容量与尺寸的博弈——硬盘技术的变迁

在便携式音乐播放器上大展身手

在个人电脑厂商要求降价和GMR磁头问世的双重因素影响下，90年代后期硬盘的价格快速下跌。硬盘磁头从薄膜磁头发展到MR磁头和GMR磁头，由此硬盘的面记录密度得以提高，但增长的势头却开始放慢。1998年后以年增长率100%的惊人速度快速提高的面记录密度，以2001年为分水岭年增长率降至30%左右。

本页将向读者介绍一直向大容量迈进的硬盘通过发掘小型化的附加价值，开拓音乐播放器、摄像机等新市场的动向。同时来考察一下大约30年前诞生、被寄予厚望却始终未能达到实用水平的垂直磁记录方式，为什么现在会突然开花结果。

面记录密度的增长缓慢

如前所述，凭借1998年问世的GMR磁头，硬盘面记录密度以年增长率100%的速度发展，但到了2001年前后，其发展前景开始风云突变。因为水平记录方式已经接近极限。

在此之前，已经出现过数次认为水平记录方式到达极限的说法。具有代表性的阶段一个是90年代初期，也就是处于研究阶段的MR磁头时代的后期，还有一个是90年代即将结束的时期，当时硬盘面记录密度的提高开始陷入僵局。但当时通过更新磁头、或减少磁头在记录媒体上的浮动高度，使得在仍使用水平记录方式的情况下面记录密度得以提高。此外，通过采用在记录层下加入稳定层、虚拟增加磁粒子体积的新型记录媒体“AFC（Antiferromagnetically Coupled，反铁磁体耦合）”等，解决了热稳定性问题。

然而，到了2002年前后，研究步入了真正的痛苦时期。当时的状况通过以下这些数字就能够看得出来：表明遇热后硬盘数据消失难易程度的热稳定性指标为“60”，在2002年8月举办的硬盘相关技术国际学会“TMRC（the magnetic recording coference，磁记录大会）2002”上发表的研究成果显示，面记录密度为130Gbit/（平方英寸）时，其硬盘热稳定性指标降到了64。而在此之前，无论技术人员怎么议论水平记录方式的极限问题，热稳定性指标也从未降到如此之低的程度。即使是在过去人们认为很难实现20Gbit/（平方英寸）的时期，也都保证了热稳定性指标在100以上。

小型、节省空间成为附加价值

硬盘的成长终于到头了？——就在硬盘行业笼罩着这种危机气氛时，一丝曙光显露出来。人们发现，除了提高记录容量外，还可以朝提高新的附加价值的方向努力。这丝曙光是2002年前后出现的。硬盘小型化设计浪潮开始涌动。

硬盘数据容量的发展。纵轴为东芝、富士通、美国日立环球储存科技公司、美国希捷科技公司销售的硬盘数据容量。参照硬盘有3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸、1英寸。不同的应用必需的数据容量各异。例如，要想用个人电脑录制电视节目，必须要有几百GB的硬盘。如果是普通办公室用途，几十GB就足够。另外，配备在音乐播放器等便携产品上的硬盘要求达到几GB的数据容量。

此前通常使用3.5英寸硬盘的台式电脑越来越多地开始使用2.5英寸硬盘、而通常使用2.5英寸硬盘的笔记本电脑则开始改用1.8英寸硬盘。一般来说，办公用个人电脑的硬盘容量有几十GB就足够用了。2.5英寸硬盘刚好就在这一时期，达到了这一容量。

台式电脑的机箱逐渐变小、笔记本电脑开始在办公室唱主角也是从这一时期开始的。比起容量，个人电脑硬盘的小型、轻量、低耗电显得更为重要。

“小型化能够带来附加值”——认识到这一点的硬盘厂商，争相涌入1.8英寸以下的小型硬盘市场。

音乐播放器开始配备数GB的硬盘

在大容量占绝对优势的情况下，让人们看到小型化设计的附加价值的重要契机正是以美国苹果电脑“iPod”为代表的便携音乐播放器的迅速兴起。苹果电脑2001年10月向市场投放了iPod，配备1.8英寸5GB硬盘。而5GB意谓着可以保存1000个音乐文件！

