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现在，250GB的硬盘已经成了标配，1TB（1000GB）的早就不是什么新奇事物，但见过几个GB硬盘和现在主流硬盘的人，肯定会发现硬盘的“肚子”没有容量变化那么夸张，依旧是“砖头”式的“身形”。硬盘是如何在不影响“身形”的情况下，把容量“弄大”的呢？今天琪琪老师将和同学们一起解开这个谜。
几年前的10.2GB硬盘（上）和现在的250GB硬盘（下）体形相差无几
硬盘为何要把容量弄大
随着高清视频和高画质大型3D游戏的盛行，大家对硬盘容量的要求是越来越高。目前已经是250GB的天下了。除了满足大家的需求外，其实硬盘还承受着新兴势力地冲击，比如近些年常露面的固态硬盘、混合硬盘等。它们比传统硬盘更安全、更节能，所以传统硬盘就必须把自己的容量弄得更大，让每GB的价格远远低于其它硬盘，这样才可以在市场中站住脚。
小贴士：固态硬盘
固态硬盘（Solid State Disk，简称SSD）通俗点说它就是容量更大，速度更快的“闪存”，它的特点是无噪音，而且非常省电。目前，固态硬盘读、写速度分别可以达到100MB/s和60MB/s，和传统台式机硬盘读写速度相当（图1）。
图1
混合硬盘
简单地说，它就是在传统硬盘的基础上加了一个超大容量的“缓存”，系统调用数据时，会先到缓存里面找，找不到就会到硬盘里面找。如果这个缓存足够大，就可以装更多的数据供系统调用，数据命中率就会提高。
哪些方法能把容量弄大
上周我们简单介绍了硬盘盘片，知道数据都是储存在盘片上的。其实真正起储存作用的是盘片上带有磁性的细微颗粒，称为磁颗粒。我们知道磁极分为南北极，而电脑运算用的是二进制，所以南北极正好和二进制的“0”和“1”一一对应，常用的数据就可以用南北极表示了。所以要让硬盘装更多的东西，就要在盘片上下功夫，比如在盘片上多“放”一些磁颗粒，多装盘片进去，甚至增大盘片面积。
为了大家便于理解，我们再举个例，一辆公交车最多只能装40个人，如果要装更多人，就要改装公交车。那么这辆公交车要么变成双层的；要么不要座位，大家全部站起来；要么加宽车厢。反正为了装的人更多，设计者要从平面、立体等各方面想办法。硬盘增加容量也是如此，为了让硬盘能够储存更多数据，工程师就必须从前面提到的几个方面想办法。
方法如何实现
1.增大盘片面积
公交车要装更多人，加宽车厢是最简单的方法。这个方法在硬盘身上就是增大硬盘盘片面积。
在讲硬盘外形的时候，我们了解了3.5英寸和2.5英寸分别是指的硬盘盘片的直径，这个参数常表示硬盘外形的大小。其实这个参数也影响着硬盘容量的大小。最典型的例子就是笔记本硬盘和台式机硬盘。目前台式机硬盘大多为3.5英寸规格的，而笔记本为2.5英寸的。但两者主流的容量却相差较大，台式机硬盘主流容量为250GB，而笔记本硬盘容量还停滞在100GB左右。容量差距如此之大除了和笔记本用户需求、硬盘成本等有关系外，盘片的大小也是其中的一个重要原因。
小贴士：由于笔记本电脑对便携性要求高，所以笔记本硬盘重量越轻越好，外形越小越好。虽然笔记本硬盘仍有不少是2.5英寸的，但1.8英寸的笔记本硬盘也在小尺寸笔记本电脑市场上占有一席之地（图2）。
图2 2.5英寸硬盘（左）和1.8英寸硬盘（右）对比
2.加盘片
大家学了第一种增加硬盘容量的方法，是不是觉得这种方法靠不住。因为硬盘容量一旦翻番，盘片面积也要激增，这样下去硬盘的“身材”早就不是现在这个样子了。于是工程师们找到了第二种解决方案——加盘片。
加盘片，简单点说就是在原有的基础上，加上硬盘盘片，达到提高容量的目的。比如现在的技术最多能让一张盘片放250GB的内容，那么要生产500GB硬盘的时候，就会在硬盘盒子里面放两张这样的盘片（图3）。
图3
小贴士：硬盘容量有时候不是250GB的倍数，比如320GB。这个时候厂商们就会通过一些技术手段，让本来可以放250GB内容的盘片只能放160GB的数据，然后用两张这样的160GB盘片组成320GB硬盘。
