在這些存儲設(shè)備中，MRAM、內(nèi)存以及EPROM顯然不可能取代硬盤的地位，因為它們在容量上的難題很難解決，這不符合用戶的應(yīng)用本源。相對而言，擁有非易失性的MRAM有著不錯的潛力，但是當前的技術(shù)還不足以支撐大容量產(chǎn)品，因此MRAM威脅到硬盤的地位還需時日。
那么，閃存在與硬盤之間的較量結(jié)果又如何呢？可以看到，容量依舊是閃存的致命傷。如今主流硬盤容量在160GB左右，這對于閃存而言顯然并不怎么現(xiàn)實。如今2GB的高速CF大約需要900元，這幾乎是一個250GB硬盤的價格。在速度方面，閃存的優(yōu)勢僅僅是隨機存儲的尋道時間十分出色，其持續(xù)傳輸速度并不理想。以目前普及度較高的80X CF卡為例，實際讀寫速度可以穩(wěn)定在6MB/s（遠沒有達到80×150KB/s）的水準。而當前大多數(shù)硬盤的內(nèi)部傳輸率可以達到70MB/s，應(yīng)該說速度還是存在巨大的差異。

（圖01，CF的容量增長讓硬盤產(chǎn)業(yè)感到巨大壓力）
既然閃存卡的容量和速度在短時間內(nèi)無法對硬盤構(gòu)成威脅，那么其穩(wěn)定性是不是很有優(yōu)勢呢？可以肯定的是，很多用戶對于硬盤的壽命頗有不滿，無論是物理壞道還是磁頭故障都令人忐忑不安。但是舍去機械成分的閃存卡也并非是十全十美，因為FlashROM芯片也有損壞的可能，只不過其理論上的故障率將低于硬盤，而且抗震性更好一些。
不過以發(fā)展的眼光來看，隨著FlashROM芯片的存儲容量以及速度不斷改進，未來將會對硬盤存儲形成一定的沖擊。然而硬盤技術(shù)本身也在不斷改進，無論是容量還是速度都期待更大的突破。目前幾大硬盤廠商都將技術(shù)研發(fā)作為重點，捍衛(wèi)其在PC以及其它存儲領(lǐng)域的霸主地位。

二、 高轉(zhuǎn)速硬盤：萬轉(zhuǎn)桌面產(chǎn)品引領(lǐng)潮流
　　在2006年中，希捷、邁拓、西數(shù)、日立、三星這幾大主流硬盤廠商對產(chǎn)品線進行了全面更新，5400RPM低轉(zhuǎn)速硬盤徹底宣告退出市場，而更為成熟的7200RPM高轉(zhuǎn)速硬盤取而代之。客觀而言，隨著主流全面邁向7200RPM時代之后，硬盤在最為關(guān)鍵的內(nèi)部傳輸率以及尋道時間方面確實有一定幅度的增長，特別是采用8MB緩存設(shè)計的部分產(chǎn)品，帶給用戶更佳的性能體驗。

（圖02，8MB緩存的IDE硬盤）
　　然而不可否認的是，這種增長幅度依舊無法滿足大多數(shù)用戶的需求，在很多應(yīng)用環(huán)境下，硬盤速度仍然是整體系統(tǒng)中最為明顯的性能瓶頸。到目前為止，硬盤的實際內(nèi)部傳輸率還是無法突破80MB/s大關(guān)，這就意味著ATA133接口以及SerialATA接口將無用武之地。從硬盤的工作原理來看，想要大幅度提高性能的話，加快轉(zhuǎn)速幾乎是唯一的出路。
　　出于SCSI硬盤在高端用戶心目中獨一無二的地位，IDE硬盤向工作站和服務(wù)器領(lǐng)域的進軍可謂歷經(jīng)艱辛。一般普遍的觀點認為，與SCSI硬盤相比，IDE硬盤穩(wěn)定性相對較差，轉(zhuǎn)速低，同時對CPU依賴大。雖然大多數(shù)情況下，這的確是IDE硬盤的不足之處，但IDE硬盤制造商確力圖打破這一宿命。西數(shù)的Raptor硬盤已經(jīng)達到10000RPM，此時尋道時間已有驚人的5.2ms，而大部分IDE硬盤則要8-10ms。在持續(xù)傳輸率方面，轉(zhuǎn)速提高的Raptor也明顯優(yōu)于任何7200RPM的IDE硬盤。

（圖03，10000RPM的西數(shù)WD740GD硬盤）
盡管SCSI硬盤已經(jīng)讓15000RPM成為主流，但是桌面硬盤發(fā)展到10000RPM卻歷經(jīng)艱辛。擁有比IDE接口更為出色的Serial-ATA將會把萬轉(zhuǎn)桌面硬盤發(fā)揚光大?；蛟S明年這個時候，我們應(yīng)該稱7200RPM硬盤為低端產(chǎn)品，真正的高端硬盤應(yīng)當是10000RPM的SATA2產(chǎn)品。

