硬盘磁记录技术的发展概况

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Jan 4, 2007, 10:36:28 PM1/4/07
to 供应消磁机和磁介质粉碎机
一、 硬盘磁记录技术的发展概况
硬盘自80年代被普遍应用于个人计算机及服务器以来,在磁记录方面经历了感应磁头、磁阻磁头、巨磁阻磁头,它们被称为"水平磁记录"技术,该技术将平均尺寸在8到10纳米之间的磁性晶粒排列在同一个平面内,磁性晶粒被磁头延水平方向磁化,目前,使用该技术生产的硬盘已达400GB,如果继续增加磁性颗粒的密度,会导致颗粒之间的互斥干扰增加,记录质量则不能得到有效提高,这称为超常磁性效应。
从市场情况看,采用"水平磁记录"技术生产的硬盘技术成熟、价格低廉,容量可以满足绝大部分用户的实际需要,因此,今后一段时间内,该技术生产的硬盘仍然会成为主流。
但是,采用"水平磁记录"技术难以突破容量的限制,近日,有硬盘厂家宣布成功研制基于"垂直磁记录"技术的硬盘。该技术为了增加单位磁性晶粒的密度,将磁性晶粒由水平排列改为垂直排列,磁头也将由巨磁阻磁头改为"隧道磁阻磁头",磁性晶粒被磁头沿垂直方向磁化,并通过增加一个新增的软磁底层以加大相邻粒子的磁耦合,从而有助于在保证记录质量的同时进一步提高存储密度。
从实际应用看,最先使用垂直磁记录技术的硬盘有可能是3.5吋或更小尺寸的硬盘。


另外,正在研究的硬盘还包括"热辅助垂直磁记录"技术,该技术为了继续增加磁性晶粒的密度,采用了铁铂合金的磁晶颗粒,其室温下的矫顽力很大。现有的写入磁头所提供的磁场不能有效的翻转这些磁性颗粒的磁化方向,而自然界已知的软磁材料都不能提供这种超高磁场。一种可能的解决方案是利用热辅助磁记录(HAMR=Heat
Assisted Magnetic
Recording)或称激光磁记录来实现数据擦写。在字节写入时用激光加热磁头正在写入的区域,并在写入后迅速冷却,从而实现数据写入和保存,该技术预计2009年才能研制成功,因此,在未来几年里不可能出现基于热辅助磁记录技术的硬盘。

二、 存储容量、记录密度、存储方式和矫顽力相互关系
1、 硬盘存储容量 = 单面存储容量 *
使用的磁盘盘面数,比如:120GB是由两个盘片组成,每个片面容量为40GB,共使用了三个盘面,因此总容量为:40GB*3
=120GB。400GB硬盘由3个盘片组成,每面约70GB,使用6个面,共计:70GB*6
=
420GB(一般厂家都在硬盘中留一定富余空间,供坏块使用)。
2、 实际上,确认同一磁记录方式下,不同硬盘盘面磁性晶体矫顽力大小的不是硬盘的总容量,而是单面盘面上单位长度内磁记录的密度,密度越高,原则上矫顽力越强,因此,笔记本硬盘的磁记录密度高于同容量大硬盘。
3、 存储方式有"水平磁记录"和"垂直磁记录"两种方式,磁场方向正好成90度,这对于螺线管产生的水平磁场,只要达到一定强度,"水平磁记录"方式是可以被安全销毁的,但是,"垂直磁记录"方式是否仍可被销毁,需要实际测试。
4、 由于磁性晶体属永磁体颗粒,因此,使用矫顽力(Oe)来衡量消毁数据的难度。从存储容量、磁记录密度、存储方式三方面来看,影响最大的是存储方式,其次是磁记录密度。可以说:在同一存储方式下,如果可以销毁磁记录密度高的硬盘,那么对于密度低的硬盘,也可以销毁。
5、 另外,关于硬盘磁屏蔽问题,目前的硬盘全部采用非导磁材料(铝)制成外壳主体(至少五面,它们是:底面、四个侧面),这种结构对于消磁不产生影响,长远看,硬盘外壳不可能采用导磁材料,因为,不仅难于铸造,成本也高。

三、 目前不同存储介质矫顽力调查表
介质名称 矫顽值(Oe)
磁卡 300-600
5.25" 360k软盘 300
5.25" 1.2M软盘 675
3.5" 720k软盘 300
3.5" 1.44M软盘 700
3.5" 2.88M软盘 750
3.5" 21M软盘 750
1/2"磁带 300
1/4" QIC磁带 550
8mm金属磁粉带 1500
DAT金属磁粉带 1500
4mm DDS-1磁带 1550
4mm DDS-2磁带 1650
4mm DDS-3磁带 2300
4mm DDS-4磁带 2350
八十年代的硬盘(水平磁记录) 900-1400
九十年代的硬盘(水平磁记录) 1400-2200
2000年以后的硬盘(水平磁记录) 2000-3400
2005年以后的硬盘(垂直磁记录) 4600-4900

四、 硬盘消磁器的场强要求
对于消磁场强来说,按照一般原理,对消磁有效区的最低点场强不应低于被消磁介质表面磁性晶体矫顽力的1.5倍才比较安全,综合上述调查,目前以及将来,对硬盘消磁存在以下三种情况:
采用的技术 矫顽力(Oe) 消磁场强(Gs) 预计出现的时间
采用水平磁记录方式 ≤3400 ≥5100(水平) 正流行
采用垂直磁记录方式 ≤4900 ≥7350(垂直(1)) 2005年出现
热辅助垂直磁记录方式 热辅助时
≤4900 热辅助时
≥7350(垂直(1)) 预计2009年
(未知)
(1)对于水平磁场能否销毁垂直磁记录硬盘,目前尚无试验进行支持,待该类硬盘上市后,才能够通过测试得出结论。

五、 结束语
随着硬盘记录方式的快速发展,消磁设备也应该不断发展,目前流行的全部是水平磁记录方式的硬盘,水平磁记录方式的硬盘容量可达到800GB,该类硬盘的矫顽力一般不高于3400(Oe),由于成本原因,目前市面上尚无采用垂直磁记录技术硬盘销售,可预见的一段时间内,水平磁记录方式的硬盘也将因为价格低廉、容量够用而占据主导地位,对于可以产生7000(Gs)平均场强的消磁设备来说,是可以销毁该类硬盘的。
采用垂直磁记录技术硬盘是否可以通过水平磁场销毁,理论上是可以尝试的,但还需要进行实际检测加以支持,即使不行,也可以对消磁设备进行改进,从而达到销毁数据的目的!
对于热辅助垂直磁记录硬盘,由于处于试验室阶段,很多参数没有公开,因此,只有等到2009年该设备成功问世,才可以开发针对性的消磁产品。


XBC-01型磁性存储介质信息清除机(简称消磁机)
用途:用于快速彻底地清除硬盘、软盘、磁带、磁卡等磁性存储介质上的数据,被清除数据的介质外观完好,除硬盘外,均可以再次使用,硬盘可安全的用于保修服务和丢弃处理。
本产品获得:
国家保密局信息安全产品检测证书(编号:ISSTEC2005YT0209)
军用信息安全产品认证证书 (军密认字第0431号)
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