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根據(jù)這個(gè)前綴標(biāo)準(zhǔn)，1 mebibyte (1 MiB = 220 B = 1 048 576 B)和1 megabyte (1 MB = 106 B = 1 000 000 B)并不相等。因?yàn)檫@些前綴并沒(méi)有廣泛使用(可能永遠(yuǎn)也不會(huì)被廣泛使用)，在大多數(shù)情況下，M既可以表示十進(jìn)制數(shù)百位字節(jié)，也可以表示二進(jìn)制兆字節(jié)。同樣，G通常被用來(lái)表示十進(jìn)制十億字節(jié)和二進(jìn)制千兆字節(jié)。一般情況下，內(nèi)存值使用二進(jìn)制值來(lái)表示，而磁盤(pán)容量?jī)煞N都可以。這導(dǎo)致在報(bào)告磁盤(pán)容量時(shí)總是存在混淆，因?yàn)楹芏嘀圃焐掏褂米屗麄兊纳唐房雌饋?lái)更好的數(shù)值。舉例來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)器容量通常是以十進(jìn)制十億來(lái)表示(G-Giga)，而大多數(shù)BIOS芯片和操作系統(tǒng)，例如Windows FDISK，是使用二進(jìn)制千兆字節(jié)(Gi-Gibi)來(lái)表示。請(qǐng)注意，當(dāng)bit和byte用于其他測(cè)量時(shí)，bite和byte的區(qū)別通常使用小寫(xiě)b或大寫(xiě) B來(lái)區(qū)分，例如，megabit通常是用小寫(xiě)b，Mb/s表示兆位每秒，而MB/s表示兆字節(jié)每秒。

磁盤(pán)密度

磁盤(pán)密度通常被用作硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器行業(yè)的技術(shù)增長(zhǎng)率指標(biāo)，磁盤(pán)密度是線性每英寸位(BPI)(測(cè)量磁盤(pán)磁道長(zhǎng)度)，乘以每英寸磁道數(shù)量(TPI)(測(cè)量 磁盤(pán)徑向)的結(jié)果。結(jié)果使用的單位是每平方英寸的兆位或千兆位，用來(lái)衡量驅(qū)動(dòng)器記錄技術(shù)的有效性。目前高容量驅(qū)動(dòng)器的磁盤(pán)密度已經(jīng)超過(guò)400 Gb/sq. inch。

驅(qū)動(dòng)器采用導(dǎo)軌形式來(lái)記錄數(shù)據(jù)，也就是磁盤(pán)上的圓形帶。每個(gè)磁道分成幾個(gè)扇區(qū)。下面第二張圖顯示的是一個(gè)真正的軟盤(pán)，磁道和扇區(qū)都清晰可見(jiàn)，這個(gè)磁盤(pán)是5 1/4-inch 360 KB的軟盤(pán)，每面有40個(gè)磁道，每個(gè)磁道被分為9個(gè)扇區(qū)(如圖所示)。

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第9個(gè)扇區(qū)比其他扇區(qū)要長(zhǎng)，這能夠確保驅(qū)動(dòng)器之間的轉(zhuǎn)速差異，這樣所有的數(shù)據(jù)可以在運(yùn)行到磁道前被寫(xiě)入。

自1956年第一個(gè)磁存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器(IBM RAMAC，磁錄密度為2 Kb/sq. inch)面世以來(lái)，磁錄密度一直在穩(wěn)步上升，初期平均每年增長(zhǎng)約25%(每四年翻一番)，然而在20世紀(jì)90年代，增長(zhǎng)率達(dá)到每年60%(每一年半翻一 番)。隨后1991年MR磁頭，1997年GMR磁頭和2001年AFC介質(zhì)的推出讓磁錄密度增長(zhǎng)率達(dá)到每年100%。密度增長(zhǎng)的速度非常驚人。在 RAMAC驅(qū)動(dòng)器推出后的50多年，磁存儲(chǔ)的磁錄密度增長(zhǎng)率已經(jīng)超過(guò)2億倍，從2 Kb/sq. inch增長(zhǎng)到2010年3TB驅(qū)動(dòng)器的500 Gb/sq. inch。

目前的驅(qū)動(dòng)器使用的是垂直記錄技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了具有非常高矯頑磁力介質(zhì)，能夠使未來(lái)磁存儲(chǔ)密度達(dá)到 1000 Gb/sq. inch或以上。科學(xué)家和工程師們也開(kāi)始將目光投向其他未來(lái)技術(shù)，例如規(guī)則介質(zhì)(patterned media)，可以讓磁盤(pán)更加緊密結(jié)合而不互相干擾，以及全息存儲(chǔ)(holographic storage)，一種利用激光束將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)以三維方式進(jìn)行存儲(chǔ)的技術(shù)。

下圖顯示了磁盤(pán)密度的發(fā)展圖。

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為了增加磁錄密度，同時(shí)保持相同的外部驅(qū)動(dòng)器形成因素，驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了介質(zhì)和磁頭技術(shù)來(lái)支持這些更高的磁錄密度，例如陶瓷/玻璃盤(pán)片、GMR磁頭、向準(zhǔn)接觸讀寫(xiě)(pseudo-contact recording)和PRML電子。實(shí)現(xiàn)更高密度面臨的主要挑戰(zhàn)是驅(qū)動(dòng)器磁頭和磁盤(pán)能夠以更小容錯(cuò)來(lái)運(yùn)行。容錯(cuò)方面的改進(jìn)和使用更多的盤(pán)片可以提高驅(qū)動(dòng)器容量，但是驅(qū)動(dòng)器制造商仍然在尋求更大的容量改進(jìn)，通過(guò)改善當(dāng)前使用技術(shù)和開(kāi)發(fā)新的技術(shù)。