　三、解決容量危機：垂直磁化技術(shù)剖析

平心而論，近幾年硬盤技術(shù)的發(fā)展相當緩慢。相對于CPU、顯卡等呈幾何倍數(shù)的增長趨勢，硬盤似乎有些郁郁寡歡。在容量方面，80GB在2001年年底就已經(jīng)是主流了，而時至今日80GB仍然作為主流硬盤容量活躍在市場上。不過隨著垂直磁化技術(shù)浮出水面，硬盤容量將會有巨大的突破，真正解決這場迫在眉睫的容量危機。

1． 為何存儲密度無法提高
　　由于硬盤內(nèi)集成的盤片數(shù)不可能很多，因此單碟容量上的突破就顯得很有必要。單碟容量的提高意味著生產(chǎn)廠商研發(fā)技術(shù)的提高，這所帶來的好處不僅是使硬盤容量得以增加，而且還會帶來硬盤性能的相應(yīng)提升。
　　
　　小知識：單碟容量對于提高速度的幫助
　　單碟容量的提高就是盤片磁道密度（每英寸的磁道數(shù)）的提高，磁道密度的提高不但意味著提高了盤片的磁道數(shù)量，而且在磁道上的扇區(qū)數(shù)量也得到了提高，所以盤片轉(zhuǎn)動一周，就會有更多的扇區(qū)經(jīng)過磁頭而被讀出來，這也是相同轉(zhuǎn)速的硬盤單碟容量越大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率就越快的一個重要原因。此外單碟容量的提高使線性密度（每英寸磁道上的位數(shù)）也得以提高，有利于硬盤尋道時間的縮短。
　　
　　
　　在硬盤技術(shù)發(fā)展初期，提升磁盤的存儲密度十分容易，此時也就是更大的單碟容量。然而，目前硬盤廠商卻碰到了難題。盤片是在鋁制合金或者玻璃基層的超平滑表面上依次涂敷薄磁涂層、保護涂層和表面潤滑劑等形成的。盤片以4200RPM～15000RPM的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，磁頭則做往復(fù)的直線運動，而可以在盤片上的任何位置讀取或者寫入信息。微觀的來看，盤片上的薄磁涂層是由數(shù)量眾多的、體積極為細小的磁顆粒組成。多個磁顆粒（約100個左右）組成一個記錄單元來記錄1bit的信息——0或者1。
　　這些微小的磁顆粒極性可以被磁頭快速的改變，而且一旦改變之后可以較為穩(wěn)定的保持，磁記錄單元間的磁通量或者磁阻的變化來分別代表二進制中的0或者1。磁顆粒的單軸異向性和體積會明顯的磁顆粒的熱穩(wěn)定性，而熱穩(wěn)定性的高低則決定了磁顆粒狀態(tài)的穩(wěn)定性，也就是決定了所儲存數(shù)據(jù)的正確性和穩(wěn)定性。但是，磁顆粒的單軸異向性和體積也不能一味地提高，它們受限于磁頭能提供的寫入場以及介質(zhì)信噪比的限制。當磁顆粒的體積太小的時候，能影響其磁滯的因素就不僅僅是外部磁場了，些許的熱量就會影響磁顆粒的磁滯（譬如室溫下的熱能），從而導(dǎo)致磁記錄設(shè)備上的數(shù)據(jù)丟失，這種現(xiàn)象就是“超順磁效應(yīng)”。

