硬盘磁头介绍
磁头介绍
ZY HE
ZYHE@
Feb 12, 2000
Kaifa Internal Use
Copyright, 1996 Dale Carnegie & Associates, Inc.
内容简介
磁记录发展简史 硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 磁记录基本条件 硬盘磁头工作原理 硬盘磁头及硬盘制造业展望
磁记录发展简史-1 磁记录发展简史
1898年,丹麦的V.Poulsen 发明了人类历史上第一 台磁性录音机,所用磁头是电磁铁.记录介质是碳 钢钢丝; 1907年,采用直流偏磁记录,提高灵敏度,降低了 失真度,但磁记录仍处于实验阶段; 1920年,电子管放大器出现,使磁记录进入实用化 阶段; 1930年,德国的F.Pfleumer发明了矫顽力较高的γ— Fe2O3磁性颗粒材料改善了记录介质的特性和稳定性 ;
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-1 硬盘磁头进展及 产品历程
整体式磁头 (大约 1960s). 铁氧体铁芯, sendust (Fe-Al, Mg-Zn) 涡流电流通过铁芯间隙产生磁通 目前仍广泛应用于录像头和软盘磁头 Kaifa尚没介入磁头行业
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-2 硬盘磁头进展及 产品历程
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巨磁阻(GMR)磁头原理 磁头原理 巨磁阻
自旋阀效应这一概念源于"电子磁矩" 通过反铁磁层间交换耦合作用,钉扎层(Pinned Layer)磁矩不随外磁场方向变化而改变,而自由层 (Ni-Fe Free Layer)磁矩则随外磁场方向变化而改变 电信号输出~偏置电流I X (1+ R/ R ) X Cosθ ( ~ I (1+△R/ (钉 扎层与自由层之间磁矩夹角) 通常钉扎层和自由层趋向于相同磁矩取向,磁能级 最低
电脑硬盘的内部结构原理
电脑硬盘的內部结构原理
电脑硬盘的内部结构原理是由多个组件组成的，包括盘片、磁头、磁臂、电机等。
1. 盘片（Platters）：硬盘通常具有多个盘片，它们是圆形的金属或玻璃碟片，涂有磁性物质。
每个盘片都可以存储数据，数据通过将磁性物质置于不同的磁极方向来编码。
2. 磁头（Read/Write Head）：磁头是一种小型设备，负责读取和写入数据。
每个盘片都有一对磁头（读头和写头），位于盘片上方和下方。
3. 磁臂（Actuator Arm）：磁臂是一个可移动的机械臂，支持磁头的轨迹定位。
它通过一个电机控制，可以在盘片的不同位置移动磁头。
4. 电机（Spindle Motor）：电机负责旋转硬盘的盘片。
盘片通常以高速旋转，以便快速读取和写入数据。
电机根据主板发送的信号来控制盘片的旋转速度。
5. 控制电路板（PCB）：控制电路板是连接硬盘中所有组件的主要电路板。
它包含处理器、内存和控制芯片，负责管理数据的读取、写入和处理。
硬盘的工作原理是，当计算机需要读取或写入数据时，控制电路板将通过电缆信号发送给磁头，磁头会在盘片上的特定位置找到需要的数据并执行操作。
数据的读取和写入是通过改变磁片上的磁场来实现的。
总结起来，硬盘的内部结构包括盘片、磁头、磁臂、电机和控制电路板。
这些组件共同工作，实现数据的存储和读取。
硬盘基本知识（磁头、磁道、扇区、柱面）
硬盘基本知识（磁头、磁道、扇区、柱⾯）硬盘基本知识（磁头、磁道、扇区、柱⾯）概述1. 盘⽚（platter）2. 磁头（head）3. 磁道（track）4. 扇区（sector）5. 柱⾯（cylinder）硬盘划分为磁头(Heads) 柱⾯(Cylinder) 扇区(Sector)硬盘容量 = 磁头数 * 柱⾯(磁道)数 * 每道扇区数 * 每扇区字节数磁头(head): 每张磁⽚的正反两⾯各有⼀个磁头, ⼀个磁头对应⼀张磁⽚的⼀个⾯. 因此⽤第⼏磁头就可以表⽰数据在哪个磁⾯.柱⾯(cylinder): 所有磁⽚中半径相同的同⼼磁道(track)构成"柱⾯", 意思是这⼀系列的磁道(track)垂直叠在⼀起, 就形成⼀个柱⾯的形状. 简单地理解, 柱⾯就是磁道(track).扇区(sector): 将磁道划分为若⼲个⼩的区段, 就是扇区. 虽然很⼩, 但实际是⼀个扇⼦的形状, 故称为扇区. 每个扇区的⼀般⼤⼩为512字节.盘⽚⽚⾯和磁头硬盘中⼀般会有多个盘⽚组成，每个盘⽚包含两个⾯，每个盘⾯都对应地有⼀个读/写磁头。
受到硬盘整体体积和⽣产成本的限制，盘⽚数量都受到限制，⼀般都在5⽚以内。
盘⽚的编号⾃下向上从0开始，如最下边的盘⽚有0⾯和1⾯，再上⼀个盘⽚就编号为2⾯和3⾯。
