玻璃盘片、激光加热 盘点影响未来电脑硬盘容量的新技术

近日，日本光学玻璃制造商HOYA宣布投资2.7亿美元兴建工厂，制造适用于3.5寸硬盘的玻璃盘片。对于经历过IBM玻璃盘故障的朋友不禁要问：玻璃盘片这是又要出来作妖了吗？

技术发展带来成本降低的同时，也使得一些过去的耐用品变成了快速消费品。很多朋友感觉近几年的电脑硬盘不如过去耐用，小编接下来为大家盘点除了玻璃盘片之外，近几年硬盘技术的发展史。

机械硬盘在2010年左右迎来“4K高级格式化”，扇区大小从传统512字节扩展到4K字节，由此带来了更高的磁记录密度和更强的数据纠错能力。不过与此同时，4K高级格式化也对操作系统安装和使用带来了一些不便。好在同时期固态硬盘也开始进入到家用电脑，闪存将4K扇区的必要性提高到了无法拒绝的程度。

2013年问世的SMR叠瓦磁记录则是一项进一步挖掘磁道密度潜力的举措。由于写入磁头的宽度较大，磁道必须编排为磁道组，在写入时进行先读取再合并，最后写入的复杂过程，对硬盘性能产生了极为不利的影响。SMR至今仍然是一个用户非常敏感的技术，大多数硬盘厂商不会轻易透露它的应用情况。几乎是在同一时期，固态硬盘也刚刚迈入到TLC闪存时代，存储容量提升的同时，固态硬盘的读写性能以及写入耐久度也发生了下滑。

固态硬盘的第三次技术革命来的更早一些，3D闪存在2018年已经实现普及，2019年还将发展出96层堆叠高度，QLC闪存也有机会进入实用化。3D闪存除了提高存储容量之外，可靠性和写入速度相比2D闪存同样有了很大的进步，同时也没有明显的缺点。下图为东芝BiCS4闪存晶圆，使用96层堆叠技术，单Die容量512G比特。简单来说，一个闪存颗粒封装8个闪存小芯片，就能提供512GB的容量。

在大容量存储方面，固态硬盘已经远远走在了机械硬盘的前面。相比最大容量14TB的机械硬盘，目前已经有容量双倍于它的固态硬盘。下图是东芝PM5企业级固态硬盘，2.5寸SAS接口，提供30720GB存储容量。

而机械硬盘要迈向的下一步是HAMR/MAMR，即热辅助/微波辅助磁记录。虽然本质上还是提升磁记录密度，但这次要在磁头上做出更具革命性的变化：加装激光加热或微波发射装置，短时内令盘片上的磁性数据记录材质达到磁头可改写的状态，之后再迅速冷却至可长期稳定保存的状态。玻璃的热胀冷缩系数比金属铝更低，成为HAMR热辅助磁记录硬盘的理想盘片材料。在此之前，玻璃盘片只被用在部分2.5寸笔记本电脑硬盘当中，主要用到了玻璃盘片更薄更轻的特性。

目前机械硬盘只剩每GB价格这么一个卖点，在可靠性方面3D闪存固态硬盘也已走在了机械硬盘的前面。

过去几年，固态硬盘在家用电脑中扮演“系统盘”的角色，尚需要有机械硬盘的容量辅助。

不过随着64层或更高堆叠层数3D闪存的成熟，家用固态硬盘的甜点容量已经提升至480GB一线，960GB容量也不再像过去那样高不可攀。对于不少家庭用户而言，固态硬盘彻底替代机械硬盘的时代已经到来。