电脑运行速度慢？可能是你的机械硬盘入坑了——机械硬盘硬核科普( 二 ) _机械硬盘

以上两个方案显然是不行的，于是这时候硬盘工程师小脑袋瓜里的灯泡突然一亮。既然增加数量和面积都不行，那为什么不能把每个磁盘上存储数据的密度增大呢？这样在体积不变的情况下容量就能提升了。
大容量硬盘的早期是LMR技术，也就是水平磁性记录，为了避免大家混淆，LMR技术不过多解释，只需要告诉大家LMR技术存储上限很低，现在已经不怎么使用了，所以我们直接说PMR技术。
PMR技术全称垂直磁性记录，早期的LMR技术磁感应的方向是水平的。如果让磁性粒子和磁感应的方向相对盘片垂直，这样不就能腾出很多空间了？
文字不好理解下面给大家用图的方式表现一下。图一为水平磁性记录、图二为垂直磁性记录。同样的体积，垂直硬盘的存储容量明显要比水平硬盘多很多。于是垂直硬盘成了主流，也就是本文中说的PMR（英文全称：Perpendicular Magnetic Recording）技术，

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在PMR技术的帮助下，机械硬盘的容量有了很大的提升，单碟盘容量最高达到了1TB左右，但是随着互联网信息技术的发展，信息数量开始爆炸式增长。无论是办公还是家用需要存储的信息越来越多越来越多，终于有一天，PMR技术的硬盘容量不够用了……
PMR技术硬盘容量不够了，但是我们又不能单纯靠加一块硬盘的方式去扩充容量，那还有没有办法再把磁盘的容量在提一点？再提升一些磁盘信息记录的密度呢？
既然都这么问了，那肯定有（要是没有的话鲁sir也不用写这篇科普了）。
于是这个时候，SMR技术应运而生！
不过这次科学家们想出来的办法有些奇特，并且也不像PMR那样完美，就是SMR（Shingled Magneting Recording）技术，又叫叠瓦式磁记录技术。这个技术有点特殊，我们慢慢讲。
这项技术是怎么做的呢？前面我们说到，磁盘是被划分为一圈一圈微小的磁道来记录数据的，这些磁道之间并不是连续的，而是磁道与磁道之间存在一个保护距离，从而不让不同磁道的数据产生干扰。硬盘工作的过程也就是磁头在磁道上读取和写入数据的过程。

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PMR磁盘技术如上图一样，各个磁道之间有一定保护区，用来保护两个磁道内的数据不会出现互相干扰的情况。
但是在实际使用过程中又有一个新的问题。就是硬盘信息的读取和写入是两种不同的操作，所以读取磁头和写入磁头也是不一样的。现代硬盘主要采用的是分离式磁头结构，写入磁头仍是传统的磁感应磁头比较宽，读取磁头则是新型的MR磁头（磁阻磁头）比较窄，磁道在划分的时候，当然要满足最宽的标准。但是写入磁头在工作的时候，实际上对于每个磁道，其写入信息的宽度是和读取的宽度一样的，这样，磁道的空间就存在浪费的情况。

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那把这些浪费的空间利用起来，是不是硬盘的容量在体积不变的情况下就会的更大？理论上这样子是行得通的。
于是工程师开启了极限操作。他们将磁道中间浪费的空间重叠起来。写入的时候从上面写入而不是从中间写入，这样一来保护空间也就变小了。浪费空间和保护空间都减少了，那么硬盘的密度自然就增加了。可存储的信息量自然就要比PMR多出来很多。同样体积和磁盘数量的SMR硬盘大约会比PMR硬盘多出来25%以上的存储空间

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这个极限操作虽然说解决了容量的问题，但是它并不稳妥，缺点相当明显，磁盘密度变的如此之高，转速自然也不能太快。划重点：SMR硬盘转速一般不会太快。
这样的结构单纯的读写看起来还是可以的，但是如果你想要修改某个磁道上的数据就比较麻烦了，因为磁道的间隙小，磁头比较宽。所以如果想要修改磁道0的数据，就必然会影响到隔壁磁道1的数据。隔壁磁道1的数据做了什么？好好在家里躺着突然就天降正义了，这样肯定不好。
为了解决这个问题，工程师们设置了一个缓冲区，也就是磁盘的缓存。当需要修改磁道0的数据时，先把磁道1的数据拿出来放到缓冲区，等磁道0的数据修改完成后，再把放在缓存区的磁道1的数据再给放回去。为了完成这个过程，SMR技术的硬盘都有一个特点，那就是缓存特别大，动辄256MB起步。划重点：SMR硬盘都有很大的缓存空间。