如下图：扇区和磁道下图显⽰的是⼀个盘⾯，盘⾯中⼀圈圈灰⾊同⼼圆为⼀条条磁道，从圆⼼向外画直线，可以将磁道划分为若⼲个弧段，每个磁道上⼀个弧段被称之为⼀个扇区（图践绿⾊部分）。
扇区是磁盘的最⼩组成单元，通常是512字节。
（由于不断提⾼磁盘的⼤⼩，部分⼚商设定每个扇区的⼤⼩是4096字节）磁头和柱⾯硬盘通常由重叠的⼀组盘⽚构成，每个盘⾯都被划分为数⽬相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成⼀个圆柱，称之为磁盘的柱⾯。
磁盘的柱⾯数与⼀个盘⾯上的磁道数是相等的。
由于每个盘⾯都有⾃⼰的磁头，因此，盘⾯数等于总的磁头数。
4211磁头参数
4211磁头参数
磁头是一种用于读取和写入数据的设备，它是计算机硬盘驱动器的核心组成部分。
在硬盘驱动器中，磁头扮演着重要的角色，它能够感应和记录磁盘上的磁场变化，从而实现数据的读取和写入操作。
而4211磁头参数则是指这种磁头的具体参数和性能。
4211磁头采用了先进的磁阻式探测技术，具有高灵敏度和稳定性。
它能够快速准确地感应到磁盘上微小的磁场变化，从而实现高效的数据读取和写入。
同时，它还具有较低的误码率和较高的信噪比，能够有效提高数据的可靠性和稳定性。
4211磁头的读取速度也是其突出的特点之一。
它采用了先进的信号处理算法和优化设计，能够实现更快的数据读取速度。
与传统磁头相比，它能够在同样的时间内读取更多的数据，从而提高了硬盘驱动器的整体性能。
除此之外，4211磁头还具有较大的磁道密度和较小的磁道宽度。
这意味着它能够在更小的空间内记录更多的数据，大大提高了硬盘驱动器的存储容量。
而且，它还具有较低的磁头飞行高度和较小的磁场偏移，能够有效降低数据读取和写入时的误差率。
总的来说，4211磁头作为一种高性能的磁头设备，具有高灵敏度、稳定性和读取速度快的特点。
它能够在较小的空间内记录更多的数据，提高硬盘驱动器的存储容量。
同时，它还能够有效降低数据读
取和写入时的误差率，提高数据的可靠性和稳定性。
这些优秀的性能使得4211磁头成为了硬盘驱动器领域的重要技术创新之一，为计算机存储技术的发展做出了重要贡献。
硬盘逻辑磁头
硬盘逻辑磁头
硬盘逻辑磁头的工作原理是,当硬盘旋转时,读写头悬浮在磁盘表面的一层很薄的空气流上。
当需要读取数据时,读写头就会感应磁盘表面的磁性状态变化,将其转换为电信号。
而写入数据时,读写头则会根据要写入的数据,改变磁盘表面的磁性状态。
现代硬盘驱动器通常采用磁盘阵列(RAID)技术,使用多个物理磁盘组成一个逻辑磁盘。
在这种情况下,每个物理磁盘都有自己的一组读写头,所有读写头共同构成了逻辑磁头。
逻辑磁头的工作方式与单个物理磁头类似,但能够提高数据的读写速度和可靠性。
硬盘逻辑磁头的性能和寿命对硬盘驱动器的整体性能至关重要。
高质量的磁头能够提供更快的数据传输速率和更高的数据密度。
同时,磁头也容易受到磁盘表面微小缺陷的影响而损坏,因此保持磁盘表面的清洁和平整也是非常重要的。
机械硬盘磁头的结构及制造过程
机械硬盘磁头的结构及制造过程①认识硬盘磁头机械硬盘里面通常由磁头臂组件和数个磁头弹片组件组成读写系统，其中Slider集成了读写单元，悬浮在磁碟的表面，完成磁碟信号的读取和写入。
HDD HGA磁碟回转方向Slider硬盘工作时，主轴马达带动磁碟高速旋转，在磁碟表面产生气流，使磁头组件悬浮在磁碟表面，维持在一个固定的高度气流磁碟主轴马达Slider 飞行高度(F/H) =~10nm支撑弹片ABS 面（Air Bearing Surface)前导面气流回转方向磁碟飞行高度~10nm 相当于一架喷气式飞机在离地1米的高度飞行如下示意图，磁头组件维持在磁头表面10nm 高度飞行，相当与一架喷气式客机在离地1米的高度飞行Slider如下示意图，磁头表面刻蚀出来的的凹凸面形成了ABS 面，使磁头能利用气流的作用飞行起来ABS 面气流②硬盘磁头的读写元件磁头读写元件分为读头和写头，读头由磁阻元件组成，写头由线圈和磁极组成，读头和写头相互分离读写元件磁头读写元件构造示意图磁头写入信号的方式主要有两种，一种是磁碟表面磁极呈水平方向分布，另一种是磁碟表面磁极呈垂直方向分布磁极呈垂直方向分布，磁盘表面的信号密度可以更大，磁盘的记录容量更高当磁碟表面的磁极信号经过磁头读取元件时，元件内部会产生感应电流，从而可以识别和读取到磁碟上所记录的数据信号③硬盘磁头的制造过程磁头制造过程分为前工程和后工程，前工程是晶圆的制备过程，后工程是对晶圆切粒及后续的组装测试过程前工程后工程晶圆的制备结合了光刻等多种图像成型技术的应用，如下所示线圈的制备过程晶圆制备完成后，会进入切割的过程，一步一步的进行分割，最终切割为单粒的磁头（在切割成单条后，会进行ABS面的成型，之后再切割为单粒磁头）Slider完成磁头的切割和检测后，把磁头和弹片组装在一起，形成磁头弹片组件将Slider固定在弹片上，并使slider上的导电端子和弹片上的导电端子导通（通常使用金球焊接或者锡球焊接）最后把数个磁头弹片组件和磁头臂组装在一起，共同形成磁头组件最终磁头组件经过测试后会安装到机械硬盘内部。
