ATA硬盘接口技术
ATA接口排线知识介绍
ATA接口排线知识介绍------刘友辉(Tony Liu)，2006一、ATA的发展历程自从英特尔公司推出了支持ATA/100的最新i815E与I820E芯片组后，这个世界好像就转向了这种接口类型。
许多公司都跟着推出各种控制卡以支持ATA/100标准，如HighPoint及Promise公司。
除此几乎所有硬盘生产商都推出或者宣布推出支持新接口类型的硬盘产品，因此ATA/100正走向主流的接口类型已成了不变的事实。
最早出现的硬盘接口类型即大家所熟悉的IDE，它既是Intelligent Drive Electronics的缩写，也是Integrated Drive Electronics的缩写。
其本意是把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，作为最早的PC机接口标准之一，IDE接口是于1989年由Imprimus、Western Digital（西部数据）与Compaq （康柏）这三家公司确立的。
现在个人电脑中使用的硬盘大多数都是跟IDE兼容的，它只需用一概电缆将它们与主板或接口卡连接起来就可以了。
把盘体与控制器集成在一起的做法减小了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性也得到了增强，硬盘制造起来也就变得更容易，因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否跟其它厂商生产的控制器兼容，对用户而言，硬盘的安装也变得更为方便。
IDE是于1994年由NCITS(National Committee For Information Technology Standers，美国国家信息技术标准委员会)正式确定的，而更精确的定义则由NCITS的技术部---T13组织确立。
此标准支持1或2块硬盘，并且是16位的接口，1999年在T13的建议下，ATA被从ANSI（美国国家标准化组织）的目录中移去。
两年后，即1996年，ATA的增强型接口，ATA-2（EIDE，Enhanced IDE）正式确立，它是对ATA的扩展，其增加了2种PIO和2种DMA模式，把最高传输率提高到了16.7MB/s，这是老IDE 接口类型的3~4 倍，同时它引进了LBA地址转换方式，突破了老BIOS固有504MB的限制，支持最高可达8.1GB的硬盘。
SCSI和ATA
SCSI与ATA是硬盘的两大接口类型。
长期以来，两者可以说互不侵犯，和睦共处，但如今，情况似乎有了变化。
当串行化的潮流向PC架构涌入时，ATA突然有了脱胎换骨的改变，无论是物理特性还是逻辑功能，都较以往有了重大的突破。
PATA至SATA的转变甚至也让高高在上的企业级人士刮目相看。
尤其是万转SATA硬盘出现，使SATA vs.SCSI 的话题再次成为了用户争论的焦点。
那么，现在的你又该如何选择呢？个人用户我想就不用说，巨大的价格差距比任何理由都有份量。
因此在这里我们着重分析一下在企业级应用中，SCSI与SATA 的利弊取舍。
一、可靠性：这可能是企业级用户最为关注的话题。
在这些方面很多人一直有个误区，即SCSI=高可靠性、ATA=低可靠性。
其实，硬盘的可靠性是与接口无关的。
接口在硬盘上就是一块PCB电路板，而决定产品可靠性的更多的是那些硬盘的其他可更换的组件、如磁头、马达、轴承、伺服系统、磁头臂以及磁盘。
使用与SCSI 硬盘相同的组件加上ATA接口电路完全可以达到相同的可靠性级别。
WD Raptor硬盘就可以提供120万小时的平均无故障时间和5年质保。
二、性能：SCSI硬盘目前的最高转速可达15000rpm，SATA硬盘则是10000rpm，更高的转速可以获得更高的寻址速度，这永远是高转速硬盘的优势。
但15000rpm并不是市场的主流，就目前最高采用率的SCSI硬盘而言，仍以10000rpm为主，此时Raptor与之相比完全不处劣势。
