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SMR 叠瓦式磁记录技术原理介绍附视频

2015-12-05 14:45来源:中国存储网
导读:叠瓦式磁记录技术通过压缩磁道间距获得更大的面密度。磁道彼此重叠,好像屋顶的瓦片,而得以在相同空间写入更多数据。

SMR 叠瓦式磁记录技术原理介绍附视频

关于SMR

叠瓦式磁记录技术(Shingled Magnetic Recording)简称SMR,希捷(Seagate)、威腾(WD)、东芝(Toshiba)等厂商于2010年共组技术联盟,开始研发叠瓦式磁记录技术,到了2013年10月的时候,希捷宣布SMR硬盘全球出货超过100万。

SMR技术原理

传统上,磁道空间随着记录头的读取器和写入器元素的尺寸而缩减(图 1)。

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图 1.传统磁道空间

当今垂直磁记录硬盘的读取器和写入器元素已达到物理极限。没有新的记录技术,这些元素将无法变得更小,其读取和写入的磁道亦然。

SMR 通过压缩磁道间距获得更大的面密度。磁道彼此重叠,好像屋顶的瓦片,而得以在相同空间写入更多数据。随着新数据写入,硬盘磁道会缩减,或呈瓦状。因为硬盘头上的读取器元素小于写入器,所有数据均可在不牺牲数据完整性或可靠性的前提下从缩减的磁道读取。此外,传统的读取器和写入器元素仍可用于 SMR。这使新产品无需大量新的生产资本投入,并将确保支持 SMR 的硬盘保持低廉成本。

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图 2.SMR 技术支持的磁道空间

用户需要重写或更新现有信息时,SMR 硬盘需要纠正的不仅是请求的数据,而且包含后续磁道的任何数据。由于写入器宽于缩减的磁道,周围磁道的所有数据实质上均被提取,并因此需要在稍后进行重写(图 3)。重写后续磁道的数据时,SMR 硬盘将需要纠正后续磁道的数据,并相应重复该过程直至硬盘末尾。

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图 3.写入器在缩减的磁道上重叠

因此,SMR 将磁道分组为段,而瓦片化过程也在这里结束(图 4)。这使 SMR 硬盘得以更好地管理这些重写。通过将磁道分组为优化需要重写的磁道数量的段,这还改善了硬盘的写入性能。

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图 4.SMR 段结构

SMR 硬盘内段的架构根据硬盘将要集成的应用进行了自定义。每个硬盘产品线都满足其特定的产品需要,并使用 SMR 按应用提供最佳结果。

英语好的看看视频吧,叠瓦式磁记录(SMR)技术原理演示视频

 

最后,上干货:Principles of Operation for Shingled Disk Devices(SMR叠瓦式磁记录技术操作原理),很好的一篇国外研究文章。

PMR

垂直记录技术(Perpendicular Magnetic Recording, PMR),大幅提高了磁记录密度。

应用了垂直记录计数的硬盘在结构上不会有什么明显的变化,依然是由磁盘(超平滑表面、薄磁涂层、保护涂层、表面润滑剂)、传导写入元件(软磁极、铜写入线圈、用于写入磁变换的交流线圈电流)和磁阻读出元件(检测磁变换的GMR传感器或磁盘者新型传感器设计)组成。

微观上看,磁记录单元的排列方式有了变化,从原来的“首尾相接”的水平排列,变为了“肩并肩”的垂直排列。磁头的构造也有了改进,并且增加了软磁底层。这样做的好处是:

 1、磁盘材料可以增厚,让小型磁粒更能抵御超顺磁现象的不利影响;

 

 2、软磁底层让磁头可以提供更强的磁场,让其能够以更高的稳定性将数据写入介质;

 

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