移动硬盘 工作原理
移动硬盘工作原理
移动硬盘是一种便携式的数据存储设备，其工作原理主要由硬盘盘片、磁头、电机、控制芯片和接口等组成。
1. 硬盘盘片：移动硬盘内部通常有多个盘片，每个盘片上都存储着大量的数据，盘片通常是由玻璃或铝制成，表面涂有磁性材料。
2. 磁头：位于硬盘盘片上方和下方，主要用于读写数据。
磁头能通过改变磁场的方向，将数据信息记录在盘片上，或者从盘片上读取数据。
3. 电机：移动硬盘内部还有一个电机，用于控制盘片的旋转速度。
电机通过驱动盘片的高速旋转，使得磁头能够从盘片上精确读写数据。
4. 控制芯片：控制芯片是移动硬盘内部的微处理器，负责盘片的控制和数据传输。
控制芯片还可以实现一些功能，如错误修复和数据缓存等。
5. 接口：移动硬盘通常通过USB、Thunderbolt或者eSATA等
接口与计算机连接，实现数据的传输和交换。
移动硬盘的工作原理为：当计算机发送读写指令到移动硬盘时，控制芯片会将指令发送给磁头和电机。
电机开始驱动盘片旋转，磁头根据指令的位置信息移动到对应盘片上的相应位置。
然后磁头根据指令进行数据的读取或写入操作。
读取数据时，磁头
会通过探测盘片上的磁场变化来获取存储的数据信息。
写入数据时，磁头会通过改变磁场的方向，在盘片上创建或修改磁场来存储数据。
最后，磁头将读取或写入的数据传输给控制芯片，再通过接口与计算机进行数据交互。
硬盘逻辑磁头
硬盘逻辑磁头
硬盘逻辑磁头的作用主要有以下几个方面:
1. 提高硬盘的数据传输效率
通过将物理磁头划分为多个逻辑磁头,可以同时进行多个读写操作,从而提高硬盘的数据传输速率。
2. 增强硬盘的容错能力
逻辑磁头可以将数据分散存储在不同的物理磁头上,当某个物理磁头出现故障时,仍可以通过其他逻辑磁头访问数据,提高了硬盘的容错能力。
3. 简化硬盘管理
逻辑磁头将物理磁头的复杂结构隐藏起来,为上层应用程序提供了统一的逻辑视图,简化了硬盘的管理和使用。
4. 支持硬盘阵列技术
在硬盘阵列中,多个硬盘被组合在一起工作,逻辑磁头可以将多个物理磁头视为一个逻辑单元,实现对硬盘阵列的统一管理。
硬盘逻辑磁头是硬盘控制器的一种重要功能,它通过对物理磁头进行逻辑划分和映射,提高了硬盘的性能、可靠性和管理便捷性。
机械硬盘原理
机械硬盘原理
机械硬盘是计算机中常见的存储设备，它采用了机械结构来存储数据。
它的原理主要包括磁头、盘片、主轴电机和控制电路等部分。
首先，让我们来了解一下机械硬盘的盘片结构。
机械硬盘内部有多个盘片，每个盘片都被分成许多同心圆的磁道，每个磁道又被分成许多扇区。
数据就是存储在这些扇区中的。
接下来，我们来介绍一下机械硬盘的磁头。
磁头是机械硬盘中的核心部件，它负责读写盘片上的数据。
磁头会在盘片上移动，通过磁场来读取或写入数据。
磁头的精度和稳定性对硬盘的性能有着至关重要的影响。
除了磁头和盘片，主轴电机也是机械硬盘中不可或缺的部分。
主轴电机负责让盘片旋转起来，从而使得磁头能够准确读取或写入数据。
主轴电机的转速也会影响硬盘的性能。
最后，我们来说说控制电路。
控制电路是机械硬盘的大脑，它负责管理磁头的移动、数据的读写以及硬盘的整体运行。
控制电路的稳定性和速度也会直接影响硬盘的性能表现。
总的来说，机械硬盘的工作原理是通过磁头在盘片上读写数据，而盘片的旋转由主轴电机控制，同时由控制电路来管理整个过程。
这种机械结构的设计使得机械硬盘成为了一种稳定可靠的存储设备，但也因为机械结构的特性，使得它的读写速度相对较慢。
随着技术的不断发展，固态硬盘逐渐取代了机械硬盘，但机械硬盘仍然在一些领域有着自己的优势和市场。
磁头、磁道和扇区
磁头、磁道和扇区
1.硬盘磁头（(magnetic) head）
磁头定义及工作原理
硬盘磁头是硬盘读取数据的关键部件，其主要作用是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输，而它的工作原理则是利用特殊材料的电阻值会随着磁场变化的原理来读写盘片上的数据。
图 1
磁头是硬盘中对盘片进行读写工作的工具，是硬盘中最精密的部位之一。
硬盘的磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的，最初的磁头是读写合一的，通过电流变化去感应信号的幅度。
图 2
图 3
2.磁道（track）
磁道：当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。
