ATA硬盘接口技术
硬盘 SATA与ATA区别
硬盘 : SATA与ATA区别串行高级技术配件（SATA）是一项新兴的标准电子接口技术。
SATA的性能有望超过前一代技术--并行ATA，因为它可以提供更高的性能，而成本却只是SCSI或光纤通道等传统存储技术的一小部分。
顾名思义，SATA只是一种串行链接接口标准，用来控制及传输服务器或存储设备到客户端应用之间的数据和信息。
SATA用来把硬盘驱动器等存储设备连接到主板上，从而增强系统性能、提高效率、大幅降低开发成本。
要了解SATA的优点，就需要深入地了解并行ATA。
并行ATA是基于集成驱动器电路（IDE）接口标准的一项硬驱技术，用于传输及交换计算机主板总线到磁盘存储设备间的数据。
许多低端的网络连接存储（NAS）设备之所以采用并行ATA驱动器，是因为成本效益。
另外，还因为众多的高带宽应用，譬如备份与恢复、视频监控、视频处理以及使用磁盘而不是磁带的近线存储。
采用SATA的存储设备配置起来要比采用并行ATA简便得多，这归因于其较小的格式参数。
SATA所用的电缆要比并行ATA更长、更细，后者采用又粗又短又容易断裂的电缆。
另外，SATA采用7针数据连接器，而不是并行ATA的40针连接器。
连接到磁盘驱动器的粗电缆装配起来比较困难，还会堵住气流、导致发热，这一切都会影响硬件系统的总体性能和稳定性。
SATA铺设及安装起来简单多了，紧凑性为主板和磁盘驱动器腾出了多余的空间。
SATA还采用低电压差分信号技术，这与低功耗和冷却的需求相一致。
信号电压从并行ATA的5伏降低到了SATA的区区0.7伏。
这不仅降低了磁盘驱动器的功耗，还缩小了开关控制器的尺寸。
这项接口技术采用了8/10位编码方法，即把8位数据字节编码成10位字符进行传输。
采用串行技术以及8/10位编码法，不仅提高了总体的传输性能，还完全绕开了并行传输存在的问题。
这种数据完整性很高的方案提供了必要的嵌入计时和重要的数据完整性检查功能，而这正是高速传输所需要的。
SATA采用了点对点拓扑结构，而不是普遍应用于并行ATA或SCSI技术的基于总线的架构，所以SATA可以为每个连接设备提供全部带宽，从而提高了总体性能。
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。
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。
sata原理
sata原理
SATA（Serial ATA）是一种计算机总线接口技术，用于连接
存储设备和主机（例如硬盘驱动器与主板）之间的数据传输。
与早期的PATA（Parallel ATA）接口相比，SATA接口采用
了串行传输的方式，提供更高的数据传输速度和更好的信号稳定性。
SATA接口的工作原理是通过将数据位逐位地顺序传输来实现
数据的传输。
每个位都通过一个简单的电气信号来表示，这些信号传输到目标设备。
传输速率通常以每秒传输的位数表示，例如SATA 3.0接口可以达到6 Gbit/s的传输速度。
SATA接口的传输过程包括两个关键的阶段：命令传输和数据
传输。
命令传输阶段用于传输指令（如读取、写入等）到存储设备，而数据传输阶段则用于实际的数据传输。
在命令传输阶段，主机将指令发送到SATA控制器，然后SATA控制器将指令转发到目标设备。
目标设备接收到指令后，将执行相应的操作。
在数据传输阶段，主机将数据分成一系列数据段，并通过SATA接口逐个传输到目标设备。
数据被分成多个数据段的原
因是提高传输的防错能力，以确保数据的完整性。
为了提供更高的数据传输速度，SATA接口还引入了多通道技术。
多通道技术允许同时传输多个数据段，从而提高整体的数据传输速度。
此外，SATA接口还支持热插拔功能，允许用户在不关闭计算机的情况下插入或移除存储设备。
这为用户带来了便利，并降低了系统维护的成本。
总而言之，SATA接口通过串行传输方式实现高速稳定的数据传输，具有高防错能力和热插拔功能，为计算机存储设备的连接提供了可靠的解决方案。
sata硬盘接口工作原理
sata硬盘接口工作原理
SATA（Serial ATA）是一种计算机硬盘接口标准，用于连接
主板和硬盘之间的传输数据。
其工作原理如下：
1. 数据传输：SATA接口采用串行数据传输方式，即一次只传
输一个位数据。
传输过程中，硬盘将数据转换为电信号，通过信号线传送给主板。
2. 数据线：SATA接口包括几根数据线，其中有一个专门用于
传输数据的主通道线。
在数据传输过程中，主通道线传送主要数据信息，而其他的信号线则传输同步、错误检测等控制信号。
3. 数据速率：SATA接口支持不同的数据速率，如SATA I （1.5 Gbit/s）、SATA II（3 Gbit/s）、SATA III（6 Gbit/s）。
不同的速率对应着不同的数据传输速度，可以满足用户对数据传输的需求。
4. 异步传输：SATA接口支持异步传输，即在传输过程中允许
主板和硬盘之间存在一定的时延。
这样可以增加总线上其他设备的响应速度，提高系统的整体性能。
5. 热插拔：SATA接口支持热插拔功能，即允许在计算机运行
时插拔硬盘。
这样可以方便用户更换硬盘或扩展存储容量，而无需关闭计算机。
总的来说，SATA硬盘接口通过串行数据传输、控制信号和异
步传输等方式，实现了高速、稳定的数据传输，同时支持热插拔功能，提供了方便的硬盘连接和使用体验。
sata接口工作原理
sata接口工作原理SATA接口工作原理一、引言SATA（Serial ATA）接口是一种用于连接计算机主板和存储设备的串行数据传输接口。
它相对于之前广泛使用的并行ATA（Parallel ATA）接口来说，具有更高的数据传输速率和更简化的电路设计。
本文将介绍SATA接口的工作原理，包括数据传输方式、电信号传输、数据保护和热插拔等方面。
二、数据传输方式SATA接口通过串行方式传输数据，与并行ATA接口相比，能够以更高的速率传输数据。
并行ATA接口每次传输一个数据字节，而SATA 接口每次传输一个比特。
这种串行传输方式能够减少信号干扰，并提高了数据传输的稳定性和可靠性。
