現在企業對高容量數據存儲的需求超過以往任何時候，因為當前在家辦公趨勢增加對云服務、視頻內容和圖像共享的使用。根據IDC稱，現在生成的大多數數據都存儲在具有成本效益的HDD中。

隨著高性能閃存驅動器成為主流，容量成為HDD制造商的重點。供應商使用面密度來表示HDD容量，通常是每平方英寸存儲的千兆數據。磁盤驅動器制造商一直在努力提高面密度，以節省空間、實現更高容量的驅動器并降低存儲成本。

存儲行業正在開發新興技術來提高面密度，垂直磁記錄（PMR）和帶狀磁記錄（SMR）技術將逐漸淘汰，這些新興技術包括熱輔助磁記錄（HAMR）和微波輔助磁記錄技術（MAMR）。HAMR與MAMR之間可能暫時難分伯仲，但它們將會影響未來在云端和數據中心中使用的HDD的類型。

|| PMR和SMR驅動器的當前狀態

第一款PMR驅動器于2005年問世，該驅動器采用一種新方法來擴展面密度。在這些驅動器中，位是垂直對齊，并且垂直于盤面放置，而不是水平放置。

隨后制造商進一步完善PMR技術–主要通過減少磁頭介質間距和尺寸以及其他進步。但對于在更小空間存儲數據方面，該技術已達到極限。每平方英寸約1.1兆兆比特數據，熱穩定性成為PMR驅動器的問題。隨著面密度和容量增加到TB范圍，位值變得不那么可靠。

后來出現兩種技術來替代PMR：SMR和二維磁記錄（TDMR）。SMR通過部分重疊寫磁道代替PMR的并行數據磁道布局。這種方法增加了每英寸的軌道數量，并縮小了軌道之間的空間。但是，SMR架構要求數據按順序寫入，否則，可能會出現性能問題。它需要對系統進行重大更改才能優化性能。

而TDMR使用多個讀取元素從一個或相鄰磁道讀取數據。通過組合來自多個回讀磁頭的信號，該方法改善了記錄磁道的信噪比。通過提供更強的信號，TDMR可以實現更高容量的驅動器，并可用于SMR和非SMR硬盤驅動器。

|| 在通往HAMR和MAMR的道路上HDD獲得能量幫助

熱不穩定性仍然是當今HDD技術的問題。越來越密集的驅動器要求存儲介質中具有更高的能量屏障，以保持熱穩定性。為了在更高的能量屏障下可靠地記錄數據，HDD執行器磁頭必須產生更強的磁場。驅動器制造商希望借助能量輔助磁記錄（EAMR）技術來做到這一點。通過使用熱量或微波，EAMR技術降低了存儲介質抵抗極性磁化強度變化的阻力，從而增加磁場和熱穩定性。這就是HAMR和MAMR技術的用武之地。

西部數據公司提出了間接能源輔助PMR，也被稱為能源增強PMR（ePMR）。該公司正在其最新發布的9盤式Gold 16 TB和18 TB HDD中使用ePMR。西部數據公司聲稱這些驅動器是EAMR的首個商業產品。西部數據公司表示，當使用ePMR時，可實現每英寸更大的比特數–通過向記錄磁頭施加電流以增加磁場并提高可寫性。

西部數據在開發MAMR HDD時提出了ePMR，MAMR HDD使用微波加熱存儲介質。MAMR和HAMR使用激光用于相同目的，它們被視為增加HDD容量的下一步。在未來幾年， HAMR與MAMR之間將會決出勝負。

|| 什么是MAMR技術？

MAMR技術最初是由卡內基梅隆大學電氣和計算機工程教授Jimmy Zhu開發。在2017年西部數據公司展示首個MAMR HDD。

MAMR技術使用比PMR更穩定的記錄介質，可容納更小的位區域。該驅動器的執行器磁頭包含一個自旋轉矩振蕩器，并在寫極附近產生電磁場。數據可以在較低的磁場下寫入介質，從而實現更密集更可靠的驅動器。MAMR技術不使用外部熱量，并且寫入工作溫度與PMR驅動器相似。此外，MAMR驅動器架構與PMR驅動器相似，只需要更改執行器頭即可。

西部數據公司使用鑲嵌處理來制造其執行器磁頭。這種方法使它可以塑造磁頭，并更精確地整合扭力振蕩器到磁頭組件。該公司還使用微致動器來微調致動器頭的位置，從而將致動器臂的鉸接點更靠近磁頭。致動器是驅動器中定位磁頭以讀取和寫入數據的部分。微致動器為超高密度驅動器提供了對致動器的更多控制。

MAMR技術可與其他技術結合使用，例如可減少磁頭阻力的充氦HDD。MAMR驅動器也有望整合多執行器技術，以提高吞吐量并加快讀取、寫入和驅動器重建的速度。

西部數據公司計劃在2023年后改用基于MAMR的驅動器。與此同時，該公司已經在其18 TB和20 TB Ultrastar DC驅動器中使用ePMR技術。

|| 什么是HAMR技術？

HAMR技術使用的記錄材料不太容易發生熱不穩定以及產生不可靠位值，這允許HDD中更小的記錄位。在寫入數據時，HAMR驅動器中使用的介質必須加熱。例如，希捷技術公司正在記錄磁頭中使用小型激光二極管作為熱源。這個激光會將希捷的玻璃記錄介質加熱到450攝氏度，然后該介質在納秒內迅速冷卻到室溫。這種方法使得更容易翻轉每個位的磁極性，從而允許將數據寫入更小的區域以實現更高的驅動密度。

希捷公司稱，HAMR工藝不會影響驅動器溫度或介質的溫度、穩定性和可靠性。某些HAMR驅動器會集成SMR技術，如果未按順序寫入數據，可能會遇到與SMR相同的性能問題。

希捷公司已與客戶共同試用16 TB HAMR驅動器，并計劃在2020年底前推出9盤式20 TB HDD。該公司表示，預計HAMR驅動器容量將每年增長30%，到2023年至少達到40 TB。

|| HAMR與MAMR

希捷公司并不是唯一制造HAMR HDD的供應商。西部數據和東芝正在探索HAMR和MAMR驅動器。而HDD媒體制造商Showa Denko K.K.在2020年初稱，他們已經開發出由鐵鉑磁性合金制成的薄膜介質，用于HAMR驅動器。通過這種新介質，可以開發容量高達80 TB的3.5英寸基于HAMR的HDD。

在HAMR與MAMR之爭中，尚不清楚哪種技術會勝出，但有一點很明確：HDD技術將繼續成為存儲市場上的中堅力量。究竟哪種技術將最終取勝，這將由未來幾年內推出的早期EAMR產品來決定。請密切關注HDD未來的發展。