磁道用肉眼是看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿著这样的轨道存放的。
磁道是一组记录密度不同的同心圆。
磁表面存储器是在不同形状(如盘状、带状等)的载体上，涂有磁性材料层，工作时，靠载磁体高速运动，由磁头在磁层上进行读写操作，信息被记录在磁层上，这些信息的轨迹就是磁道。
图 4
3.扇区（sector）
磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段就是磁盘的扇区。
图 5
图 6
4.磁记录基本条件
电磁转换器件-----磁头；
记录的媒介，也就是存储信号的载体-----磁盘，磁带；
磁头与磁盘间的相对匀速运动，且读与写一致；外加信号必须是交变信号（交流信号，电转磁）。
磁盘的基本结构
磁盘是一种常见的存储设备，用于存储和读取数据。
它由多个基本部分组成，下面是磁盘的基本结构：
磁盘盘片（Platters）：磁盘通常由多个盘片组成，每个盘片都是由坚硬的材料（如铝合金或玻璃）制成的圆盘。
盘片的表面被涂覆上磁性材料，用于存储数据。
磁头（Read/Write Heads）：每个盘片上都有一个或多个磁头，用于读取和写入数据。
磁头位于盘片的两面，并能够在盘片表面上移动。
磁道（Tracks）：盘片表面被划分为多个同心圆，每个同心圆称为一个磁道。
每个磁道上的数据被划分为多个扇区（Sectors）。
扇区（Sectors）：扇区是磁道上的最小存储单位，用于存储数据。
一个磁道上可以有多个扇区，每个扇区通常存储固定大小的数据（如512字节或4KB）。
主轴和马达（Spindle and Motor）：磁盘盘片通过主轴连接在一起，并由马达驱动旋转。
主轴和马达的运转使得磁头能够快速访问盘片上的不同磁道和扇区。
控制电路和接口（Controller and Interface）：磁盘还包括控制电路和接口，用于控制磁头的移动、数据的读写以及与计算机系统之间的通信。
磁盘的基本结构是将数据存储在磁性材料上，通过磁头的读写操作进行数据的访问。
磁头通过在盘片表面上的移动，定位到特定的磁道和扇区，读取或写入数据。
数据的读写速度和存储容量取决于磁盘的转速、磁头的定位精度以及磁性材料的特性等因素。
柱面,磁头,扇区定义
柱面,磁头,扇区定义柱面、磁头和扇区是硬盘驱动器中关键的物理概念。
首先，柱面是硬盘盘片上的一组同心圆环，每个圆环被划分成一个个相等的轨道。
柱面上的轨道数目是固定的，通常称为磁头的数量，也就是硬盘上可读写数据的数量。
硬盘驱动器可以同时在所有磁头上进行读写操作，但只能在一个柱面上读写。
其次，磁头是硬盘驱动器的一个机械部件，用于读写数据。
硬盘上的数据是通过磁性效应来存储的，而磁头可以在盘片上读取或写入这些磁性效应。
每个柱面上都有一个对应的磁头，它们分别位于硬盘驱动器的不同位置，可以在需要时移动到正确的柱面上进行读写操作。
最后，扇区是盘片上的一个小的物理区域，用于存储数据。
一个柱面上的扇区数量是固定的，且通常是相同的。
操作系统和硬盘控制器将硬盘的存储空间划分成一个个扇区，每个扇区的容量通常是512字节。
读取或写入数据时，磁头会在柱面上找到对应的扇区位置，并在该位置上进行数据的读取或写入操作。
这三个概念的关系可以用如下的方式理解：柱面是硬盘盘片上的圆环，每个圆环上有一个对应的磁头，而每个圆环被划分成一个个扇区。
硬盘驱动器的工作就是通过移动磁头到正确的柱面上，并在该柱面上找到正确的扇区来进行数据的读写操作。
在实际应用中，柱面、磁头和扇区的定义对于操作系统和应用程序来说是透明的，它们只需要通过逻辑块地址（LBA）来访问硬盘上的数据。
然而，了解这些概念有助于我们理解硬盘驱动器的物理工作原理，并对其进行适当的管理和优化。
总结起来，柱面、磁头和扇区是硬盘驱动器中的重要物理概念。
柱面是盘片上的同心圆环，用于存储数据；磁头是用于读写数据的机械部件，每个柱面上都有一个对应的磁头；扇区是盘片上的一个物理区域，用于存储数据。
了解这些概念有助于我们理解硬盘的工作原理，并进行有效的管理和优化。
各类硬盘磁头问题的相关讲解
各类硬盘磁头问题的相关讲解磁头是硬盘中对盘片进行读写工作的工具，是硬盘中最精密的部位之一。
磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的。
硬盘在工作时，磁头通过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据；通过改变盘片上的磁场来写入数据。
硬盘磁头的好坏在很大程度上决定着硬盘盘片的存储密度。
硬盘磁头之所以很容易损坏，大多是人为造成的。
磁头，是硬盘内部最脆弱的器件之一，任何无意的磕碰、掉落、断电都是有可能导致硬盘磁头坏了。
