聚焦“一寸短”——2.5英寸硬盘专题

HGST Travelstar 80GN/5K80/7K60的两大技术

适应性格式化——不走寻常路

为什么Travelstar 80GN和Travelstar 7K60的数据传输率曲线始终起伏不定？

通常，很多评测工程师都喜欢看到硬盘在测试中画出一条从左向右（外圈到内圈）水平延伸→下降→继续延伸→再次下降……的台阶状数据传输率曲线，并且比较在意水平段是否平坦:是的话表明硬盘设计良好，否则意味着八成在哪里出了什么问题。依据这个标准来衡量，本次测试中两款Travelstar 80GN和Travelstar 7K60的数据传输率曲线都是不合格的。然而，今时不同往日，原来这3条看似起伏不定的曲线都是硬盘制造商有意为之的结果。

直到现在为止，固定格式化（Fixed Formatting）都是大多数硬盘生产时采用的方式，即在每个记录区（Recording Zone）内盘面的BPI（每英寸位数，存储面密度的切向分量）/TPI（每英寸磁道数，存储面密度的径向分量）都是固定不变的，如果有多个磁头、多张盘片，还要让所有盘面相应区域的BPI/TPI保持一致。这样一来，当磁头在某特定记录区内顺序访问时，数据传输率是基本不变的（即使切换磁头），在数据传输率曲线上看来就是一段水平的直线;而当磁头离开该记录区进入更内圈的区域，表现在数据传输率曲线上则是下了一个台阶，然后继续划水平直线。

Travelstar 80GN(40GB)数据传输率曲线

固定格式化的缺点是需要做大量的后勤统计工作，因为盘面各处总会存在细微差别，怎样确定每个记录区的BPI/TPI？而在多个磁头、多张盘片的情况下，还要考虑到各个磁头的能力不尽相同和磁轨宽度等问题，设置一个广为接受的BPI/TPI就更加困难。妥协的结果就是磁头和盘片的能力没有得到充分利用，不利于存储面密度的提高。

为了解决这个问题，HGST在Travelstar 80GN/5K80/7K60/E7K60四款新产品的生产中启用了适应性格式化（Adaptive Formatting）技术，通过在工厂里对每块硬盘单独进行磁头和盘面相匹配的调整，以优化BPI/TPI的方式对盘面进行格式化。其结果是硬盘的数据传输率依赖于磁头所在点的BPI/TPI，再考虑到多个磁头、多张盘片的情况，得到的数据传输率曲线就往往像锯齿般上下起伏，而且同一型号的不同个体之间数据传输率曲线形状差异也会较大。

通过对比Momentus的数据传输率曲线，我们可以更清楚地看到适应性格式化技术对Travelstar 80GN/7K60产生的影响。比较有趣的是，虽然HGST以Travelstar 5K80为例来说明适应性格式化，但我们测试的这块40GB型号却容易因数据传输率曲线起伏不甚明显而被误认为是采用固定格式化方式生产的硬盘。

随着存储面密度的进一步提高，固定格式化的弊端将愈发明显地暴露出来。据说Samsung（三星）已经在其单碟80GB的3.5英寸硬盘中采用了类似于适应性格式化的Adaptive Zone Layout技术，或许过不了几年上下起伏就是硬盘数据传输率曲线的必备元素了。

7K60“飞橇”制胜

7200RPM的Travelstar 7K60能耗怎么会比5400RPM的Travelstar 5K80还低？

在便携/袖珍式和最大电源模式这两种使用方案下，Travelstar 7K60的电池运行时间分别比Travelstar 5K80长3分钟和6分钟。难道7200RPM的马达比5400RPM的马达更省电？抑或更换一个Power Combo芯片就能如此显著地降低能耗？可能性都很小……会不会是测试误差呢？

我们有时容易忽略硬盘内部还有另一部马达——驱动磁头运动的音圈马达（Voice Coil Motor，VCM）。如果改进承载磁头的滑橇（slider）减轻VCM的负担，不同样可以节能吗？

Travelstar 7K60就是在磁头滑橇上下了工夫，在业内第一个采用了飞米滑橇（Femto Slider）。这里需要说明一下：硬盘行业习惯以Micro→Nano→Pico→Femto这样不断递减的数量级来命名不同外形尺寸的滑橇，现在为大多数硬盘所使用的皮米滑橇（Pico Slider）是在1997年引入的，距今已经6年了。当然，相邻两代滑橇的体积之比不可能真的达到千倍，例如皮米滑橇的长×宽×高是1.25mm×1.00mm×0.30mm，飞米滑橇则是0.85mm×0.70mm×0.23mm，每一个方向上“只”减小了大约30%，两者的重量分别是1.6毫克和0.6毫克。

按照HGST的说法，采用飞米滑橇（与皮米滑橇相比）对硬盘有以下三大好处：

1．减少11%的能耗。尺寸较小、重量较轻的滑橇具有更好的空气动力学效果，同时也减小了（支撑滑橇的）悬挂系统的尺寸和重量，自然有助于降低能耗。至于Travelstar 7K60的电池运行时间只比Travelstar 5K80长几分钟，是因为使用飞米滑橇节省的能耗大部分都用来贴补高速主轴马达的开销了——如果没有飞米滑橇，Travelstar 7K60的能耗很可能比Travelstar 5K80要高。

2．提高25%的（非操作）抗震能力。滑橇及悬挂系统重量越轻，对震动的抵抗能力就越强。Travelstar 7K60非操作状态下能够抵抗1000G/1ms的震动，而其他参测硬盘都只能达到800G/1ms。

3．可用于记录数据的盘片面积增加3.5%。飞米滑橇的宽度较窄，能够更贴近盘片外径飞行，从而获得更多可记录数据的盘片面积。

此外，飞米滑橇对磁头制造商也有好处——每块晶圆能生产的飞米滑橇数量比皮米滑橇高出65%，有助于降低成本。作为与Travelstar 5K80一同推出的产品，Travelstar 7K60有幸争得飞米滑橇的“首飞权”，并且出色地兑现了“耗电量与同系的5400RPM型号相当”的承诺。HGST已经着手在包括Microdrive、Deskstar和Ultrastar在内的全线硬盘产品中推广飞米滑橇以达到提高抗震能力、降低能耗和增大存储容量的目的，相信届时5400RPM和4200RPM的2.5英寸硬盘也会有令人惊讶的表现。