三、电信号传输SATA接口使用了差分信号传输技术。
差分信号传输是通过传输正负两个相位相反的电信号来表示数据的。
这种方式可以有效地抵消外界电磁干扰，提高了信号的抗干扰能力。
此外，SATA接口还采用了数据时钟恢复技术，使得接收端可以根据数据信号中的时钟信息来恢复出正确的数据。
四、数据保护SATA接口提供了多种数据保护机制，确保数据的完整性和可靠性。
其中包括CRC（Cyclic Redundancy Check）校验、数据加密和数据流控制等。
CRC校验是一种通过计算数据的校验和来验证数据传输是否出错的方法。
数据加密可以对传输的数据进行加密，提高数据的安全性。
数据流控制则可以根据接收端的处理能力来控制数据的传输速度，避免数据的丢失和错误。
五、热插拔SATA接口支持热插拔功能，即在计算机运行的情况下插拔存储设备。
这种特性使得用户可以方便地更换或升级硬盘，无需重启计算机。
在热插拔过程中，SATA接口会自动检测并配置新插入的设备，确保设备的正常工作。
六、总结SATA接口以其高速的数据传输能力、可靠的数据保护机制和方便的热插拔功能，成为了当前计算机存储设备的主要接口之一。
通过串行传输方式和差分信号传输技术，SATA接口能够实现高效稳定的数据传输。
同时，通过CRC校验、数据加密和数据流控制等机制，SATA接口保证了数据的完整性、安全性和可靠性。
ata命令用法
ata命令用法ATA（Advanced Technology Attachment）是一种计算机硬盘驱动器接口标准，它规定了硬盘的物理连接、数据传输和控制信号等内容。
ATA命令是用于管理和控制ATA设备的指令集。
本文将介绍ATA命令的基本用法和常见示例。
一、ATA命令概述ATA命令是通过主板上的SATA或PATA接口与硬盘通信的方式。
它可以用于执行各种操作，如读取硬盘信息、格式化磁盘、写入数据等。
ATA命令一般由多个寄存器和数据块组成，用于存储和传输相关信息。
下面我们将详细介绍几种常用的ATA命令及其用法。
二、读取硬盘信息1. IDENTIFY DEVICE命令IDENTIFY DEVICE命令用于获取硬盘设备的详细信息，如序列号、容量、固件版本等。
通过该命令，我们可以深入了解硬盘的性能和特性。
2. SMART命令SMART（Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology）命令用于监控硬盘的健康状况和预测故障。
通过执行SMART命令，我们可以获取硬盘的运行状态和各项健康指标，及时采取措施保护数据安全。
三、磁盘操作1. READ命令READ命令用于从硬盘读取数据。
通过指定起始扇区号和读取扇区数，我们可以在硬盘上定位并读取指定范围内的数据。
2. WRITE命令WRITE命令用于向硬盘写入数据。
通过指定起始扇区号和待写入的数据块，我们可以将数据写入硬盘的指定区域。
四、磁盘维护1. FORMAT命令FORMAT命令用于格式化硬盘，即在硬盘上创建文件系统。
通过指定文件系统的类型和相关参数，我们可以为硬盘分区并为之分配文件系统。
2. ERASE命令ERASE命令用于擦除硬盘上的数据。
通过执行ERASE命令，我们可以快速擦除硬盘中的内容，以便后续重新使用或销毁硬盘。
五、安全操作1. SECURITY ERASE命令SECURITY ERASE命令用于安全擦除硬盘上的数据。
硬盘种类和接口类型、总线、协议
硬盘种类和接口类型、总线、协议
一、硬盘种类：按照材质分类
1、SSD-固态硬盘
2、HDD-机械硬盘，也称为传统硬盘
二、硬盘接口类型：ATA（Advanced Technology Attachment），高技术配置。
SCSI（Small Computer System Interface），小型计算机系统接口。
1、SATA接口类型是ATA-控制器技术的升级。
目前ATA又被称为PATA （Parallel ATA），并行ATA可以跟IDE-磁盘驱动器技术，接口通用。
2、SAS接口类型（Serial Attached SCSI），是SCSI的升级，串行SCSI
3、M.2接口类型是替代mSATA的新的接口规范，也就是我们以前经常提到的NGFF，即Next Generation Form Factor
三、总线类型：M.2接口类型下，SATA总线类型（理论上6G带宽，实际极限约600M）和PCI-E总线类型（可以支持10Gbps的带宽），SATA硬盘中，数据会先从硬盘读取到内存，再将数据提取至CPU内部进行计算，计算后写入内存，存储至硬盘中；PCI-E则是数据直接通过总线与CPU直连，省去了内存调用硬盘的过程。
四、NVME协议：NVM Express（NVMe），称非易失性内存主机控制
器接口规范(Non-Volatile Memory express),是一个逻辑设备接口规范。
他是与AHCI类似的、基于设备逻辑接口的总线传输协议规范（相当于通讯协议中的应用层），用于访问通过PCI-Express（PCIe）总线附加的非易失性内存介质，目的在于充分利用PCI-E通道的低延时以及并行性。
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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)SoftSonic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。
SeaShield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)Maxtor Silent Store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。
IBM Drive Noise Suppres 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GMR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。