什麼叫垂直錄寫技術

A. 硬碟的垂直記錄和水平記錄

由於家庭娛樂、數碼產品、手持設備和汽車電子的迅猛發展，對硬碟的需求不斷增長，體積更小、容量更大的硬碟成為市場追逐的目標。但是在經歷了50年的發展，尤其是近10年來的高速增長之後，今天的硬碟業終於遭遇到發展瓶頸。一直以來，硬碟都是採用縱向記錄（Longitudinal Recording）技術，但是，隨著存儲密度的快速提升，「超順磁效應」的出現使縱向記錄技術終於走到了盡頭。在硬碟中，記錄介質是由很多微小的磁粒構成的，磁單元（1bit）被寫入這些磁粒中，每個磁單元大約需要100個磁粒。為了提高磁碟存儲密度，每個磁單元和磁粒本身的體積就要相應地減小。而當密度增加到一定程度時，只需要很小的能量就可以將其翻轉，甚至當磁粒過小時，它們會因為室溫下的熱能而自動反轉磁路，也就是說，那些保存在磁碟中的數據將遭到破壞，不能正確地讀出。這就是所謂的「超順磁效應（Superparamagnetic Effect）」。研究人員發現，縱向記錄技術在存儲密度高於120Gb/in2時，已無法保存完整的數據。正是縱向記錄技術的飽和而催生了另一種技術的誕生和發展，這就是垂直記錄技術（Perpendicular Magnetic Recording）。如果把一個磁單元比作一個小小的骨牌，那麼，縱向記錄就是將骨牌（即磁單元）以水平模式存放，因此佔用了較多的空間。而垂直記錄技術則是將骨牌直立起來，從而有效地提升了磁碟表面每平方英寸的磁單元數量，增加了整體的存儲容量。無論是垂直記錄技術還是縱向記錄技術，硬碟的基本原理和結構都沒有發生改變，垂直記錄技術所帶來的重要的技術變革在於介質、磁頭和讀寫電子器件上，與縱向技術最大的不同在於，垂直技術的磁路垂直於磁碟表面，而不是位於磁碟表面。 採用垂直記錄技術可以大幅提升存儲密度，從而提升硬碟的存儲容量。今年4月，日立環球存儲科技公司（Hitachi Global Storage Technologies，HGST）宣布，該公司已在實驗室實現了採用垂直記錄技術的高達230Gb/in2的存儲密度，為推出20GB的微硬碟和1TB的3.5英寸硬碟實現了技術上的突破。這是迄今為止最高的磁記錄密度，它比現有的縱向記錄最高密度高出兩倍。據悉，這一新技術及其配套的磁頭和碟片將於今年年底開始被採用，預計在2007年將廣泛投入生產，應用於各種商業性的硬碟產品上。當這種技術在未來5～7年被廣泛應用後，其存儲密度將比縱向記錄高出10倍以上，為開發更大容量的硬碟產品（如60GB的1英寸硬碟）奠定了基礎。目前，1英寸硬碟的最大容量為6GB。6月21日，日立環球存儲科技公司產品戰略與營銷高級副總裁Bill Healy和日立全球尖端科技高級總監高野公史就垂直記錄技術與媒體進行了交流。Bill Healy先生說，2005～2006年，日立將推出首批採用垂直記錄技術的160GB的移動硬碟和15GB的微硬碟產品，其存儲密度將接近150Gb/in2；2007～2008年，230Gb/in2的1TB 3.5英寸硬碟和20GB微硬碟將面世。他認為，從理論上，垂直技術可被擴展到大約500Gb/in2，以實現500GB的2.5英寸硬碟和40GB微硬碟；同時，在垂直記錄技術之後，晶格介質和熱輔助磁記錄技術將會把存儲密度提高到1Tb/in2以上，以實現TB級的移動硬碟和大約100GB的微硬碟。Bill Healy先生介紹說，由於硬碟業正處在數據記錄技術過渡的重要關口，日立將進一步推進垂直記錄技術的發展，並推行全球試驗計劃，讓試驗者配備垂直技術硬碟的計算機系統進行日常運作。該試驗計劃己於2004年12月開始實行，試驗結果顯示，未來大眾市場普遍接受這一全新的科技，日立也深信此項科技應用能夠在2006年取得重大的發展。日立首個2.5英寸垂直技術硬碟將應用於筆記本電腦及手持式消費電子產品中，預計將在2005年開始上市。據IDC在最新的特別報告《2005年硬碟市場：零件技術與業務模式》中對垂直記錄技術的預測，在2009年，使用垂直記錄技術的硬碟將達到6.3億部，從而成為雄霸市場的新技術；到2008年，小型硬碟（2.5英寸以下）將占據硬碟產量的46%以上，其中大多數會利用垂直記錄的技術優勢來滿足容量需求；對整個硬碟行業的發展，IDC預測2004～2008年將達到15.5%年復合成長率，而垂直記錄技術將成為其中主要的推動因素；在5年內，磁碟密度將達到目前技術下磁碟密度的4～5倍，10年內，垂直記錄（包括混合方法）會使磁碟密度達到目前技術下磁碟密度的10倍。編輯點評：從1956年第一塊硬碟誕生到今天，得益於磁存儲器件、半導體和機械器件體積的縮小，硬碟的體積越來越小，容量越來越大。盡管硬碟容量不斷被提升，但是目前似乎已經遭遇到「臨界點」，區域存儲密度成為了硬碟業持續發展所必須跨越的一道門檻。垂直記錄技術的出現無疑為硬碟業「撥雲見日」，但是這一技術的研發和使用仍然存在許多變數，值得我們繼續關注。參考資料：計算機世界報 2005年07月04日 第25期 B16