苹果电脑将便携式音乐播放器必需的数据容量界定在5GB的意义重大。因为这让硬盘厂商了解到只要能满足这样的数据容量，就能够开拓小型硬盘的新市场。

2002年之前，生产1英寸硬盘的厂商只有美国日立环球储存科技公司（HGST公司）一家，到2003年增加了中国南方汇通世华微硬盘有限公司（GS Magic Inc.）和美国Cornice公司、2004年又新增了美国希捷科技公司和美国西部数据公司（Western Digital Corp.）。最近的几年里，始终处于这五家公司互相竞争的状态，这使得小型硬盘市场飞速成长起来。

小型硬盘在苹果电脑推出iPod以前就有了。比如使用1英寸硬盘的美国IBM的“Microdrive”。于1999年问世的Microdrive一直没有普及开来。现在想想的话，1GB的数据容量与小型硬盘的应用并不相称，并且价格太高。“数量上不去价格就下不来”、“价格下不来数量就上不去”这样的鸡生蛋、蛋生鸡的争论持续不断。

iPod的亮相打破了这样的恶性循环。随后，苹果电脑于2004年开始销售配备1英寸硬盘的“iPod mini”，数据容量是4GB，仍与第一代iPod上市时基本相同。

闪存追赶的足音清晰可闻

设备向轻、薄、短小发展的结果，就是硬盘以小型为卖点一举开拓了市场。乍看之下显得一帆风顺的硬盘，其实地位也并不稳固。因为虽然当初硬盘的每bit单价比闪存等记录媒体便宜，但现在闪存却已经追赶了上来，在硬盘的背后，闪存追赶的足音清晰可闻。

在2004年的一年里，存放数据用的闪存价格下降了1/3。已经达到不到500日元（约合人民币37元）就可以购买512MB产品的水平，估计到2005年底1MB的价格约为4.5日元，2006年底1MB将会降到约1.5日元以下。也就是说，到2006年结束时，4GB的闪存可以做到与1英寸硬盘同等价格，约为6000日元（不到人民币450元）。

考虑到与小型硬盘相比，闪存要小得多、更省电，如果每比特单价相同的话，小型硬盘好不容易开拓出来的新市场就不得不拱手相让给闪存。

硬盘厂商当然也不甘心就这样束手就擒。小型硬盘还会向更大的容量发展。这便是垂直磁记录方式开始勃发出巨大生机。2004年12月，东芝在世界上率先推出了采用垂直磁记录方式的1.8英寸硬盘，其面记录密度达到133Gbit/（平方英寸），当时是世界上的最高水平。东芝在自己的便携音乐播放器“gigabeat F41”上配备了这款世界上率先采用垂直磁记录方式的硬盘，并于2005年6月开始销售。

硬盘厂商不在3.5英寸硬盘上，而是在2.5英寸和1.8英寸硬盘上采用垂直磁记录方式自有其道理，原因就在于这两种尺寸的硬盘今后有发展前途。2.5英寸可以用于笔记本电脑、1.8英寸可以用于音乐播放器。只要引进垂直磁记录方式这样的新技术，成本势必增加。因此，如果首先在有发展前途的硬盘上采用的话，便于更早地收回开发成本。

有趣的是，一家公司宣布采用垂直磁记录方式后，其他竞争公司也都一个接一个地决定采用垂直磁记录方式。已决定过渡为垂直磁记录方式的硬盘厂商有HGST公司、美国希捷科技公司、富士通。HGST公司已经确认由此可将面记录密度提高到230Gbit/（平方英寸），目前人们认为硬盘的面记录密度能够确保以年增长率30%的速度增加。

下一页，也是最后一页，将以处于研究阶段的小型硬盘的开发动向为基础，介绍小型硬盘与闪存之间的激烈竞争。