夹层结构在磁层厚度上做文章的思路很好，不过随着磁单元和组成它的磁粒在盘片上所占的面积越来越小，磁路方向上的长度也越来越短，保持稳定的难度与日俱增。因此，垂直记录技术干脆将对厚度的利用发挥到了极致：磁单元的磁路方向改变90°——不是在盘片平面范围内，而是与平面相垂直——正如第一页下方的Flash所形象描述的，一直躺着的磁单元突然站起来了！这样一来，磁单元在盘片上所占的面积可以继续减小，而在磁路方向上的长度（也就是磁层厚度）却能够保持不变甚至适当增加，从而保证了热稳定性。正所谓“躺着死，站着生”是也……


垂直记录技术的磁单元在磁头的作用下反转磁极的示意图



由于磁单元的磁路方向发生了90°的大转变，写入磁头的构造肯定要进行比较大的改动。垂直记录的磁头设计很巧妙：其信号极（Signal Pole）很窄，磁通量密度较高，足以使通过它下面的磁单元发生磁路反转；返回极（Return Pole）很宽，磁通量密度较低，因此它下面的磁单元是相当安全的。当然，介质更是必须要大动手术的——不仅磁层（硬记录层）会变厚，其下增加的软磁底层还有助于改善写入时的稳定性。

纵向记录与垂直记录对比



垂直记录的另一个好处是，相邻的磁单元磁路方向平行，虽然不像前述的夹层结构那样彼此反向耦合，但与纵向记录相邻的磁单元只在磁极一端相接的情况比起来，互相稳定的效果还是较为明显的。

10倍！垂直记录的未来发展



对于包括日立在内的各硬盘相关厂商在垂直记录技术上的进展，本站已经有过诸多报道，此处不再重复。在本次技术交流会上，日立方面对他们所取得成果进行了较为详细的介绍。


日立环球存储科技公司全球尖端科技高级总监高野公史从1998年开始管理垂直记录项目



日立的垂直记录硬盘从2004年12月开始接受现场测试，硬盘性能高于预期，“性能数据类似于我们通过一个成熟硬盘得到的测试结果”，没有硬错误（如数据丢失），软错误（磁头试图在首次失败之后再次读取数据）极少，数据读写速率也没有降低。

日立的相关人员已经在日常工作中用上垂直记录硬盘啦——羡慕吗？风险其实也挺大的



IDC在最新的特别报告《2005年硬盘市场：零件技术与业务模式》中对垂直记录技术进行了预测，指出：





2009年使用垂直记录技术的硬盘将达到六亿三千万部，成为雄霸市场的新技术。


到2008年，小型硬盘（2.5英寸以下）将占据硬盘产量的46%以上，其中大多数会利用垂直记录的技术优势来满足容量需求。


对整个硬盘行业的发展进行预测，可发现垂直记录将成为2004至2008年达到IDC预测的15.5%年复合成长率的主要推动因素。


在5年内，产品磁盘密度将会达到目前技术下磁盘密度的四至五倍；在10年内，垂直记录（包括混合方法）会使磁盘密度达到目前技术下磁盘密度的十倍的水平。


垂直整合式公司将可较顺利地引入垂直记录及其它新技术，其引进成本也较低，不过却要自行承担研发支出。必需投资额的增长（例如，研发开销、新生产能力）将会引起更深入的业内合并。


必要的投资额的增长（例如，研发开销、新生产能力）将会引起更进一步的业内合并。


垂直记录是未来硬盘行业发展的关键；各家公司能否成功过渡，是企业能否成功发展的决定因素



日立利用垂直记录技术实现230Gb/in2磁记录密度的演示



IDC存储技术研究总监David Reinsel表示：“企业引进垂直记录及其它新技术，需要重新审视现有的业务模式、合作伙伴和发展策略。这意味着企业需要增加产品研发和新生产设备等方面的投资，也将促进业界的进一步整合。”通过采访不同领域的专家，并汲取他们的专业意见，IDC还为硬盘生产商和零件开发商提供了至2015年在磁记录密度提升及业界的整合情况等方面的建议，包括：





垂直整合式公司将可较顺利地引入垂直记录及其它新技术，其引进成本也较低，不过却要自行承担研发支出。


绝大部分小型硬盘在2008年均会采用垂直记录技术以满足存储容量的需求。


间接传动弹性臂技术的用途有限，预计不会被大规模采用。


垂直记录技术将在5年内使磁碟密度提升至现有的4至5倍。


GMR CPP磁头将会在Femto或TMR磁头之后推出，预计将于2007年问世。



虽然有了垂直记录技术，但未来几年磁盘的存储面密度发展仍将趋缓



Bill Healy先生表示，采用垂直记录技术后，硬盘的存储面密度的年增长率（CGR）将在40%左右（以此速度计算，垂直记录大约可以发展7年）。本站记者据此问道，如果未来几年闪存的容量以每年100%的速度增长，微硬盘所面临的压力会不会比较大？他十分乐观地认为，即使如此，闪存在容量和成本上也无法与微硬盘竞争（日立坚持不推出小于1英寸的硬盘很可能与这种思路有关）。



正如我们在前面所说的，无论采用纵向记录还是垂直记录，硬盘的基本原理和结构都不会发生改变。垂直记录所带来的技术变革主要发生介质（盘片）、磁头和读写电子器件上，硬盘的生产线没有另起炉灶的必要。即使是磁头，也不一定完全重新设计，因为磁头的读取和写入部分是相对独立的，与纵向记录相比，垂直记录使磁头的写入部分构造改变较大，但读取部分现在仍可以用CIP（Current-in-Plane，电流在表面上）模式的GMR读取头，是否需要改用TMR（Tunnel Magneto-Resistance，隧道磁阻）或CPP（Current-Perpendicular-to-Plane，电流垂直于表面）模式的GMR读取头主要取决于存储面密度的发展，和垂直记录并无必然联系。



日立最后对“垂直记录技术带来的可能性”进行了展望：





首批产品的磁录密度接近150Gb/平方英寸（2005∼2006）——实现160GB的移动硬盘和15GB的微硬盘


230Gb/平方英寸（2007∼2008）——实现1TB的台式电脑硬盘和20GB的微硬盘


理论表明垂直技术可以被扩展到大约500Gb/平方英寸——实现½TB 2.5英寸硬盘和40GB微硬盘


在垂直记录技术之后，晶格介质（Patterned Media）和热辅助磁记录（Heat Assisted Magnetic Recording，HAMR）将会把数据密度提高到1Tb/平方英寸以上，实现TB级的移动硬盘和大约100GB的微硬盘，从而可以在一个外型小巧的机顶盒中内置整个HDTV视频库，或是在一部移动电话中存储数千小时的音乐和多部电影。


晶格介质（左侧框中靠右的部分）将把磁记录密度提高到每平方英寸1Tb以上



现在代表1 bit的磁单元由大约100个磁粒所构成，而晶格介质要做到的是每个磁粒代表1 bit，大大提高了存储面密度。随着磁单元的进一步减小，必须要采用高矫顽力的材料做磁层，由于其非常难以写入，所以要在写入时用激光照射加热，写入线圈在高温的辅助下将磁路反转，即热辅助磁记录。希捷也在几年前就开始研究HAMR，不过这种技术要进入实用阶段，恐怕要到2010年以后了。


热辅助磁记录技术利用新的、非常难以写入的介质，这种介质往往可以更加稳定地写入数据磁介质。通过加热介质记录数据，利用热能简化数据的写入，但是在常温下存储和读取数据。与晶格介质类似，它可以将区域密度提高到Tb/平方英寸级别，并很可能与晶格介质配合使用。