硬盘出现故障时如果在工作的时候，硬盘内部的空气动力挤压状态下飞行在碟片上，如果磁头贴着盘片，必然会损伤盘片，造成严重的划伤状态，但是如果磁头离盘片的高度太高的话，就不能正常读写盘片上的数据。
移动硬盘磁头组件损坏主要指移动硬盘损坏修复中磁头组件的某部分被损坏,造成部分或全部磁头无法正常读写的情况。
磁头组件损坏的方式和可能性非常多，主要包括磁头脏、磁头磨损、磁头悬臂变形、磁线圈受损、移位等。
机棍口固态硬盘磁头损坏的常见原因有硬盘达到使用年限，磁头老化，无法继续识别碟片上的磁性信息，剧烈震动，跌落，硬盘在工作时意外断电，音圈电机瞬间产生强大拉力将磁头拉回停泊区，磁头与起落架发生撞击而损坏；外力破坏，硬盘因进水、火烧或外力挤压而损坏等。
磁头和电机均为精密程度极高的机械部件，相对于硬盘内其它电子部件，更易发生故障，任何不恰当的操作都可能导致磁头损坏。
对于硬盘的保护，不随意直接插拔线头，不随意移动磕碰硬盘。
硬盘使用时间长,部分器件老化也会出现这种问题。
防止重要数据丢失。
养成重要数据及时备份的习惯。
机械硬盘内部结构
机械硬盘内部结构机械硬盘是计算机存储设备中的一种，其内部结构包含了许多部件，以下将详细介绍其构成和工作原理。
1. 磁盘片磁盘片是硬盘的重要组成部分，它是一块由磁性材料制成的金属或陶瓷片。
磁盘通常有两个或更多磁盘片。
这些磁盘片是堆叠在一起的，它们在始终运动的盘旋中旋转，大多数磁盘片的转速都是7200转/分钟，而企业级的磁盘转速甚至更高，如10000转/分钟或15000转/分钟。
磁盘片的表面被分成许多小扇区，每个扇区都可以存储一定的数据。
2. 磁头硬盘磁头是负责读写磁盘数据的电子部件。
每个磁盘面都有一个磁头，磁盘片上有多个数据圆盘。
由于磁头离磁盘片的距离非常近，因此磁头必须能够高精度地对准数据轨，这需要使用磁头臂和磁头弹簧等辅助工具。
磁头的运动是非常微小的，只有纳米级别，需要使用声波技术进行控制。
磁头臂负责支撑磁头并将其移动到指定的磁盘轨道上。
磁头臂是由铝、不锈钢或碳纤维等材料制成的。
它被永久地固定在一个旋转的主轴上，可以在垂直方向上来回移动，使磁头进入指定的磁盘轨道进行读写操作。
磁头弹簧主要用于支撑磁头臂和磁头，使它们保持平稳的距离，并且可以跟随较小的震动和运动。
磁头弹簧的材料通常是不锈钢，具有非常好的韧性和弹性。
在硬盘运作过程中，磁头弹簧可以调整磁头的位置并保持其竖直状态，以提高读写性能。
5. 电机硬盘电机负责驱动磁盘片旋转，通常使用直流无刷电机。
它们有很高的转速和长寿命，并能明显提高硬盘的读写速度。
电机的转速可在板上通过控制器进行调整，以满足设计要求。
6. 主轴硬盘主轴与电机直接连接，主要作用是固定磁盘片，并确保在旋转过程中保持平衡和稳定。
主轴的金属材料通常是不锈钢或铝合金，适合于高速运动。
7. 控制器硬盘的控制器是一种专门的微处理器，负责管理所有硬盘的操作和数据传输。
它通过与计算机的接口协议，将读取和写入的数据传输到内存中并执行相关操作。
控制器通常位于硬盘的电路板上，上面安装了各种元器件，如驱动器、放大器、预订阅引擎和数据处理器等。
tc820磁头参数
tc820磁头参数TC820磁头参数TC820磁头是一种常用于磁盘驱动器中的磁头，它具有特定的参数和性能特点。
本文将重点介绍TC820磁头的参数及其对磁盘驱动器性能的影响。
1. 磁头数量：TC820磁头的数量是磁盘驱动器设计中的重要参数之一。
磁头数量决定了磁盘驱动器的存储容量和读写速度。
一般而言，磁头数量越多，存储容量越大，读写速度也会相应提高。
然而，磁头数量增加也会增加驱动器的复杂性和成本。
2. 磁头间距：磁头间距是指相邻磁头之间的距离。
磁头间距的大小直接影响磁盘驱动器的读取精度和信噪比。
较小的磁头间距可以提高读取精度，但也容易受到磁介质的扰动和干扰。
因此，在设计磁盘驱动器时需要在磁头间距与读取精度之间取得平衡。
3. 磁头位置控制：TC820磁头的位置控制是指控制磁头的移动和定位。
磁头位置控制的准确性和稳定性对于磁盘驱动器的性能至关重要。
如果磁头位置控制不准确，可能导致读写错误和数据丢失。
因此，TC820磁头应具备高精度的位置控制能力。
4. 磁头材料：磁头材料是指磁头的制作材料。
TC820磁头通常采用高性能材料，如硬碳化物或金属材料，以提供良好的磁化和读取性能。
磁头材料的选择应综合考虑磁化特性、机械强度和耐磨性等因素。
5. 磁头尺寸：磁头尺寸是指磁头的物理尺寸。
较小的磁头尺寸可以提高磁头的定位精度和读取速度，但也会增加磁头制造的难度和成本。
在设计TC820磁头时，需要考虑磁头尺寸与磁盘盘片尺寸之间的匹配关系。
6. 磁头接口：磁头接口是指磁头与磁盘驱动器之间的连接方式。
TC820磁头通常采用接触式或非接触式接口。
接触式接口具有较好的信号传输和稳定性，但容易受到磁介质的损伤。