同学们可能会问，盘片从原来的一张变成了两张，硬盘的厚度是不是也会跟着增加呢？不一定。在以前，硬盘采用单盘片时，厂商会给它专门弄一个薄一些的硬盘外壳，普通用户很容易从厚度上区分单、双盘片硬盘。后来，硬盘厂商干脆就统一了盒子，都采用可以容纳多盘片的硬盘壳（图4）。不过我们仍然可以从重量上区分它们，盘片多就要重一些。只要是同品牌的产品，而且盘片数量差距较大，用手掂量掂量就可以区别出哪个硬盘里的盘片多一些。
图4 4张盘片的1TB硬盘（左）与两张盘片的250GB硬盘（右）一样高
小贴士：盘片能放多少张
希捷的1TB硬盘由4张250GB的盘片组成，但这不是硬盘外壳装盘片数量的极限。它的极限为5张，但由于盘片过多也会使出故障的几率上升，所以在没有把出故障的几率控制好的情况下，厂商们是不会轻易推出5盘片硬盘的。
3.多放磁颗粒
不管是增加盘片面积还是加盘片，肯定会增加厂商的材料成本，这是厂商不愿意看到的。于是它们就希望能够让同一张盘片多“放”一些磁颗粒，这样就可以多储存一些内容。而垂直记录技术很好地解决了这个问题。
水平技术
谈垂直记录技术之前，我们不得不谈水平记录。如图5，这就是水平记录的原理图，同学们如果看不懂，只需要注意图中红框框出来的部分。大家会发现，磁颗粒都是“躺”着的，“南北极相接”的水平排列着。当磁头“路过”磁颗粒上方的时候就读取、写入了数据。但我们会发现磁颗粒“躺”着很占地方，按照这样的排列方式，盘片肯定会有一个物理极限，到了这个极限，盘片上就不能再装磁颗粒了，这样就不能储存更多的数据。
图5
垂直记录技术
于是，工程师就有了让磁颗粒“站”起来的想法。对比图6和图5红框部分，垂直记录技术与水平记录技术最大的不同就在于磁颗粒“站”了起来。磁颗粒“站”起来后，它们所占用的面积就变小了，对于面积一定的硬盘盘片来说，厂商就可以多“放”一些磁颗粒在盘片上。原来需要两张盘片才能生产出来的250GB硬盘，现在一张盘片就可以做出来了。成本降低明显。
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几年前的10.2GB硬盘（上）和现在的250GB硬盘（下）体形相差无几
硬盘为何要把容量弄大
随着高清视频和高画质大型3D游戏的盛行，大家对硬盘容量的要求是越来越高。目前已经是250GB的天下了。除了满足大家的需求外，其实硬盘还承受着新兴势力地冲击，比如近些年常露面的固态硬盘、混合硬盘等。它们比传统硬盘更安全、更节能，所以传统硬盘就必须把自己的容量弄得更大，让每GB的价格远远低于其它硬盘，这样才可以在市场中站住脚。
小贴士：固态硬盘
固态硬盘（Solid State Disk，简称SSD）通俗点说它就是容量更大，速度更快的“闪存”，它的特点是无噪音，而且非常省电。目前，固态硬盘读、写速度分别可以达到100MB/s和60MB/s，和传统台式机硬盘读写速度相当（图1）。
图1
混合硬盘
简单地说，它就是在传统硬盘的基础上加了一个超大容量的“缓存”，系统调用数据时，会先到缓存里面找，找不到就会到硬盘里面找。如果这个缓存足够大，就可以装更多的数据供系统调用，数据命中率就会提高。
哪些方法能把容量弄大
上周我们简单介绍了硬盘盘片，知道数据都是储存在盘片上的。其实真正起储存作用的是盘片上带有磁性的细微颗粒，称为磁颗粒。我们知道磁极分为南北极，而电脑运算用的是二进制，所以南北极正好和二进制的“0”和“1”一一对应，常用的数据就可以用南北极表示了。所以要让硬盘装更多的东西，就要在盘片上下功夫，比如在盘片上多“放”一些磁颗粒，多装盘片进去，甚至增大盘片面积。
为了大家便于理解，我们再举个例，一辆公交车最多只能装40个人，如果要装更多人，就要改装公交车。那么这辆公交车要么变成双层的；要么不要座位，大家全部站起来；要么加宽车厢。反正为了装的人更多，设计者要从平面、立体等各方面想办法。硬盘增加容量也是如此，为了让硬盘能够储存更多数据，工程师就必须从前面提到的几个方面想办法。