我们可以从以下两个方面进行讨论：接口速度：SCSI目前最高的水平是320MB/s，SATA是150MB/s。
但SCSI总线是共享的，SATA则是点对点的，这就意味着当SCSI通道内的硬盘实际带宽总和超过320MB/s时（目前SCSI硬盘数据传输率最高在75MB/s，4块SCSI 硬盘就基本达到了实际带宽总和），SCSI总线反而将成为瓶颈。
SATA则没有这个问题。
举个例子来说，5块SCSI硬盘系统的数据传输率仍然是有限的320MB/s 然而5块SATA的系统则能够达到750MB/s。
ATA硬盘接口发展简史
ATA硬盘接口发展简史程一2002年2月28日硬盘是PC机上的重要部件之一，它在很大程度上决定了机器的性能。
硬盘能达到今天这样优秀的性能和可靠性，经过了一个以IT产业的眼光来看是漫长的发展历程。
最早用于PC的硬盘接口是ST-506/412，它是由希捷公司开发的一种硬盘接口。
这种接口把磁盘的编解码器位于PC插槽上的磁盘控制卡上，用一个34芯的控制电缆（Control cable）接头和一个20芯的数据电缆（Data cable）把硬盘连接起来。
在早期PC如IBM PC/XT和PC/AT上，使用的硬盘就是以ST－506/412为接口的硬盘。
这种接口由于使用“改进调频制”（MFM）来进行数据编解码，所以也常称为MFM硬盘。
它支持的传输速度和稳定性都不高，因此到了1987 年左右这种接口就基本上被淘汰了。
ST-506/412问世之后不太久，硬盘接口技术出现了ESDI（Enhanced Small Drive Interface）接口，它是迈拓公司于1983年开发完成，其设计目的是升级和改进ST506。
它的特点是将磁盘数据编解码器放在硬盘本身之中而不是在控制卡上，使硬盘的稳定性和速度都得到了提高。
ESDI和ST506一样仍然使用两根电缆来连接硬盘，不过电缆的定义做了改变。
ESDI 的理论传输速度是ST-506/412接口的2-4倍，一般可达到10Mbps。
当时许多PC品牌机都使用了ESDI接口，并一直使用到九十年代初。
上述两种接口虽然比较原始，但在硬盘接口技术的发展上，对规范硬盘接口标准起到了非常重要的作用，它们使PC硬盘的硬件兼容性得到了保证。
对于 ATA 硬盘接口技术发展来说，有实质意义上的飞跃当属 IDE 接口的推出。
第一个关于ATA的规范化文本于1990年提出。
在ATA硬盘接口规范化道路的建设过程中，许多公司为之付出了许多努力，例如康柏公司、英特尔公司、希捷公司、迈拓公司、IBM 公司。
特别应该指出的是美国的“西部数据（Western Digital）”公司，因为正是WD制定了具有重大技术改进和发展潜力的 EIDE 接口标准，使得在那之后制定的差不多所有 IDE接口（并行ATA）都是在 IDE/EIDE的基础上改良而得。
什么是ata接口并口硬盘都是ata接口
Data 9
Data 5
Data 10
Data 4
Data 11
Data 3
Data 12
Data 2
Data 13
Data 1
Data 14
17 DD0
Data 0
18 DD15
Data 15
19 GND
Ground
20 KEY
-
Key (Pin missing)
21 DMARQ
DMA Request
ATA接口是AT bus Attachment 的缩写，那么到底什么是ata接口呢，其实我们平时用的并口硬盘都是ata接口 的,他是由由Conner, Seagate 和 Western Digital 公司开发，现在的硬盘接口大多为ata接口的扩展版本,ATA 接口在设备和主板侧的外观为40脚插针（现在为80线了）：
ata接口是atbusattachment的缩写那么到底什么是ata接口呢其实我们平时用的并口硬盘都是ata接口的他是由由connerseagate和westerndigital公司开发现在的硬盘接口大多为ata接口的扩展版本ata接口在设备和主板侧的外观为40脚插针现在为80线GND