非接触式接口可以避免磁介质损伤，但信号传输可能不够稳定。
因此，在选择磁头接口时需要综合考虑信号传输和磁介质保护的需求。
7. 磁头灵敏度：磁头灵敏度是指磁头对磁信号的感知能力。
TC820磁头的灵敏度决定了磁盘驱动器的读取能力和信噪比。
解析硬盘技术——磁头技术-电脑资料
解析硬盘技术——磁头技术-电脑资料1．磁头技术硬盘技术的更新换代，其中一个非常重要的技术就是磁头技术，现在的硬盘单碟容量一般都在40GB以上，最高的单碟容量已经达到了80GB或更高，以后硬盘的单碟容量还将继续增大，对于单碟容量，它直接联系的技术就是磁头技术，磁头技术越先进，硬盘的单碟容量就可以做得更高，。
最早的磁头是采用铁磁性物质，它在不论磁头的感应敏感程度或精密度上都不理想，因此早期的硬盘单碟容量均非常低，单碟低了，硬盘的总容量就受到非常大的限制，因为在一块硬盘内封装的盘片数是非常有限的。
同时早期使用的磁头在体积上也小，它使得早期的硬盘体积上相对而言比较庞大，这给用户的使用带来了非常的不便。
80年代末期，IBM研发了MR（Magneto－ResistiveHead）磁阻磁头技术，磁阻磁头是基于磁致电阻效应工作的，核心是一片金属材料，其电阻随磁场的变化而变化。
磁阻元件连着一个十分敏感的放大器，可以测出微小的电阻变化。
之后IBM公司又开发了GMR （GaintMagnetoResistive，巨磁阻）磁头技术，它是在MR技术的基础上研发成功的新一代磁头技术，现在生产的硬盘全都应用了GMR 磁头技术，电脑资料《解析硬盘技术——磁头技术》(https://)。
GMR 巨磁阻磁头与MR磁头一样，是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据，但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比MR磁头更为敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，实现更高的存储密度，MR磁头能够达到的盘片密度为每平方英寸3Gb－5Gb（千兆位每平方英寸），而GMR磁头每平方英寸可以达到10Gb－40Gb以上。
GMR比MR具有更高的信号变化灵敏度，从而使硬盘的单碟容量可以做得更高，最新的磁头技术为第四代GMR磁头技术了解台机硬盘的朋友都知道，硬盘磁头里有一个Park，硬盘不工作的时候磁头就会停在Park。
这里“休息”，但由于笔记本硬盘密度太小，就连转轴中心附近也写进了数据，所以它就要在盘片的附近安装一个装置，用来防置磁头。
柱面磁头扇区的关系
柱面磁头扇区的关系柱面磁头与扇区是计算机硬盘上的两个重要概念，它们之间存在着密切的关系。
本文将从柱面磁头和扇区的定义、作用、相互关系等方面进行阐述，旨在帮助读者更好地理解这两个概念。
一、柱面磁头的定义与作用在计算机硬盘中，柱面磁头是一种用于读写数据的设备，它位于硬盘的读写臂上，通过磁力对硬盘上的磁性材料进行读写操作。
柱面磁头的数量与硬盘的柱面数密切相关，柱面数越多，磁头数量也相应增加。
柱面磁头的作用是将数据以磁信号的形式记录在硬盘上，同时也可以通过读取磁信号将数据从硬盘中读取出来。
它是硬盘的核心部件之一，直接影响着硬盘的性能和数据存取速度。
二、扇区的定义与作用扇区是硬盘上最小的存储单位，它是硬盘上一个圆形的区域。
每个扇区都有自己唯一的地址，用于标识存储数据的位置。
通常情况下，一个扇区的大小为512字节，但也有些硬盘采用了更大的扇区大小。
扇区的作用是存储数据。
计算机在进行数据读写时，会将数据以扇区为单位进行操作。
当需要读取数据时，计算机会通过柱面磁头定位到指定的柱面上，然后根据扇区地址读取相应的扇区数据。
三、柱面磁头与扇区的关系柱面磁头和扇区之间存在着密切的关系。
在硬盘中，数据的存储方式是以柱面、磁头和扇区的组合来表示的。
柱面磁头用于定位到柱面，扇区用于定位到柱面上的具体位置。
具体而言，当计算机需要读取或写入数据时，首先要通过柱面磁头定位到指定的柱面。
然后，根据扇区地址，定位到柱面上的具体扇区。
最后，通过柱面磁头对扇区进行读写操作。
柱面磁头与扇区的关系可以类比为地图上的经纬度坐标系。
柱面磁头相当于经度，用于定位到柱面；而扇区相当于纬度，用于定位到柱面上的具体位置。
四、柱面磁头与扇区的影响因素柱面磁头与扇区的关系对硬盘的性能和数据存取速度有着重要影响。
以下是几个与其相关的因素：1. 柱面数：柱面数决定了硬盘的存储容量和数据分布情况。
柱面数越多，数据存储的粒度越细，硬盘的读写效率也相应提高。
2. 磁头数：磁头数决定了硬盘的读写能力。
磁头工作原理
磁头工作原理磁头是计算机硬盘中的重要组件，它具有读取和写入数据的功能。
磁头工作原理是指磁头如何实现读写数据的过程。
