硬盘驱动器开始向垂直记录技术转变

尘封在实验室近20年的垂直记录技术近来终于在2.5英寸硬盘驱动器中一展芳容。日立全球存储技术(HGST)公司透露,从去年12月开始,它已经将采用垂直记录技术的2.5英寸硬盘应用在一批笔记本电脑中,并正在进行测试。

据HGST公司介绍,这些新型驱动器是容量为100GB的双盘(dual-platter)设备,存储介质的旋转速度为4200rpm。此外,作为世界第四大驱动器制造商,HGST最近发布的演示系统创造了230Gb/平方英寸的存储纪录。“还没有哪一家公司发布过这样高的磁录密度(areal density)。”HGST公司首席技术官John Best表示。

据Best介绍,日立使用传统的、电流方向在平面内(current-in-plane)的巨型磁阻磁头(GMR),它带有专为垂直介质而优化的单极写入头。这些硬盘使用了已获得广泛认同的薄膜喷射工艺。

日立是开始向垂直记录技术转型的众多驱动器制造商之一。例如,希捷技术公司也将在年底推出首款垂直记录型产品。

图1:纵向记录的数据位水平排列,
平行于磁盘表面；垂直记录的
数据位垂直排列,垂直于磁盘,
这允许磁盘上有额外的空间
来存储更多数据位。

为了不断提高磁录密度,驱动器制造商们认为必须将磁盘表面磁荷的纵向存储转为垂直存储。水平分布的磁荷很难紧凑在一起,而垂直分布的磁荷却可以自然耦合,这就为实现更小的记录轨道打开了大门,从而可以在单位磁轨面积上存储更多的数据位。但磁录密度已不再是大家唯一关注的重点。消费电子需求的增长促使制造商们针对新兴市场(如数字录像机和蜂窝电话)的特殊尺寸、功率和成本要求改造设备。

不过,垂直记录技术预计能够帮助HGST、希捷等垂直集成的公司拉开与竞争对手的距离。

“日立宣布了其它公司还没有做到的一件事,即带有这种驱动器的笔记本电脑。我尚未从其它公司那里听到这种新闻,”国际数据公司硬盘驱动器研究部经理John Buttress表示。他认为日立使用2.5英寸笔记本驱动器作为这种新技术的载体很有意义。

作为对日立公司的回应,世界最大的驱动器制造商希捷公司也将在年底前推出第一款使用垂直记录技术的设备。“日立的信息发布中没有任何令人特别吃惊的内容,”希捷公司首席技术官Mark Kryder说,“希捷早在2003年就实现了170Gb/平方英寸的磁录密度。日立230Gb/平方英寸的密度只不过稍有提高,但并不令人称奇。”

Kryder拒绝透漏希捷垂直型产品的详细情况。IDC公司的Buttress预计它们将类似日立公司的产品,但会属于希捷占据领先优势的领域,并瞄准小批量、高利润的产品线,因而可能是3.5英寸服务器驱动器。

驱动器制造商们普遍认为,采用垂直记录技术的产品将在下半年面市,容量可能高达160GB/盘片。“垂直记录技术为我们提供了一个与竞争对手拉开距离的机会,虽然不同的公司将在不同的场合和时间使用这种技术,”Kryder表示,“像希捷和日立这样的垂直集成公司比那些非垂直集成公司处于更有利的地位。”

事实上,东芝公司是第一个发布垂直记录计划的公司。数月以前,该公司表示,使用这种技术的40/80GB 1.8英寸驱动器的单/双盘版本将于今年九月出货。东芝的主要客户苹果计算机公司可能对此起到了推动作用,苹果公司在其全尺寸iPod机型中使用了这种驱动器。

富士通公司有可能会是下一个推出此类产品的公司。IDC公司的Buttress指出,富士通的服务器和笔记本产品线在性能上极具竞争力,而且富士通在驱动器方面有强大的研发能力。此外,富士通同TDK公司共同组建了一个合资公司,并将继续对公司内部的磁头设计小组投资。世界第二和第三大(按出货量)驱动器制造商西部数据(Western Digital)和迈拓公司在垂直记录技术方面,也制定了非常先进的计划,Buttress表示。

图2:希捷的Kryder:垂直
技术只能维持几年时间。

由于成本和上市时间的原因,驱动器制造商通常希望引入的垂直记录技术所使用的录制头尽可能类似于当前纵向驱动器所使用的录制头。下一代产品将使用电流方向垂直于平面(CPP)的磁头以获得更高的磁录密度。另外,为了降低信噪比,驱动器制造商正在试图从巨型磁阻磁头转换到隧道式磁阻(TMR)磁头。“磁头类型的变化与向垂直记录技术转换无关。它们是真正可以调整和减小磁头尺寸的技术。”日立公司的Best表示。

尽管一些公司正在为当前的纵向录制技术提供TMR磁头,但目前尚不清楚它们可以在多大程度上改进信噪比。同时,材料问题将阻碍转向CPP磁头的进程。这至少需要一年以上的时间,Best说。

Buttress认为,希捷公司可能使用TMR磁头来延长其纵向驱动器的寿命,并减轻向垂直记录技术快速转移给许多产品系列带来的风险。

“确实,我们在TMR和CPP磁头方面做了很多工作。所有这些技术都有助于提高磁录密度,” Kryder表示,“垂直技术看起来非常不错,但它可能不像几年前我们所设想地那样会有多个产品代。垂直技术要想达到Tb/平方英寸的磁录密度将很困难,就像现在纵向录制要达到200Gb/平方英寸的密度一样是一个挑战。”

尽管垂直记录技术存在短命的可能,但预计它将最终覆盖从1英寸的微型驱动器到主流的2.5英寸笔记本,从桌面驱动器到使用在服务器和个人视频录像机中的3.5英寸驱动器的各个领域。

HGST公司已经宣布,1英寸纵向驱动器系列计划将于今年晚些时候出货,其容量最终将达到10GB。“下一代产品很可能使用垂直记录技术来处理蜂窝电话中的视频和其它内容,”Best说。

“问题在于,用户什么时候才希望电话具有视频功能？而那正是用户希望电话带有硬盘驱动器的时候,现在我们已经开始看到一些迹象。”Kryder说。

作者:麦利