Ground
23 /DIOW
Write Strobe
24 GND
Ground
25 /DIOR
Read Strobe
26 GND
Ground
27 IORDY
I/O Ready
28 SPSYNC:CSEL
Spindle Sync or Cable Select
29 /DMACK
DMA Acknowledge
30 GND
Ground
ATASATASCSISASFC总线简介
ATA/SATA/SCSI/SAS/FC都是应用于存储领域的总线，在当今的存储系统中，普遍应用的硬盘接口主要有SATA、SCSI、SAS和FC，ATA比较古老，在一些老的低端存储系统中被广泛应用，目前基本上被SATA所替代。
♦ATA总线ATA技术是一个关于IDE（Integrated Device Electronics）的技术规范族。
最初，IDE只是一项企图把控制器与盘体集成在一起为主要意图的硬盘接口技术。
随着IDE/EIDE得到的日益广泛的应用，全球标准化协议将该接口自诞生以来使用的技术规范归纳成为全球硬盘标准，这样就产生了ATA（Advanced Technology Attachment）。
ATA发展至今经过多次修改和升级，每新一代的接口都建立在前一代标准之上，并保持着向后兼容性。
到目前为止，一共推出7个版本：ATA-1、ATA-2、ATA-3、ATA-4、ATA-5、ATA-6、ATA-7。
1). ATA-1是建立在ISA96-pin标准连接器上的附属设备，使用40或44pin的连接器和电缆。
在44pin方案里，额外多出的4个引脚用来向那些没有单独电源接口的设备提供电力支持。
它在主板上有一个插口，支持一个主设备和一个从设备，每个设备的最大容量为504MB，支持的PIO-0模式传输速率只3.3MB/s。
ATA-1接口的硬盘大小为5英寸，而不是现在主流的3.5英寸。
2). ATA-2常被称为EIDE (Enhanced IDE)、Fast ATA 或Fast ATA-2。
它在ATA的基础上增加了2种PIO和2种DMA模式（PIO-3），不仅将硬盘的最高传输率提高到16.6MB/S，还同时引进LBA地址转换方式，突破了固有的504MB 的限制，可以支持最高达8.1GB的硬盘。
3). ATA-3没有引入更高速度的传输模式，在传输速度上并没有任何的提升，最高速度仍旧为16.6MB/s。
只在电源管理方案方面进行了修改，引入了了简单的密码保护的安全方案。
SerialATA接口
SerialATA接⼝SerialATASATA是SerialATA的缩写，即串⾏ATA。
这是⼀种完全不同于并⾏ATA的新型硬盘接⼝类型，由于采⽤串⾏⽅式传输数据⽽得名。
SATA总线使⽤嵌⼊式时钟信号，具备了更强的纠错能⼒，与以往相⽐其最⼤的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进⾏检查，如果发现错误会⾃动矫正，这在很⼤程度上提⾼了数据传输的可靠性。
串⾏接⼝还具有结构简单、⽀持热插拔的优点。
SerialATA的产⽣的产⽣的产⽣的产⽣SerialATAisanevolutionaryreplacementfortheParallelATAphysicalstorageinterface.TheSerialATAInternationalOrganization(SATA-IO)isthegroupresponsible fordeveloping,managing,ersof theSerialATAinterfacebenefitfromgreaterspeed,simplerupgradeablestoragedevices andeasierconfiguration.SATA的产⽣式⽤来代替原来的PATA（并⼝）接⼝的，国际SATA（SATA-IO）组织负责开发，管理和发布SATA标准。
使⽤SATA接⼝的设备可以得到更快的速度，并且这种接⼝简单⽅便，且更好设置。
