【IT168 技术】在前面四篇文章中，我们介绍了磁盘的工作原理及相关知识，在本文中，我们将重点讲解如何对磁盘的容量以及密度进行测量，并对影响磁盘速度的相关因素进行简要分析。

　　容量测量

　　在1998年12月，国际电工委员会(IEC)推出IEC国际标准，规范了数据处理和数据传输领域使用的二进制前缀名称和符号。而在此之前，对于megabyte是否代笔哦100万字节(106)或者1 048 576字节(220)存在很多混淆。即便如此，这些新的前缀尚未广泛普及，现在仍然存在一些混淆。下图显示的是用于测量磁驱动器容量使用的单位缩写。

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　　根据这个前缀标准，1 mebibyte (1 MiB = 220 B = 1 048 576 B)和1 megabyte (1 MB = 106 B = 1 000 000 B)并不相等。因为这些前缀并没有广泛使用(可能永远也不会被广泛使用)，在大多数情况下，M既可以表示十进制数百位字节，也可以表示二进制兆字节。同样，G通常被用来表示十进制十亿字节和二进制千兆字节。一般情况下，内存值使用二进制值来表示，而磁盘容量两种都可以。这导致在报告磁盘容量时总是存在混淆，因为很多制造商往往使用让他们的商品看起来更好的数值。举例来说，驱动器容量通常是以十进制十亿来表示(G-Giga)，而大多数BIOS芯片和操作系统，例如Windows FDISK，是使用二进制千兆字节(Gi-Gibi)来表示。请注意，当bit和byte用于其他测量时，bite和byte的区别通常使用小写b或大写B来区分，例如，megabit通常是用小写b，Mb/s表示兆位每秒，而MB/s表示兆字节每秒。

　　磁盘密度

　　磁盘密度通常被用作硬盘驱动器行业的技术增长率指标，磁盘密度是线性每英寸位(BPI)(测量磁盘磁道长度)，乘以每英寸磁道数量(TPI)(测量磁盘径向)的结果。结果使用的单位是每平方英寸的兆位或千兆位，用来衡量驱动器记录技术的有效性。目前高容量驱动器的磁盘密度已经超过400 Gb/sq. inch。

　　驱动器采用导轨形式来记录数据，也就是磁盘上的圆形带。每个磁道分成几个扇区。下面第二张图显示的是一个真正的软盘，磁道和扇区都清晰可见，这个磁盘是5 1/4-inch 360 KB的软盘，每面有40个磁道，每个磁道被分为9个扇区(如图所示)。

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　　第9个扇区比其他扇区要长，这能够确保驱动器之间的转速差异，这样所有的数据可以在运行到磁道前被写入。

　　自1956年第一个磁存储驱动器(IBM RAMAC，磁录密度为2 Kb/sq. inch)面世以来，磁录密度一直在稳步上升，初期平均每年增长约25%(每四年翻一番)，然而在20世纪90年代，增长率达到每年60%(每一年半翻一番)。随后1991年MR磁头，1997年GMR磁头和2001年AFC介质的推出让磁录密度增长率达到每年100%。密度增长的速度非常惊人。在RAMAC驱动器推出后的50多年，磁存储的磁录密度增长率已经超过2亿倍，从2 Kb/sq. inch增长到2010年3TB驱动器的500 Gb/sq. inch。

　　目前的驱动器使用的是垂直记录技术，这种技术结合了具有非常高矫顽磁力介质，能够使未来磁存储密度达到1000 Gb/sq. inch或以上。科学家和工程师们也开始将目光投向其他未来技术，例如规则介质(patterned media)，可以让磁盘更加紧密结合而不互相干扰，以及全息存储(holographic storage)，一种利用激光束将计算机数据以三维方式进行存储的技术。

　　下图显示了磁盘密度的发展图。

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　　为了增加磁录密度，同时保持相同的外部驱动器形成因素，驱动器供应商已经开发出了介质和磁头技术来支持这些更高的磁录密度，例如陶瓷/玻璃盘片、GMR磁头、向准接触读写(pseudo-contact recording)和PRML电子。实现更高密度面临的主要挑战是驱动器磁头和磁盘能够以更小容错来运行。容错方面的改进和使用更多的盘片可以提高驱动器容量，但是驱动器制造商仍然在寻求更大的容量改进，通过改善当前使用技术和开发新的技术。

　　为了在给定大小的盘片存储更多数据，你必须让磁道更加紧密地联系在一起，磁头必须能够实现更高的精准度。这也意味着，随着硬盘容量的增加，磁头浮动必须更加接近磁面。在某些驱动器磁头和磁盘的距离接近10纳米(0.01微米)，几乎等于细胞膜的厚度。相比之下，人类头发直径约为80微米，比某些磁头和磁盘的距离要厚8000倍。