為了在給定大小的盤(pán)片存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù)，你必須讓磁道更加緊密地聯(lián)系在一起，磁頭必須能夠?qū)崿F(xiàn)更高的精準(zhǔn)度。這也意味著，隨著硬盤(pán)容量的增加，磁頭浮動(dòng) 必須更加接近磁面。在某些驅(qū)動(dòng)器磁頭和磁盤(pán)的距離接近10納米(0.01微米)，幾乎等于細(xì)胞膜的厚度。相比之下，人類頭發(fā)直徑約為80微米，比某些磁頭和磁盤(pán)的距離要厚8000倍。

垂直磁記錄(PMR)

原來(lái)所有硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和其他類型的磁介質(zhì)使用縱向記錄來(lái)記錄數(shù)據(jù)，也就是在介質(zhì)水平存儲(chǔ)磁信號(hào)。然而，現(xiàn)在使用垂直記錄技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)密度，因?yàn)榇怪庇涗洷瓤v向存儲(chǔ)使用的空間要少。幾乎所有主要驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)商都采用垂直記錄技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高信號(hào)密度。

傳統(tǒng)磁記錄是縱向放置磁疇，這樣不僅限制了磁疇的密度，而且造成超順磁效應(yīng)。很久以前，人們就意識(shí)到，如果可以垂直放置磁疇，密度可以顯著提高，還可以避免超順磁效應(yīng)。雖然這個(gè)概念很容易理解，但實(shí)際執(zhí)行起來(lái)卻很困難。

與GMR磁頭和AFC介質(zhì)不同(這兩種都可以相對(duì)容易地整合到現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)器)，垂直記錄需要全新的讀取/寫(xiě)入磁頭設(shè)計(jì)。下圖展示的是垂直記錄和縱向記錄的區(qū)別。對(duì)于相同的空間，縱向記錄占用的位置至少是垂直記錄的兩倍。

采用垂直記錄技術(shù)，磁頭能夠深深地寫(xiě)入介質(zhì)，使用較厚的軟磁性底層作為磁場(chǎng)返回路徑。這使磁疇垂直對(duì)齊，從而使其更加緊密地結(jié)合，而不會(huì)出現(xiàn)不必要的交互問(wèn)題。

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丹麥科學(xué)家Valdemar Poulsen在十九世紀(jì)末期首次展示了垂直記錄，他也是第一個(gè)證明聲音可以磁錄的人。之后垂直記錄技術(shù)一直沒(méi)有進(jìn)步，直到1976年，日本科學(xué)家Dr. Shun-ichi Iwasaki驗(yàn)證了垂直記錄存在顯著的密度優(yōu)勢(shì)。然后到1978年，Dr. T. Fujiwara開(kāi)始對(duì)對(duì)垂直記錄技術(shù)進(jìn)行深入研究，并最終推出了第一款使用垂直記錄技術(shù)的商用磁存儲(chǔ)設(shè)備。

垂直記錄最早在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用出現(xiàn)在東芝于1987年正式推出的3.5英寸2.88MB ED(超高密度)軟盤(pán)格式的計(jì)算機(jī)中，ED驅(qū)動(dòng)器和磁盤(pán)在1989年才開(kāi)始投入市場(chǎng)。在1991年，IBM在其PS/2系統(tǒng)中采用了這種驅(qū)動(dòng)器，一些制造商開(kāi)始為IBM和其他計(jì)算機(jī)制造商提供這種驅(qū)動(dòng)器，包括東芝、三菱、索尼和松下。因?yàn)?.88 MB ED驅(qū)動(dòng)器可以完全讀取和寫(xiě)入1.44 MB HD磁盤(pán)(由于BIOS制造商在BIOS中完全支持2.88 MB軟盤(pán))，并且DOS 5.0和隨后增加的對(duì)2.88 MB格式的支持，采用2.88 MB成為理所當(dāng)然的事情。不過(guò)，由于高昂的介質(zhì)成本以及數(shù)據(jù)容量增加相對(duì)較低，這些驅(qū)動(dòng)器并沒(méi)有廣泛普及。

除了2.88 MB ED軟盤(pán)外，東芝和其他公司開(kāi)始繼續(xù)為其他介質(zhì)(特別是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)開(kāi)發(fā)垂直磁記錄。不過(guò)，他們發(fā)現(xiàn)垂直記錄在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器方面的應(yīng)用有點(diǎn)過(guò)于超前，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)根深蒂固，并且密度的快速發(fā)展已經(jīng)讓存儲(chǔ)行業(yè)難以消化。

在2002年4月，讀取/寫(xiě)入磁頭主要生產(chǎn)商Read-Rite公司采用Maxtor子公司MMC公司提供的介質(zhì)，在原型驅(qū)動(dòng)器中磁錄密度達(dá)到130 Gb/sq. inch。在2002年11月，希捷公司宣布已經(jīng)實(shí)現(xiàn)100 Gb/sq. inch的磁錄密度。根據(jù)2000年發(fā)布的兩項(xiàng)獨(dú)立調(diào)查顯示，垂直記錄預(yù)計(jì)在未來(lái)將讓磁錄密度達(dá)到1000Gb(1兆位)每平方英寸，這個(gè)預(yù)言相信會(huì)成真。

在2005年8月16日，東芝的存儲(chǔ)設(shè)備部門(mén)宣布推出世界上第一個(gè)使用垂直記錄技術(shù)的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，標(biāo)志著垂直記錄技術(shù)終于開(kāi)始應(yīng)用于商業(yè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中。

wangzhen