B. 垂直記錄硬碟好在哪

垂直記錄的數據密度將會比縱向記錄高出10倍之多，為未來研發出更高容量的硬碟產品奠定基礎，方便廠商把硬碟應用到MP3播放器、個人多媒體播放器、數碼相機、掌上電腦及其它手提或移動設備。
基於這種磁化原理，垂直記錄技術使硬碟製造商可以在磁碟的每一平方英寸內放置更多數據比特，即磁錄密度或數據密度。此外，垂直記錄也使比特保留磁荷能力得以增強，即所謂的「抗磁力」。

雖然與目前廣泛採用的縱向記錄技術不同，垂直記錄在技術上仍是縱向記錄技術的最佳備選方案，因為兩種技術之間存在相似性，所以業界仍可以在充分利用現有的科技的同時，採用垂直記錄技術來延緩超磁效應帶來的負面影響。

受超磁效應影響所形成的極限磁錄密度一直是被科學家和工程師們廣泛爭論的話題。早在二十世紀70年代，就有科學家就預測極限磁錄數據密度為25MB/in2。可惜此項預測並不準確。由於科學家和工程師們的共同努力下，日立環球存儲科技公司與其它廠商將磁錄密度的極限大幅提高。而今縱向記錄的最高磁錄密度已超過了100GB/in2。但是研究人員相信當磁錄密度遠遠超過120GB/in2時，數據的完整性就會難以保持穩定的狀態。屆時，垂直記錄將會成為主流的磁錄科技。

隨著超磁極限障礙的日益臨近，磁碟容量的驚人增長速度開始逐漸降低。在過去十年的高峰期，容量每過12個月便會增長一倍。日立環球存儲科技公司與其它廠商的科學家們認為垂直記錄技術可進一步預防超磁極限的影響，使磁錄密度有機會以每年40%的速度不斷增長。

憑借垂直記錄原理和抗磁力兩項優點，科學家相信垂直記錄技術的磁錄密度上限可比縱向記錄超出10倍。據目前的預測結果顯示，使用垂直記錄的磁錄密度最高將可達到1TB/in2。 兩到三年內，3.5英寸硬碟將能夠存儲1TB(兆位元組)的數據。

C. 硬碟的PMR垂直記錄和CMR垂直記錄有什麼區別

PMR（Perpendicular Magnetic Recording）垂直磁記錄

隨著技術的發展，現在PMR的磁記錄方式里，又細分出了兩種形式：CMR和SMR (這兩者是相互的一對概念)。

CMR稱為傳統磁記錄方式，這種方式保留了最早PMR替代LMR時的傳統技術，即：磁軌間留有保護間距，數據不會被重復疊寫。而SMR則被稱為疊瓦式磁記錄，是有重疊的磁記錄方式，在長時間寫入數據的時候，可能會出現速度急劇下降的情況。

LMR（Longitudinal Magnetic Recording）水平磁記錄

電腦硬碟在早期都是LMR的磁記錄方式，但是這種水平磁記錄方式導致硬碟的容量是個瓶頸，很難突破。所以有了後來的PMR垂直磁記錄，PMR出現後，硬碟的容量出現了突破，PMR逐漸替代了LMR成為主流。

D. 垂直記錄技術的垂直記錄

磁垂直記錄技術並非才出現，早在1977年被譽為現代垂直錄寫技術之父的日本東北工業大學校長及首席總監岩崎俊一（Shun-ichi Iwasaki）教授率先投入了這項技術的研究。岩崎俊一博士稱：「我在過去的四十八年中一直從事磁性錄寫技術方面的研究工作，研究發現該技術的成功在於其錄寫密度。直至1975年，我才發現垂直錄寫是走向高密度錄寫的不二法門，之後我不斷提倡把垂直技術引入現實科技中。我很高興這項科技將不久得以實現。」
應用了垂直記錄計數的硬碟在結構上不會有什麼明顯的變化，依然是由磁碟（超平滑表面、薄磁塗層、保護塗層、表面潤滑劑）、傳導寫入元件（軟磁極、銅寫入線圈、用於寫入磁變換的交流線圈電流）和磁阻讀出元件（檢測磁變換的GMR感測器或磁碟者新型感測器設計）組成。
微觀上看，磁記錄單元的排列方式有了變化，從原來的「首尾相接」的水平排列，變為了「肩並肩」的垂直排列。磁頭的構造也有了改進，並且增加了軟磁底層。這樣做的好處是：
1、磁碟材料可以增厚，讓小型磁粒更能抵禦超順磁現象的不利影響；
2、軟磁底層讓磁頭可以提供更強的磁場，讓其能夠以更高的穩定性將數據寫入介質；
3、相鄰的垂直比特可以互相穩定。
日立、希捷、東芝等公司的都已經演示了其開發的基於垂直記錄技術的硬碟樣品，其中東芝的1.8英寸垂直記錄硬碟樣品區域密度達到了133 Gbpsi，希捷的垂直記錄硬碟樣品的區域密度達到了170Gbpsi，日立公司也展示了區域密度達到了230 Gbpsi垂直記錄硬碟！這意味著我們將在不遠的未來看到容量為20GB的微硬碟和容量為1TB的3.5英寸硬碟面市。