磁头工作原理的了解可以帮助我们更好地理解硬盘的工作原理和性能。
磁头是由一个细小的线圈组成的，它位于硬盘驱动器的磁盘片上方。
磁盘片是由一层薄膜覆盖的金属盘组成的，这层薄膜上有着保存数据的磁区。
每个磁区都可以表示一个二进制数，即0或1。
当磁头靠近磁盘片时，它可以感应到磁盘片上的磁场变化，从而读取或写入数据。
磁头的读取数据过程可以分为三个步骤：定位、读取和解码。
定位是指磁头如何准确地找到要读取的数据所在的磁区。
硬盘上的数据是按磁道和扇区组织的，磁道是磁盘片上的一个环状路径，而扇区是每个磁道上的一个小区域。
磁头通过控制器的指令移动到指定的磁道上，然后找到要读取的扇区。
接下来，读取是指磁头如何读取磁盘片上的数据。
当磁头靠近磁盘片时，磁盘片上的磁场会影响到磁头中的线圈，从而在线圈中产生电流。
这个电流的强弱和方向可以表示磁盘片上的磁场变化，进而表示数据的0或1。
磁头会将这个电流传送到控制器，控制器会将其转换成数字信号。
解码是指控制器如何将读取到的数字信号解码成计算机可以识别的数据。
控制器会根据预定的编码方式将数字信号转换成二进制数。
这样，计算机就能够读取到硬盘上存储的数据。
除了读取数据，磁头还可以写入数据。
写入数据的过程相对于读取数据来说更为复杂。
当计算机需要将数据写入硬盘时，控制器会将数据转换成电信号，并通过磁头的线圈传送到磁盘片上。
这个电信号会在磁盘片上产生磁场变化，从而改变磁盘片上磁区的磁性。
这个磁性变化可以被后续的磁头读取出来，实现数据的写入。
总的来说，磁头的工作原理是通过感应磁盘片上的磁场变化，实现数据的读取和写入。
磁头通过控制器的控制，准确地定位到要读取或写入的磁区，并将磁场变化转换成电信号。
控制器将这个电信号转换成可识别的数据，从而实现了磁头的读写功能。
磁头的工作原理是硬盘工作的关键，它的性能直接影响到硬盘的读写速度和数据的可靠性。
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硬盘磁头进展及Kaifa产品历程-2
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MIG合成磁头（1970s后期） 铁芯间隙材料----高磁导率金 属， 如铁铊氮合金 铁芯主体材料----锰锌，铁锌 铁氧体 手工绕制线圈 玻璃绕结铁氧体铁芯 Kaifa典型Seagate产品 1993年，Bobcat 1994年，Cabo，CaboII 1995年，Stingray，Rayboat
磁记录发展简史-2
1935年，德国的E.Shuler研制出环形磁 头，这种磁 头具有很窄工作缝隙，克服 了过去磁头磁场发散的 缺点。 1940年，日本的永井健三等发明了交流偏磁 技术，提高了录音灵敏度和输出信号幅度； 1956年，美国IBM公司发明了电子计算机，用磁鼓 实现了数字磁记录； 1957年，IBM公司推出350硬磁盘机，24英寸可移动 磁头的硬盘机商品化；
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程-3
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感应式薄膜磁头 1979年，始现于IBM 3370硬盘驱动器 采用半导体工艺技术（如:光刻腐蚀） 采用感应式线圈读写 Kaifa典型产品 1996年，Seagate Lapaz 1997年，Seagate Maui， Micropolis Mustang 5
1991年，发现巨磁阻(GMR)效应；
1997年，IBM FJ 产品 “Titan‖开始采用巨磁阻磁头 。
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程-1
整体式磁头 (大约 1960s). 铁氧体铁芯, sendust (Fe-Al, Mg-Zn) 涡流电流通过铁芯间隙产生磁通 目前仍广泛应用于录像头和软盘磁头 Kaifa尚没介入磁头行业
磁记录发展简史-1
1898年，丹麦的V.Poulsen 发明了人类历史上第一 台磁性录音机，所用磁头是电磁铁。记录介质是碳 钢钢丝； 1907年，采用直流偏磁记录，提高灵敏度，降低了 失真度，但磁记录仍处于实验阶段； 1920年，电子管放大器出现，使磁记录进入实用化 阶段； 1930年，德国的F.Pfleumer发明了矫顽力较高的γ— Fe2O3磁性颗粒材料改善了记录介质的特性和稳定性 ；
巨磁阻(GMR)磁头原理
巨磁阻(GMR)磁头结构
放大10,000倍的巨磁阻磁头
•P2W •S2
•Mrw
•S1
典型GMR磁头制造计划
Wafer - 6 weeks 浮动块加工- 2 weeks HGA-0.5 week HSA- 0.5 weeks 总共: 9 weeks