简介简介简介简介主流的主流的主流的主流的SerialATA2.0接⼝接⼝接⼝接⼝新的SerialATA（即串⾏ATA），简称SATA，是英特尔公司发布接⼝类型，它以连续串⾏的⽅式传送资料，在同⼀时间点内只会有1位数据传输，此做法能减⼩接⼝的针脚数⽬，⽤四个针就完成了所有的⼯作（第1针发出、2针接收、3针供电、4针地线）。
这样做法能降低电⼒消耗，减⼩发热量。
串⾏ATA也称作SerialATA1.0作为增强型IDE或并⾏ATA(如ATA-100)接⼝的替代规范是在2001年发布的。
sata硬盘和raid介绍
（4）、出现硬盘故障的RAID系统不再可靠，应当及时的更换损坏的硬盘，否则剩余的镜像盘也出现问题，那么整个系统就会崩溃。
（5）、更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像，外界对数据的访问不会受到影响，只是这时整个系统的性能有所下降。
（6）、RAID 1磁盘控制器的负载相当大，用多个磁盘控制器可以提高数据的安全性和可用性。
由英特尔、戴尔、希捷、Maxtor以及APT等厂商所组成，推出了就硬盘而言的新技术规格，Serial ATA，它为串行接口，在IDF Fall 2001大会上，希捷宣布了Serial ATA 1.0标准，正式宣告了SATA规范的确立这也是硬件新近颁布的一种的标准。
在技术特点来看，不得不承认PATA硬盘在安装、传输速率及功耗、抗震、噪声等多方面都要逊于SATA硬盘。因为SATA硬盘它具有更快的外部接口传输速度，数据校验措施更为完善，SATA 1.0规范规定的标准传输率可以达到150MB/S，这样可以充分发挥Serial ATA接口的性能优势，因为ATA100的理论数值是100MB/s，即便是ATA133也最高为133MB/s。另外在安装上首先SATA的连接线非常方便，而且SATA最重要的特性就是支持热插拔。串行SATA方式通过更好的数据校验方式，信号电压低可以有效的减小各种干扰，从而大大提高数据传输的效率，而且新式的SATA硬盘连接线也更加有利机箱内部的散热。
个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0＋1工作模式。
由于长时间的没有改变，在数据的传输上来看，这种IDE接口硬盘显得有一些滞后，因为目前主流的PATA硬盘仅能支持ATA/100和ATA/133两种数据传输规范，传输速率最高只能达到 每秒100或133MB，这仅可以满足目前一般情况下的大容量硬盘数据传输。另外，这类硬盘所使用的80-pin数据线在机箱内部杂而乱，它会阻碍空气在机箱里的流动，从而影响到系统的散热。虽然劣势明显，不过对于一些原来老用户来说，由于原有的主板平台并不支持SATA接口，这种IDE接口的PATA大容量硬盘还是首选，还有一些用户认为这类型的硬盘在技术上成熟、稳定，所以也选择这类型的PATA硬盘。
ATA
ATA目录[隐藏]简介分类ATA考试简介[编辑本段]简介并行ATA技术是一个关于IDE（Integrated Device Electronics）的技术规范族。
最初，IDE只是一项企图把控制器与盘体集成在一起为主要意图的硬盘接口技术。
随着IDE/EIDE得到的日益广泛的应用，全球标准化协议将该接口自诞生以来使用的技术规范归纳成为全球硬盘标准，这样就产生了ATA（Advanced Technology Attachment）。
ATA发展至今经过多次修改和升级，每新一代的接口都建立在前一代标准之上，并保持着向后兼容性。
第一代是ATA-1，就是用于康柏桌面386系列的最初的标准规范。
它被制定为“主/从”结构。
ATA-1是建立在ISA96-pin标准连接器上的附属设备，使用40或44pin的连接器和电缆。
在44pin方案里，额外多出的4个引脚用来向那些没有单独电源接口的设备提供电力支持。
另外，ATA-1同时提供DMA和PIO两种方式传送信号。
