Travelstar 5K160：吹响日立垂直记录冲锋号

紫绮

Travelstar 5K160与垂直记录技术

经过近一年的等待之后，日立环球存储科技（Hitachi GST）公司终于在5月中旬推出了其首款采用垂直记录（PMR）技术的产品Travelstar 5K160。日立环球存储科技有限公司副总裁兼大中华区总裁德克·托马斯先生在北京举行的以“垂直新势力 可靠创新巅”为主题的新品发布会上介绍了Travelstar 5K160，并接受了我们的采访。



日立的第一代垂直记录磁头和盘片技术用于从2004年12月开始的垂直记录现场测试，而没有进入量产产品。Travelstar 5K160采用的是第二代垂直记录磁头和盘片技术，并被日立称为“超级垂直记录技术硬盘”。采用日立独创的合金和层沉积处理制成的垂直记录盘片具有出色的抗腐蚀能力，而全新的垂直记录读写磁头能更精确、真实地记录更小的数据单位，大大地降低软性错误率。




由于东芝（Toshiba）和希捷（seagate）已先后推出采用垂直记录技术的硬盘，日立突出了Travelstar 5K160磁头读取感应器的铱锰铬合金技术。为使读取感应器稳定及可靠地操作，日立使用铱锰合金替代上一代读取磁头沿用的铂锰合金，并加入铬提升读取感应器的抗腐蚀功能。在铱锰铬合金之外，又覆上一层薄钌来稳定读取感应器，然后把读取感应器置于拥有超强磁场的“超级磁炉”中加热，以形成适当的磁化强度和强力“固定场”。经过上述处理，读写磁头的稳定性提升超过两倍，“成为业内最稳定的磁头技术”。德克·托马斯表示，日立认为是否更早发布这个产品并不是很重要，重要的是确保能够向客户提供所需要的性能以及可靠性。




德克·托马斯表示，实际上日立的铱锰铬合金技术最早应用在台式机的产品中，它的应用带来很高的可靠性，而且在设计的余量方面也非常领先。从成本角度来说由于是应用在体积很小的磁头上，所以消耗的材料量非常有限，更多的应该是技术的变革，器件本身物理结构的变化，这里包含了很多知识产权，在成本上没有太大的影响



根据日立的统计，2.5英寸硬盘市场在2004～2005年增长了44%，2006年第一季度较2005年第四季度增长了5%（通常趋势为下降），预计今年还将增长35%以上。从上图来看，100GB是一个过渡性的容量点，因此Travelstar 5K160没有容量为100GB的型号。德克·托马斯表示5K160的发展其实需要有一个过渡的过程，不论是技术角度还是研发角度乃至从生产工艺上来说都是一个很重要的进展和过渡，所以必须要有一个非常好的过渡计划来保证能够有稳定的供货，而在过渡时期日立会确保同时向客户提供现有的（采用纵向记录技术的）产品——如5K100。虽然5K160的80GB型号将会批量生产，但短期内100GB及以下容量的市场需求主要还是要靠5K100来满足。




换言之，在这个过渡期内，5K160的价值将主要体现在5K100所不能提供的120GB和160GB容量。一个产品系列的顶级容量（对5K160来说即160GB）型号通常不会有很大的出货量，可以预计的是次级容量的120GB型号会占相对较高的比例，Travelstar 5K160的120GB型号采用与160GB型号一样的4磁头（而不是按比例节省1个磁头）设计，很可能有保证120GB型号品质的考虑。对于笔者的上述推测，德克·托马斯解释说，160GB型号的技术测试结果非常令人满意，120GB型号也采用4个磁头完全是为了使余量最大化。

日立垂直记录技术的拓展及潜力


在推出Travelstar 5K160的同时，日立还表示将在2006年下半年推出的主要面向消费类电子（CE）产品市场的1.8英寸硬盘中采用垂直记录技术。新的1.8英寸硬盘在容量增加的同时，转速由4200RPM减至3600RPM以节省20%的读写耗电量，不过也带来了延迟（Latency）变长的问题，这就要看客户需要什么。德克·托马斯强调，日立将在2007年年中把垂直记录技术应用到包括3.5英寸硬盘在内的所有的产品线上，在这个过程中就可以满足各种应用的需求，而2006年下半年要推出的1.8英寸硬盘只是针对消费电子的，针对笔记本电脑等应用的产品会在2007年完成。在过渡的过程中日立继续会提供4200RPM转速的产品来满足笔记本电脑的需求。“这完全是一个过渡计划的问题，先选择从哪个产品开始，然后将所有产品都应用垂直记录。”他补充说，下半年先推出1.8英寸消费电子硬盘，再考虑下一步怎么做，譬如1英寸硬盘。在3.5英寸产品中应用垂直记录技术的具体时间则取决于市场需求。

谈到耗电量，德克·托马斯表示，采用垂直记录技术后，如果没有在工程方面做出努力的话，的确会消耗更多的电能，但日立公司在功耗的管理方面一直是保持领先的地位，可以说是兼顾二者的，这之间是有一个权衡的问题。