磁记录基本条件
硬盘制造业展望
硬盘需求量将比99年增长15%. /HSA. 由于PC 降价, 减少零件和降低成本的压力更大 . 预期更多的公司将合并.面密度每年增长 100% . 技术需求超前于商业需求. 在电子娱乐和DVD领域的新应用。 平均 2.5 heads ESD & 脏污仍然是挑战。
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巨磁阻(GMR)磁头原理
自旋阀效应这一概念源于“电子磁矩” 通过反铁磁层间交换耦合作用，钉扎层(Pinned Layer)磁矩不随外磁场方向变化而改变，而自由层 (Ni-Fe Free Layer)磁矩则随外磁场方向变化而改变 电信号输出~偏置电流I X (1+△R/ R ) X Cos (钉 扎层与自由层之间磁矩夹角） 通常钉扎层和自由层趋向于相同磁矩取向，磁能级 最低
各向异性磁阻(AMR)磁头结构
•media
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程-5
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巨磁阻(GMR)磁头 1991年发现巨磁阻效应或称自旋阀效应 1997年开始被用在IBM Fujisawa 的产品 “Titan‖ 上 1999年10月，据称3.5英寸单碟存贮容量已能达到50GB Kaifa典型产品 1999年，WD Revolution & Triumph; Maxtor Nova
电磁转换器件，即磁头。 记录媒介，存储信号的载体，如磁盘， 磁带。 磁头与磁盘间的相对匀速运动，且读与 写一致。 外加信号必须是交变信号
硬盘磁头工作原理-1
MIG，薄膜感应式磁头工作原理
•写入(Write)过程
•读出(Read)过程
硬盘磁头工作原理-1
硬盘磁头工作原理-2
AMR，GMR磁阻式磁头工作原理
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感应式薄膜磁头结构
•Mag layer
•Gap
•Throat height
•Pole tips
•P1 •p2
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程-4
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各向异性磁阻(AMR)磁头 1970年，Ampex公司（磁带公司）Hunt & Wolf研制开 发了各向异性磁阻磁头(AMR) 直到1991年，AMR磁头才被IBM用在Corsair 硬驱上 AMR磁头工作原理: 磁阻(MR)元件由恒定电流驱动, 其 电阻随磁化方向改变而变化, 因此其输出信号(电压信 号) 也相应变化, 从而能检测出磁盘上记录信号. 通常 AMR磁头用SAL薄膜电流磁偏置, Kaifa典型产品 1997年，Maxtor North Star， NEC Capricorn 1998年，Maxtor Pulsar & Quasar, WD Chandler
KAIFA磁头产品基本知识介绍
ZY HE
ZYHE@
Feb 12, 2000
Kaifa Internal Use
Copyright, 1996 © Dale Carnegie & Associates, Inc.
内容简介
磁记录发展简史 硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 磁记录基本条件 硬盘磁头工作原理 硬盘磁头及硬盘制造业展望
磁记录发展简史-3
1962年，IBM1301使用浮动感应式磁头； 1970年，IBM提出各向异性磁阻(AMR)磁头概念； 1973年，IBM3340采用Winchester磁盘技 术；
1979年，薄膜感应式磁头商品化；
1990年，IBM开发出磁阻感应式复合型薄膜磁 头, 即 各向异性磁阻(AMR)磁头；
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硬盘磁头工作原理-2
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•Disc rotation
•Voltage output
•Bias current
•Reader detects vertical field from disc
硬盘磁头展望
各向异性磁阻(AMR)磁头逐渐被淘汰 2000年，GMR磁头约占90%产量 低飞高 (<0.5 U―) GMR 磁头将会介入 遂道结磁阻 (TMR)磁头有望实现 超磁阻(CMR)磁头(>40gb/sq‖)处于研制中