方法如何实现
1.增大盘片面积
公交车要装更多人，加宽车厢是最简单的方法。这个方法在硬盘身上就是增大硬盘盘片面积。
在讲硬盘外形的时候，我们了解了3.5英寸和2.5英寸分别是指的硬盘盘片的直径，这个参数常表示硬盘外形的大小。其实这个参数也影响着硬盘容量的大小。最典型的例子就是笔记本硬盘和台式机硬盘。目前台式机硬盘大多为3.5英寸规格的，而笔记本为2.5英寸的。但两者主流的容量却相差较大，台式机硬盘主流容量为250GB，而笔记本硬盘容量还停滞在100GB左右。容量差距如此之大除了和笔记本用户需求、硬盘成本等有关系外，盘片的大小也是其中的一个重要原因。
小贴士：由于笔记本电脑对便携性要求高，所以笔记本硬盘重量越轻越好，外形越小越好。虽然笔记本硬盘仍有不少是2.5英寸的，但1.8英寸的笔记本硬盘也在小尺寸笔记本电脑市场上占有一席之地（图2）。
图2 2.5英寸硬盘（左）和1.8英寸硬盘（右）对比
2.加盘片
大家学了第一种增加硬盘容量的方法，是不是觉得这种方法靠不住。因为硬盘容量一旦翻番，盘片面积也要激增，这样下去硬盘的“身材”早就不是现在这个样子了。于是工程师们找到了第二种解决方案——加盘片。
加盘片，简单点说就是在原有的基础上，加上硬盘盘片，达到提高容量的目的。比如现在的技术最多能让一张盘片放250GB的内容，那么要生产500GB硬盘的时候，就会在硬盘盒子里面放两张这样的盘片（图3）。
图3
小贴士：硬盘容量有时候不是250GB的倍数，比如320GB。这个时候厂商们就会通过一些技术手段，让本来可以放250GB内容的盘片只能放160GB的数据，然后用两张这样的160GB盘片组成320GB硬盘。
同学们可能会问，盘片从原来的一张变成了两张，硬盘的厚度是不是也会跟着增加呢？不一定。在以前，硬盘采用单盘片时，厂商会给它专门弄一个薄一些的硬盘外壳，普通用户很容易从厚度上区分单、双盘片硬盘。后来，硬盘厂商干脆就统一了盒子，都采用可以容纳多盘片的硬盘壳（图4）。不过我们仍然可以从重量上区分它们，盘片多就要重一些。只要是同品牌的产品，而且盘片数量差距较大，用手掂量掂量就可以区别出哪个硬盘里的盘片多一些。
图4 4张盘片的1TB硬盘（左）与两张盘片的250GB硬盘（右）一样高
小贴士：盘片能放多少张
希捷的1TB硬盘由4张250GB的盘片组成，但这不是硬盘外壳装盘片数量的极限。它的极限为5张，但由于盘片过多也会使出故障的几率上升，所以在没有把出故障的几率控制好的情况下，厂商们是不会轻易推出5盘片硬盘的。
3.多放磁颗粒
不管是增加盘片面积还是加盘片，肯定会增加厂商的材料成本，这是厂商不愿意看到的。于是它们就希望能够让同一张盘片多“放”一些磁颗粒，这样就可以多储存一些内容。而垂直记录技术很好地解决了这个问题。
水平技术
谈垂直记录技术之前，我们不得不谈水平记录。如图5，这就是水平记录的原理图，同学们如果看不懂，只需要注意图中红框框出来的部分。大家会发现，磁颗粒都是“躺”着的，“南北极相接”的水平排列着。当磁头“路过”磁颗粒上方的时候就读取、写入了数据。但我们会发现磁颗粒“躺”着很占地方，按照这样的排列方式，盘片肯定会有一个物理极限，到了这个极限，盘片上就不能再装磁颗粒了，这样就不能储存更多的数据。
图5
垂直记录技术
于是，工程师就有了让磁颗粒“站”起来的想法。对比图6和图5红框部分，垂直记录技术与水平记录技术最大的不同就在于磁颗粒“站”了起来。磁颗粒“站”起来后，它们所占用的面积就变小了，对于面积一定的硬盘盘片来说，厂商就可以多“放”一些磁颗粒在盘片上。原来需要两张盘片才能生产出来的250GB硬盘，现在一张盘片就可以做出来了。成本降低明显。
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