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半導(dǎo)體/PCB

玻璃盤(pán)片、激光加熱 盤(pán)點(diǎn)影響未來(lái)電腦硬盤(pán)容量的新技術(shù)

Nick 來(lái)源:江南時(shí)報(bào)2019-03-14 我要評(píng)論(0 )   

技術(shù)發(fā)展帶來(lái)成本降低的同時(shí),也使得一些過(guò)去的耐用品變成了快速消費(fèi)品。很多朋友感覺(jué)近幾年的電腦硬盤(pán)不如過(guò)去耐用,小編接下來(lái)為大家盤(pán)點(diǎn)除了玻璃盤(pán)片之外,近幾年硬...

近日,日本光學(xué)玻璃制造商HOYA宣布投資2.7億美元興建工廠,制造適用于3.5寸硬盤(pán)的玻璃盤(pán)片。對(duì)于經(jīng)歷過(guò)IBM玻璃盤(pán)故障的朋友不禁要問(wèn):玻璃盤(pán)片這是又要出來(lái)作妖了嗎?!

技術(shù)發(fā)展帶來(lái)成本降低的同時(shí),也使得一些過(guò)去的耐用品變成了快速消費(fèi)品。很多朋友感覺(jué)近幾年的電腦硬盤(pán)不如過(guò)去耐用,小編接下來(lái)為大家盤(pán)點(diǎn)除了玻璃盤(pán)片之外,近幾年硬盤(pán)技術(shù)的發(fā)展史。

機(jī)械硬盤(pán)在2010年左右迎來(lái)“4K高級(jí)格式化”,扇區(qū)大小從傳統(tǒng)512字節(jié)擴(kuò)展到4K字節(jié),由此帶來(lái)了更高的磁記錄密度和更強(qiáng)的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)能力。不過(guò)與此同時(shí),4K高級(jí)格式化也對(duì)操作系統(tǒng)安裝和使用帶來(lái)了一些不便。好在同時(shí)期固態(tài)硬盤(pán)也開(kāi)始進(jìn)入到家用電腦,閃存將4K扇區(qū)的必要性提高到了無(wú)法拒絕的程度。

2013年問(wèn)世的SMR疊瓦磁記錄則是一項(xiàng)進(jìn)一步挖掘磁道密度潛力的舉措。由于寫(xiě)入磁頭的寬度較大,磁道必須編排為磁道組,在寫(xiě)入時(shí)進(jìn)行先讀取再合并,最后寫(xiě)入的復(fù)雜過(guò)程,對(duì)硬盤(pán)性能產(chǎn)生了極為不利的影響。SMR至今仍然是一個(gè)用戶非常敏感的技術(shù),大多數(shù)硬盤(pán)廠商不會(huì)輕易透露它的應(yīng)用情況。幾乎是在同一時(shí)期,固態(tài)硬盤(pán)也剛剛邁入到TLC閃存時(shí)代,存儲(chǔ)容量提升的同時(shí),固態(tài)硬盤(pán)的讀寫(xiě)性能以及寫(xiě)入耐久度也發(fā)生了下滑。

固態(tài)硬盤(pán)的第三次技術(shù)革命來(lái)的更早一些,3D閃存在2018年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)普及,2019年還將發(fā)展出96層堆疊高度,QLC閃存也有機(jī)會(huì)進(jìn)入實(shí)用化。3D閃存除了提高存儲(chǔ)容量之外,可靠性和寫(xiě)入速度相比2D閃存同樣有了很大的進(jìn)步,同時(shí)也沒(méi)有明顯的缺點(diǎn)。下圖為東芝BiCS4閃存晶圓,使用96層堆疊技術(shù),單Die容量512G比特。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),一個(gè)閃存顆粒封裝8個(gè)閃存小芯片,就能提供512GB的容量。

在大容量存儲(chǔ)方面,固態(tài)硬盤(pán)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在了機(jī)械硬盤(pán)的前面。相比最大容量14TB的機(jī)械硬盤(pán),目前已經(jīng)有容量雙倍于它的固態(tài)硬盤(pán)。下圖是東芝PM5企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán),2.5寸SAS接口,提供30720GB存儲(chǔ)容量。

而機(jī)械硬盤(pán)要邁向的下一步是HAMR/MAMR,即熱輔助/微波輔助磁記錄。雖然本質(zhì)上還是提升磁記錄密度,但這次要在磁頭上做出更具革命性的變化:加裝激光加熱或微波發(fā)射裝置,短時(shí)內(nèi)令盤(pán)片上的磁性數(shù)據(jù)記錄材質(zhì)達(dá)到磁頭可改寫(xiě)的狀態(tài),之后再迅速冷卻至可長(zhǎng)期穩(wěn)定保存的狀態(tài)。玻璃的熱脹冷縮系數(shù)比金屬鋁更低,成為HAMR熱輔助磁記錄硬盤(pán)的理想盤(pán)片材料。在此之前,玻璃盤(pán)片只被用在部分2.5寸筆記本電腦硬盤(pán)當(dāng)中,主要用到了玻璃盤(pán)片更薄更輕的特性。

目前機(jī)械硬盤(pán)只剩每GB價(jià)格這么一個(gè)賣點(diǎn),在可靠性方面3D閃存固態(tài)硬盤(pán)也已走在了機(jī)械硬盤(pán)的前面。

過(guò)去幾年,固態(tài)硬盤(pán)在家用電腦中扮演“系統(tǒng)盤(pán)”的角色,尚需要有機(jī)械硬盤(pán)的容量輔助。

不過(guò)隨著64層或更高堆疊層數(shù)3D閃存的成熟,家用固態(tài)硬盤(pán)的甜點(diǎn)容量已經(jīng)提升至480GB一線,960GB容量也不再像過(guò)去那樣高不可攀。對(duì)于不少家庭用戶而言,固態(tài)硬盤(pán)徹底替代機(jī)械硬盤(pán)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

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