存中进行。混合式硬盘可特别发挥优势的平台就是Windows Vista。Vista“ReadyDrive”功能即针对混合式硬盘技术设计,而且这不会让硬盘的成本提高太多,是短期内有望普及的技术。
但混合式硬盘技术也并非是十全十美。和SSD固态硬盘一样,混合式硬盘也使用NAND型闪存,一旦固定的区域被反复读写,寿命就成为令人担心的问题。因此,已有厂商准备在混合式硬盘中内置更大容量的闪存,并且内建一种检测机制,以便及时弃用存在隐患的闪存区。总的说来,混合式硬盘的稳定性还是高于SSD固态硬盘,而且成本也要平易得多,依然可以实现大容量存储。
矛盾引发变革: 垂直磁化技术详解
对于笔记本硬盘来说,本身较小的盘体尺寸以及不便多碟封装的结构特点使之急于寻求容量上的快速突破。
存储密度提高遭遇难题
笔记本硬盘内封装的盘片数不可能很多,单碟容量的突破就显得很有必要。单碟容量的提高意味着厂商研发技术的提高,这不仅使硬盘容量得以提升,而且还会带来硬盘性能的相应提升。在硬盘发展初期,提升磁盘的存储密度十分容易,此时就是更大的单碟容量。然而,在当前阶段,厂商却在提高存储密度上遭遇了难题。
盘片是在铝制合金或者玻璃基层的超平滑表面上依次涂敷薄磁涂层、保护涂层和表面润滑剂等形成的。笔记本硬盘盘片以4200rpm~7200rpm的转速转动,磁头做往复的直线运动,可以在盘片上的任何位置读取或写入信息。微观地看,盘片上的薄磁涂层是由数量众多的、体积极为细小的磁颗粒组成。多个磁颗粒(约100个左右)组成一个记录单元来记录1bit信息——0或1。
这些微小的磁颗粒极性可以被磁头快速改变,且一旦改变之后可以较为稳定地保持,磁记录单元间的磁通量或者磁阻变化分别代表二进制中的0或者1。磁颗粒的单轴异向性和体积影响磁颗粒的热稳定性,而热稳定性的高低则决定了磁颗粒状态的稳定性,也就是决定了储存数据的正确性和稳定性。但是,磁颗粒的单轴异向性和体积受限于磁头能提供的写入场以及介质信噪比的限制,当磁颗粒的体积太小时,能影响其磁滞的因素就不仅仅是外部磁场了,些许热量就会影响磁颗粒的磁滞(譬如室温下的热能),从而导致磁记录设备上的数据丢失,这种现象就是“超顺磁效应”。
垂直磁化存储技术出招
为了尽可能地降低“超顺磁效应”,业界通过提高磁颗粒异向性、增加热稳定性来解决。磁颗粒异向性的提高固然使得磁记录介质更加稳定,但必须同时提高写入磁头的写入能力。另外,磁颗粒体积的缩小,也需要进一步提高读取磁头的灵敏度,于是MR磁阻磁头和GMR巨磁阻磁头相继应运而生。GMR磁头技术的水平记录区域密度已经达到了每平方英寸133Gb以上,然而这样的密度还远远不够,为了实现更大的存储密度,必须再缩小磁颗粒,此时“超顺磁效应”就成为最头疼的问题。
垂直磁化记录从微观上看,磁记录单元的排列方式有了变化,从原来的“首尾相接”的水平排列,变为了“肩并肩”的垂直排列。磁头的构造也有了改进,并且增加了软磁底层。这一改变直接解决了“超顺磁效应”,并且可以将硬盘的单碟容量提高到400GB左右,这为今后的容量突破提供了充足空间。
垂直记录的另一个好处是相邻的磁单元磁路方向平行,磁极的两端都挨在一起,而纵向记录相邻的磁单元只在磁极一端相接,因此这项技术对于稳定性的改进也是颇有成效的。
此外,垂直磁化技术的出现对于硬盘速度贡献巨大,我们可以期待更高的内部传输率。更为重要的是垂直磁化与高转速技术相结合。在磁盘存储密度大幅度提高之后,高转速变得更有实际意义。此前笔记本硬盘尽管实现了7200rpm,但实际持续内部传输率却并不高。而当垂直磁化技术普及应用之后,我们有望看到笔记本硬盘顺利迈向7200rpm级别,并展现出更出色的性能。
牢牢锁住数据: 硬盘安全防护技术
笔记本硬盘往往储存着用户的重要数据,除了广泛采用的指纹识别、智能卡等安全技术之外,笔记本硬盘从数据存储安全性以及防止泄密这两个角度也在不断发展。
整机厂商:硬盘主动式保护
以往保护硬盘的方法基本采用的都是被动式方法,如安全气垫、硬盘保护架等,这类安全措施均是以不变应万变的方式来保护硬盘安全。而随着笔记本电脑普及,面对的外部环境也越来越复杂,单单被动式的保护措施已不能满足当前商务应用的需要,此时笔记本电脑的整机厂商就研发了不少主动保护方法。
主动式硬盘保护系统(简称APS)的原理在于它能够检测笔记本在运动中的加速度。当笔记本电脑处在静止时,它的加速度是零;而在空中自由落体时,它的加速度就瞬间变化,突然撞击或运动中颠簸的加速度则是一个大于零,上限不定的数值。APS通过读取加速度的大小、频度和时间来决定是否在运动中停止读写数据,并把磁头收回到停靠区。
APS并不会因为误判断而影响正常使用,因为当它检测到重复性振动(比如在路面不平坦的公路上)时,会自动调整灵敏度,确保笔记本电脑稳定工作,而不会使系统挂起。需要说明的是,这是基于软硬件的防护方案,且需要在开机状态下才能发挥作用。因此,物理上的防护同样是不可或缺的。 |
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