叠瓦技术

增容原理：让磁道重叠，以增加约25%的磁记录密度，提升单碟容量

代表厂家：希捷

    在正式发布的产品中，目前希捷8TB产品暂居容量榜首。该硬盘采用了5盘片设计，单碟容量将达到了1.6TB，较之之前的单碟1.25TB增加了25%以上，堪称现阶段的单碟之王，而带来这一奇迹的正是叠瓦技术。

希捷的首款8TB机械硬盘

我们知道，以往要提高存储密度，依靠的是减少磁轨的宽度，降低磁轨间的间隙来实现的，尽管硬盘厂家已经将这一套机制发挥到近乎极致。但这套存储机制本身就会浪费一定的空间，毕竟磁轨间的间隙再小，那也是存在的。同时为了让磁轨极化，硬盘上的写输入磁头必然要比读磁头间隙大一些，这固然有利于减少读数据时不小心跑到邻近磁轨的几率，但较宽的磁轨和磁隙，对磁密度可是有不小的影响。

图：传统记录方式的磁轨较宽和磁隙存在影响了磁记录密度

而叠瓦技术就减少磁轨间隙的空间浪费，也就是说，写磁头在写完一个磁轨转入下一个磁轨时，不再是像以往那样，与上一磁轨拉开一定的距离再进行操作，而是在原磁轨的下方，就直接开始写入下一轨的记录。让磁轨像是房顶的瓦片那样，进行重叠，每一个磁轨的宽度，只略大于读磁头所需要的宽度，这就极大的减少了空间浪费，这也是叠瓦技术名称的来源。

   图：叠瓦技术将取消磁隙，并将磁轨重叠，提升空间利用率。

不过，叠瓦技术的实际磁轨小于写入磁轨，也带来一个巨大的问题，那就是磁盘在重写一个磁轨的数据时，其写入动作会连影响到下一个磁轨，连下一磁轨的数据一并改写。为保证数据安全性，那就只好对下一磁轨进行重写，可这又影响到下下一磁轨。如此循环，难道，叠瓦式因此在改写数据时，要来一次全盘重写？

当然不是，希捷解决方案是分组技术，也就是每隔几个叠瓦式磁轨后，设置一个宽度略宽于写磁头的非叠瓦磁轨，这样，每次重写到这一位置时，就不会影响到其他磁轨，写入动作也就完成了。

    分组就直接影响到叠瓦式硬盘的效果，分组太少，每个分组大，就意味着即便是数据小小的改变，也要复写至分组结束，这样，就会浪费硬盘的大量性能，而分组太多，由于最后一个磁道采用非叠瓦结构，又会影响到磁盘密度，降低叠瓦技术的增容优势。因此，叠瓦技术在性能与容量间，存在一定的矛盾。

未来增容靠什么？

热辅助磁写入（HAMR）

扩容原理：通过加热磁体，使磁盘更容易极化，增加磁密度，预期提升磁密度5~10倍

预计应用时间：2018年

    热辅助磁写入，依靠的是在写入磁头上，安装一个激光器，在进行写入操作时，激光照射盘体，令写入区域温度悬殊升高，在高温下，磁体的顺性增加，磁头只要有极小的磁场，就可以让磁体极化，而在迅速冷却后，磁体极性就被保留下来，这样，读写磁头，磁轨都可以大幅度减小，从而极大的提升磁记录密度。实际上，热辅助磁写入早在多年前就被提出，但由于在成本和记录稳定性上存在一定缺陷，其商用进程一再被推迟，而下一个时间表可能在2018年左右，这次，热辅助磁写入技术能如约到来吗？

晶格介质磁记录(BPMR)

扩容原理：在晶体微孔中填入磁性材料，减少磁性材料相互影响，提升磁密度，预期提升磁密度5~10倍

预期应用时间：2020年

    传统的磁记录就像是粗放式记录方式，几十上百个磁性单元才组成一个记录模块，而相邻磁性单元的相互干扰，这些因素，都极大的影响了磁记录密度。而晶格介质，就是利用金属结晶而形成的孔洞，如阳极氧化的氧化铝在氧化过程中，就会形成大量纳米级的微孔，在这些微孔中填充如磁性材料，这就形成了晶格介质存储。这样，磁体间影响小，存储稳定性很高，甚至用单个磁性单元就可以存储一个字节，这就让存储密度能得到很大的提高。但让结晶微孔形成磁记录所需的线性排列，适合的孔径等等适合存储的因素，对于工艺有极高的要求，因此，投入商用，还需要到2020年左右。

图：传统磁记录（左）与晶格介质磁记录（右）