ATA-2常被称为EIDE (Enhanced IDE)、Fast ATA 或Fast ATA-2，此时DMA已经完全执行于这个版本里了，标准DMA传输速度已经由ATA-1里的4.16MBps提升到16.67MBps了。
ATA-2还提供对电源管理、PCMCIA卡和可移动设备的支持，通过标准寻址方法CHS（柱面、磁头、扇区）支持最高8.4GB的硬盘容量。
此外，ATA-2还引入LBA方式，这一方法突破了硬盘按照CHS方式访问磁盘的老观念，为适应以后硬盘容量的快速增长打下了的良好基础。
同时通过不断升级的BIOS版本或者第三方软件，能够达到支持最大137.4GB的容量。
只要你的电脑支持EIDE，就可以在CMOS设置中找到LBA（LBA，Logical Block Address）或（CH S，Cylinder、Head、Sector）的设置选项。
EIDE支持的硬盘数目也有增加，它允许主板上具有两个插口，每个插口可以分别连接一个主设备和一个从设备，从而可以支持四个IDE设备。
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ATA硬盘技术编者按：随着电脑配件日新月异地发展，硬盘除了容量增大以外，采用的新技术也越来越多。
总的来看，硬盘使用的技术包括降噪技术、硬盘磁头技术、盘片技术、接口技术、数据保护技术、震动保护系统和各类检测技术等等。
在这些技术中，一些技术是在原有技术的基础上优化更新推出的，也有一些新技术是完全新创的。
下面我们先来看看IDE硬盘的降噪技术。
主流IDE硬盘降噪技术硬盘的噪音也许在夜深人静时最明显，对家人的影响也是很大的。
虽然噪音的大小并不是直接衡量硬盘性能优劣的标准，但纵观硬盘的发展历史，可以发现硬盘的噪音实际上是和硬盘的转速成正比的：转速每提高一个档次，噪音等级就会相应提高。
在5400rpm硬盘“横行”的时候，噪音问题还不那么突出，随着7200rpm硬盘成为主流，噪音问题的解决迫在眉睫。
我们还是先来了解一下硬盘噪音是怎么产生的。
通常硬盘内部有两个马达，一个是驱动硬盘旋转的主轴马达。
早期的主轴马达采用的是滚珠轴承，随着硬盘转速的不断提高，带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列问题，主轴马达的噪音曾是硬盘噪音的主要来源。
但目前很多厂家开始使用液态轴承马达，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠，这样做可以避免金属之间的直接摩擦，使噪声及发热量大大降低，同时油膜也可有效吸收震动，使硬盘的抗震能力得到提高，此外还能减少磨损，提高硬盘的寿命。
另外一个是寻道马达。
寻道马达采用的是步进电机，其工作噪音的波形接近方波，因此声音听起来节奏分明，穿透力也强过主轴马达。
我们平时听到硬盘发出的“哒，哒”声，就是由它发出的。
由于技术和成本上的原因，该马达还没有采用液态轴承，因此目前来看，寻道马达所发出的噪音是硬盘噪音的主要来源。
面对硬盘噪音，各个硬盘厂商都使出了浑身解数，有的从采用新型硬盘主轴马达入手，有的则以改进硬盘的封装结构为切入点，有的则利用软件调节硬盘的寻道速度，从而达到降低噪音的目的。
1.希捷(Seagate)曾几何时，希捷公司的IDE硬盘几乎成了大噪音硬盘的代名词，不过这一切都随着酷鱼四代硬盘的推出而烟消云散，声音屏蔽技术(SBT)的应用使希捷硬盘摇身一变成为了目前最为“安静”的IDE硬盘，声音屏蔽技术包括如下几项：(图)液态轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术： SoftSonic电机是希捷硬盘的声音屏蔽技术(SBT)的核心，也是一项获得各类电脑用户赏识的技术突破。
在采用业内标准进行测试时，酷鱼四代单盘模型在旋转时所发出的噪声仅为20分贝，寻道时的噪声仅为24分贝。
事实上，1996年希捷生产了世界上第一台FDB电机，而目前FDB电机已经发展到了第四代产品，可见如今FDB 电机的技术相当成熟。