采用垂直记录技术的产品生产合格率是大家关心的一个问题，德克·托马斯认为这涉及到成本和合格品率，通过日立测试还有与客户的磋商要确保日立的产品最能够满足他们的需求。尽管在合格率上很难给我们一个具体的数字，但是2.5英寸的产品如果继续沿用纵向记录（LMR）以取得更高容量的话合格率上达到的指标或者获得很高的成品率相对于使用垂直记录技术来说更难。因为垂直记录可以提供足够的余量，所以在合格率方面会做的更好。

具体成本的下降不便透露，但从整个行业来说硬盘的价格每年都会下降，相应来说成本也会下降。成本下降可以通过两种途径，一种是批量的途径，再一种是通过提高运行的效率。日立也是在通过不断提高自身的合格率、提高生产力以及资产的利用率来提高效率、降低成本。以3.5英寸来说，日立会在中国有更多的采购，这也会帮助降低成本。日立非常注重生产力的提高，在（深圳）日立环球存储产品公司成立的时候，生产硬盘的数量应该是3000万，而今天在同样的空间下产量达到了5800万，这也是日立非常注重生产力提高的结果。当然生产力的提高就带来了成本的下降。




希捷和迈拓（MAXTOR）合并后在产品和渠道上的整合，会对日立造成怎样的影响？德克·托马斯表示，“在集成方面，其实每个公司都很难知道对方具体在整合集成方面到底做到了什么样的状态，从迈拓来说那个时候他们的生产线是会中断的。希捷是垂直集成的公司，日立也是一个垂直集成的公司，我在集成方面已经做了几年了，我们非常重视技术的创新和发展，特别是在磁头和磁盘方面。一方面是技术的创新，另一方面也是技术的整合。这就是我们所做的工作。作为这个行业最强的企业之一，日立环球存储科技公司是垂直集成的公司，有磁头和磁盘。在面临着大型架构变化的过程中，垂直集成的企业会有很多优势。1991年磁阻磁头（MR）技术面世之后是很大的突破性的发展，在此之后这个行业变成了一个小世界。竞争是非常激烈的，只有少数企业还存活下来。”




最后笔者与德克·托马斯探讨了垂直记录技术的发展潜力。德克·托马斯说：“我想可能跟在座的各位比我是年纪最老的，所以对硬盘的历史我可能是最了解的。我们可以从历史角度来看这个问题，最早用薄膜的技术来发展时磁录的密度每年容量的增长是30%，在1991年推出MR技术之后增长是每年60%。在GMR（巨磁阻）推出之后增长每年超过了百分之百。在GMR推出有这样一种发展趋势，我也有一份力量在里面。当时我在IBM也参与了策略的拟定，原则是让它运转的速度越快越好，首先让那些做不到的企业先淘汰出去，这也是一个技术游戏。

“在此之后，围绕着GMR的技术又有一些衍生的技术出现，这些技术后来就引发出了像垂直记录这样的技术，所有这些技术的发展都促进了材料科技的发展。从技术角度来说，这种技术的趋势使得制造工艺和相关的光刻的技术的发展，相对于半导体产品来说是更困难了。由于材料的限制，我们看到（就像我今天在演讲中所说的）运转的速度其实在一定程度上是缓慢下来的。应该说垂直记录技术是在演进发展过程中必要的一步，围绕着垂直记录技术还会有更多的衍生技术出现，比如说像热辅助磁记录（HAMR）技术。

“从MR记录到GMR的过渡中我们可以看到一个类似的发展，因为从这个过渡中当时人们也在提出这样的问题——磁录密度还有没有可能进一步提高？即使是一些技术人员都对此表示了疑虑。但是由于业务的发展和更多创新的技术人员总是能够把现有的技术做进一步的提升，从这一点上我们可以预测刚才您所说的问题（垂直记录技术能否将存储面密度提高10倍以上），PMR也还是有进一步发展余地的，有可能提高到15～20倍。这要取决于基础科学的发展、材料科学的发展。另外也考虑到人们在围绕着垂直记录技术每年的资金投入也是非常多的。不论是从技术角度来说会有更多的改善，随着价格的下降也会有更好的市场。这就是由于刚才讲到的成本的下降。”

不过，笔者认为现在的形势跟1999年不太一样：当时更多的是硬盘行业内的竞争，硬盘本身作为一个技术来说，没有受到其他技术的很大威胁。但是现在的一个问题是小尺寸硬盘正面临闪存的挑战。闪存仍在以每年百分之百的速度增长，如果小尺寸硬盘还保持40%的增长速率，恐怕再发展两三年就会面临出局的危险。所以笔者怀疑40%的增长速度是不够的。对此德克·托马斯认为，虽然闪存有一定的竞争性，但是闪存与小尺寸硬盘的共存来说只能是占十分之一的竞争来源，尽管闪存有发展，但是它对于消费电子产品来说只能是一个入门级的产品，它的可扩展性以及经济效能（经济性能）水平是非常有限的。不论是业界的任何分析公司到目前为止都没有提出任何一个在现在阶段就可以取代小尺寸硬盘的一种技术。