2． 垂直磁化存儲技術(shù)的奧秘
　　為了盡可能的降低“超順磁效應(yīng)”，業(yè)界通過提高磁顆粒異向性、增加熱穩(wěn)定性來解決。磁顆粒異向性的提高固然使得磁記錄介質(zhì)更加穩(wěn)定，但是必需同時提高寫入磁頭的寫入能力。另外，磁顆粒體積的縮小，也需要進一步提高讀取磁頭的靈敏度，于是MR磁阻磁頭和GMR巨磁阻磁頭相繼應(yīng)運而生。GMR磁頭技術(shù)的水平記錄區(qū)域密度已經(jīng)達到了133Gbit以上，然而133Gbit還遠遠不夠，為了實現(xiàn)更大的存儲密度，必須再縮小磁顆粒，此時“超順磁效應(yīng)”就成為最頭疼的問題。
　　垂直磁化記錄從微觀上看，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?yōu)榱恕凹绮⒓纭钡拇怪迸帕?。磁頭的構(gòu)造也有了改進，并且增加了軟磁底層。這一改變直接解決了“超順磁效應(yīng)”，并且可以將硬盤的單碟容量提高到400GB左右，這為今后的容量突破提供了充足的空間。
　　垂直記錄的另一個好處是相鄰的磁單元磁路方向平行，磁極的兩端都挨在一起，而縱向記錄相鄰的磁單元只在磁極一端相接，因此這項技術(shù)對于穩(wěn)定性的改進也是頗有成效的。另外值得我們高興的是，垂直磁化技術(shù)的出現(xiàn)對于硬盤速度是有巨大貢獻的。僅僅是單碟容量的提升就足以我們歡欣鼓舞，我們可以因此而期待更高的內(nèi)部傳輸率。此外，垂直磁化技術(shù)要求磁頭在技術(shù)上有所改進，此時也能加強尋道能力。不過更為重要的還是垂直磁化與高轉(zhuǎn)速技術(shù)相結(jié)合。據(jù)悉，在磁盤存儲密度大幅度提高之后，高轉(zhuǎn)速變得更有實際意義。此前SCSI硬盤盡管實現(xiàn)了15000RPM，但是實際持續(xù)內(nèi)部傳輸率卻并不高。而當垂直磁化技術(shù)普及應(yīng)用之后，我們有望看到桌面硬盤順利邁向10000RPM級別，并且展現(xiàn)出更加完美的性能。
四、面面俱到：硬盤進入多元化發(fā)展軌道
轉(zhuǎn)速的提高與單碟容量的提升固然重要，但是硬盤技術(shù)的發(fā)展需要從多個角度齊頭并進。為此，我們已經(jīng)看到外部接口、緩存技術(shù)以及軟件優(yōu)化技術(shù)等多方面的新技術(shù)頻頻出現(xiàn)?？梢灶A(yù)見，來年的硬盤市場將真正以技術(shù)競爭為主導(dǎo)，各種新型產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)市場，而目前的新興技術(shù)也將普及化應(yīng)用。
　　外部接口技術(shù)一直領(lǐng)先于硬盤內(nèi)部傳輸率，因此我們一直難以察覺到這項技術(shù)的重要性。隨著未來硬盤的轉(zhuǎn)速全面提升到10000RPM，并行ATA133以及SATA肯定力不從心，此時SATA2將迎來真正的春天。已經(jīng)正式出臺SATA2標準將接口帶寬提高到3Gbs，而且NCQ功能可以有效改善硬盤的隨機存儲速度。
　　如果說外部接口技術(shù)沒有太多的實用價值，那么緩存技術(shù)的改進則令人不容忽視。邁拓MaxLine III已經(jīng)內(nèi)置16MB SDRAM緩存，而測試結(jié)果也證明這對于隨即讀取片段式數(shù)據(jù)大有裨益。不要簡單地以為增大緩存容量僅僅是多加一款SDRAM芯片，這其中還牽涉到緩沖器的命中率與分配問題。既然邁拓已經(jīng)能夠令16MB緩存發(fā)揮性能優(yōu)勢，那么表明未來硬盤肯定將會向著更大緩存容量的方向發(fā)展。

（圖04，16MB緩存的邁拓MaxLine III硬盤）

　　小知識：NCQ技術(shù)如何提高性能
　　NCQ的全稱為Native Command Queuing，是2.0版本SATA規(guī)范支持的一種新功能。NCQ技術(shù)并沒有提高硬盤的轉(zhuǎn)速也沒有加大緩存容量，更不是提高接口帶寬，而是從數(shù)據(jù)存儲方式著手改進。下面的兩個圖分別表示了沒有采用NCQ技術(shù)和采用了NCQ技術(shù)的兩種不同的情況（圖05，NCQ技術(shù)原理）。支持NCQ技術(shù)的硬盤對接收到的指令按照訪問地址的距離進行了重排列，這樣對硬盤機械動作的執(zhí)行過程實施智能化的內(nèi)部管理，大大地提高整個工作流程的效率：即取出隊列中的命令，然后重新排序，以便有效地獲取和發(fā)送主機請求的數(shù)據(jù)。在硬盤執(zhí)行某一命令的同時，隊列中可以加入新的命令并排在等待執(zhí)行的作業(yè)中。顯然，指令排列后減少了磁頭臂來回移動的時間，使數(shù)據(jù)讀取更有效。

寫在最后：
憑借容量和速度上的巨大優(yōu)勢，硬盤依然是外存儲器的首選。盡管諸如閃存以及MRAM等存儲技術(shù)已經(jīng)威脅著硬盤的霸主地位，但是硬盤本身的技術(shù)也在不斷進步中。在很長一段時間內(nèi)，硬盤的容量增長趨勢將會保持樂觀，我們也有望使用廉價的海量硬盤。但是限于硬盤的結(jié)構(gòu)，其速度發(fā)展?jié)摿Ψ浅Ｓ邢蓿踔翆さ浪俣仁遣豢赡芨淖兊娜蹴?，因此新型存儲技術(shù)依然有著趕超硬盤的機會，只是我們還需要耐心等待……