盖板及隔音泡沫： SeaShield盖板即硬盘电路一面的金属挡板，该挡板与隔音泡沫都起到了进一步减少噪音外泄的可能性。
转动整流技术：通过控制主轴电机的工作电流波形，使电机的启停更平滑流畅。
安静寻道(SilentSeek)技术：主要有速度限制、加速度限制和及时寻道方式，由于这些技术比较复杂，在这里就不做详细介绍了。
2. 迈拓(Maxtor)迈拓除了应用自己的降噪技术以外，还沿用了昆腾公司的包括QDT静音技术在内的多项技术，强大技术的融合使迈拓的硬盘具有了更高的技术含量和竞争力。
(图)技术：其实这并不是一项新技术，迈拓很早以前就提出了这个降噪方案，当时称为“Acoustic Management”。
该技术的原理就是在硬盘的BIOS芯片内加入控制程序，人为降低磁头动力臂的反应速度，即降低寻道速度，从而降低噪音。
由于这项技术会使硬盘的性能稍有降低，加上几年前还是5400rpm硬盘占主流的时代，噪音问题并不十分突出，因此直到现在7200rpm硬盘成为主流时才得到应用。
对于应用了Silent Store技术的迈拓硬盘，用户可以到迈拓的官方网站上下载最新的控制程序──Maxtor’s AMSET utility。
将下载的程序解压到软盘上，再用该软盘启动电脑，运行Amset 程序。
Amset.exe有四个参数，分别是/quiet、/fast、/check 和/off，/quiet模式允许以性能的降低为代价使硬盘噪音下降；/fast模式则允许以性能的稍许降低换取噪音的下降，当然降噪效果不如/quiet模式；/check则是可以检查硬盘当前的静音模式，/off即把降噪功能选项完全关闭，硬盘以最佳性能运行。
安静驱动器技术(QuietDriveTechnology)：该项技术曾是昆腾公司引以为豪的硬盘静音技术，不过随着昆腾公司被迈拓并购，这项优秀的技术自然也被迈拓所拥有，该项技术可将硬盘的噪音控制在30分贝以下。
3.IBM作为目前所有台式硬盘遵循的温彻斯特盘结构的提出者，IBM公司在硬盘领域中一直处于一个很重要的地位，不过自从腾龙二代开始，硬盘返修率较高的问题就给IBM蒙上了一层阴影，如今IBM又将硬盘事业部出售给了日立公司，但无论如何，IBM硬盘的技术含量还是不容置疑的。
sion System降噪技术：该技术应用于IBM的台式机硬盘时主要体现在三种部件上：可在一定程度上降低运行噪音的陶瓷轴承马达(Ceramic spindle Motor)、改良的音圈马达(Voice Coil Motor)，以及减少噪音向外传播的三层冲压式顶盖(Tri-laminate Top Cover)。
这些先进技术的应用，使IBM腾龙四代硬盘的工作噪音只有31分贝(3碟片)到30分贝(2 碟片及以下)。
液体动力轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术：该项技术被应用在IBM于10月1日发布的Deskstar 180GXP系列硬盘上，与希捷公司的SoftSonic液态轴承技术相同，可以大幅度降低硬盘噪音。
自动声音管理(Automatic Acoustic Management)：这项技术则与迈拓公司的Silent Store技术大同小异，都是通过降低硬盘的寻道速度来降低噪音。
不过与迈拓的声音管理工具相比，IBM 所提供的工具IBM Feature Tool不但界面华丽，而且功能强大。
它是一个包括声音管理工具的工具包，利用其中的声音管理工具，可以让硬盘在两种工作模式下来回切换，一种是低噪音的安静模式(Quiet Seek Mode)，一种是高性能的正常模式(Normal Seek Mode)，通过硬盘性能的少许下降换来噪音的大幅度降低。
4.三星(Samsung)三星公司大家应该比较熟悉，但对于三星硬盘，有的用户可能不是很清楚。
到1999年底，三星硬盘生产能力就达到了每月120万个，不过那时主要是以OEM的形式供货给市场，所以在DIY 市场上鲜有三星硬盘的产品出现。
不过早在那时，三星硬盘就具备了高性能、低噪声、低工作温度的特点，在业界享有很好的口碑。
目前三星公司的硬盘已经大举进入中国市场，主要分为5400rpm的V系列及7200rpm的P系列，这两个系列的硬盘都采用了三星独有的硬盘降噪技术，静音效果相当显著。
噪音卫士(Noise Guard)：主要包括三个方面，首先是在顶盖上加装隔音片进一步阻止内部振动的噪音扩散，其次是改进顶盖设计与结构，降低主轴马达产生的噪音，最后是改进主轴马达设计，降低高速运转时产生的振动。
安静寻道(Silent Seek)：这种技术的原理是通过专用DSP(数字信号处理器)来优化修整音圈马达的驱动波形，平滑磁头臂寻道时的加速度，在降低音圈马达寻道时发出噪音的同时，尽量保证寻道速度不受影响。
通过以上两项技术的应用，三星硬盘的噪音已被控制在30分贝以内。
现在硬盘容量的递增速度似乎比用户需求的递增速度还快，看看现在动辄上百GB的硬盘就知道了。
这些超大容量的硬盘与昔日只有几GB的硬盘相比，简直可以称得上是巨无霸，那么是什么促进了硬盘容量的剧增呢？总的来说，它跟硬盘磁头技术和盘片技术密不可分。
硬盘磁头技术顾名思义，它是针对硬盘读写磁头方面的技术，好的磁头最明显的优点就是具有高的读写灵敏度，因此能大幅度提升硬盘的单碟容量，单碟容量上去了，硬盘的总容量自然会提高。
目前市面上的硬盘几乎都在使用GMR磁头，而早些时候，硬盘磁头有薄膜感应(TFI)磁头、各向异性磁阻(AMR)磁头和MR磁阻磁头。
硬盘数据读写磁头的结构如图3。
1.MRMR(Magneto Resistive Head，磁阻式磁头)技术的原理是基于磁阻效应工作的，其核心是一小片金属材料，其电阻随磁场变化而变化。
虽然其电阻变化率不足2%，但因为磁阻组件连着一个非常灵敏的放大器，所以可测出该电阻微小的变化。
不过MR磁头已经慢慢被GMR磁头取代。
2.GMR存储业界一直无休止地探索如何提高面密度和降低每兆字节的成本，得到的成果就是面密度每年提高50%左右。
在这个过程中，巨磁阻(GMR)磁头起了重要作用。
应用于较新IDE硬盘上的GMR 磁头，能使磁盘面密度超过15GB/平方英寸，这是原来读/写磁头技术所能达到的面密度的3倍以上。
面密度是每英寸磁道上的位数乘以每英寸的磁道数，为了提高面密度，在过去10年中，磁头技术经历了3个重要的发展阶段。
它们是：薄膜感应(TFI)磁头各向异性磁阻(AMR)磁头磁头在1990年至1995年间，硬盘大多采用TFI读/写技术。
TFI磁头实际上是绕线的磁芯，磁盘在绕线的磁芯下通过时会在磁头上产生感应电压。
TFI读磁头之所以会达到它的能力极限，是因为在提高磁头灵敏度的同时，它的写能力却减弱了。
上世纪90年代中期，希捷等公司推出了使用AMR磁头的硬盘。
AMR磁头使用TFI技术来完成写操作，但用薄条的磁性材料来作为读元件。
在有磁场存在的情况下，薄条材料的电阻会随磁场变化而变化，进而产生很强的信号。
AMR磁头进一步提高了面密度，而且减少了元器件数量。
由于AMR薄膜的电阻变化量有一定的限度，所以AMR磁头的灵敏度也存在极限。
这导致了GMR磁头的推出，而GMR磁头是IBM公司在MR磁头技术的基础上更新推出的。
GMR磁头继承了TFI磁头和AMR磁头中采用的读/写技术。
但它的磁头对于磁盘上的磁性变化具有更高的灵敏度。
GMR传感器的灵敏度比AMR磁头的大3倍，所以能够提高硬盘的面密度。
GMR 磁头的工作原理是依赖于自旋的电子散射。
GMR读磁头薄膜结构为：自由层：这是第一个磁层，它探测磁盘上的数据位产生的磁场，其磁化强度与磁盘的旋转无关。
夹层：这是第二个磁层，其磁化方向由第三层即反铁磁层固定。
反铁磁层：这是第三个磁层。
它具有反铁磁性，用来固定第二层的磁化方向。
这种结构使自由层的磁化角度(自旋)的变化转变成电阻值的变化和电压输出的变化，所以称之为自旋阀。
为了可靠稳定地工作，这些1.5nm厚的薄层必须有很高的质量，只能有极少的物理与磁性缺陷，否则就难以承受严酷的硬盘工作温度条件。