在这一系列的专题文章中我讲重点讲解硬盘固件构造以及自测试方面的若干内容。
从生产、物理到逻辑层面去讲述硬盘不为人知的一面。我相信只要读者看完这些内容，对硬盘的认知产生巨大变化，也为自己日后购买提供强力的知识保障。
硬盘基本构造
其中最核心的部件是一磁盘、 磁头、音圈马达、主轴电机。
主轴电机带动磁盘，音圈马达推动磁头。在这四个部件的共同作用下，硬盘得以准确快速的保存来自计算机传送的数据。
当然别的部件，电路板、磁头架、这些也是保障硬盘工作的必要部件。
但在硬盘当中只有这四个部件才可以活动，所以在工厂执行自测试的项目中，90%以上的流程都是调校这四个部件互相的配合度，是机械硬盘核心部件。
这里我就将重点的几个部件进行详细讲解。
磁头技术发展非常迅猛，从最初的薄膜感应磁头(TFI) 到磁阻磁头(MR) 到巨磁阻磁头(GMR)
再到隧穿磁阻磁头(TMR)直至当今的二维记录磁头(TDMR) 。
对于已经淘汰的磁头技术了解的意义不大，毕竟本文不是专门研究磁头的，我只重点讲一讲时下最流行的TDMR磁头。
不过，在谈及TDMR磁头之前，我们必须要先了解下当今磁头结构的鼻祖一一-MR磁头。
在MR磁头出现之前，传统的TEI磁头是读写功能合一-的薄膜式感应磁头。但磁头的读和写的工作性质有着天壤之别。
所以这种磁头在设计时必须同时兼顾读和写二种功能，正是因为TEI磁头的局限性，硬盘容量迟迟无法得到提升。
上世纪八十年代，IBM公司发明了MR磁头。
MR磁头另辟蹊径将磁头设计为读写分离的工作形式。写入仍采用传统的TEI磁头进行写操作，读磁头则采用MR磁头，即感应写、磁阻读，完全解决了TEI磁头的弊端。并且，针对两种磁头的物理特性进行参数优化，以达到最佳性能。
MR磁头特点是通过电阻变化感应信号幅度，对信号强度更加敏锐，准确性也大幅提高。
MR磁头之所以可以有效提升存储密度，是因为MR磁头读数据不受磁道宽度限制，那么就能大幅度缩小磁道宽度，从而提升存储密度。
因此，MR磁头走上了历史的舞台。
磁头组件
对MR磁头有了大致了解之后，回过头讲- -讲 目前应用最广泛的TDMR磁头。
这种磁头实际上也基于MR磁头的原理。
大家都知道，如果想要进一步提升存储密度， 那么就要不断缩小磁道的宽度，增加磁道的数量，让碟片有限的面积上划分出更多的磁道。
如进一步的缩小碟片上磁道的间距，并对磁道宽度进行削减，那么读磁头在获取磁道信号时，就会被邻近磁道信号所干扰，这就会产生信噪。
为解决邻近磁道所带来的干扰,通过寻求更高的信噪比来保证数据读取的准确性和完整性。
磁头研发人员脑洞大开，在现有读磁头后方再增加一个磁头组成双磁头串联结构，甚至采用三磁头结构，其中一个磁头用于磁道定位、另外两个则同时负责界定磁道的两侧边缘。
这两个侧向定位磁头能够被用于削减邻道所带来的干扰，从而凸显出目标磁道的真实信号。
这一技术，完全能够突破当前读取点位区无法进一步缩小的瓶颈，从而有效提升磁道密度,提供更大的存储容量。
当今大容量尤其是氦气硬盘，无-例外采用TDMR磁头技术，包括叠瓦式硬盘。
这就是硬盘厂家客服提到的TDMR技术，小伙伴可明白了?
硬盘碟片
硬盘碟片多数都采用薄膜复合技术。硬盘的介质膜结构大致为:润滑层、碳覆层、磁性层、软磁层、缓冲层、基板。
润滑层和碳覆层主要保护下面的磁性层;磁性层通常为一层或多层膜结构，常用材料有CrCoTa,
CoNiPt, CrCoPtTa; 软底层能显著提高磁性层的磁性能。
为进一步 提升存储密度，可以通过降低磁头飞行高度、增加碟片的数量、磁道密度来实现。由于硬盘体积的原因，碟片数目增加存在很大限制。因此只能降低磁头的飞行高度和增加磁道密度。
那么基板材料的表面平整度越好,碟片上的各膜层就越光滑,磁头的飞行高度和噪声也可以相应降低。
硬盘所采用的基板，主要使用铝合金和玻璃两种材质。其中，铝合金基板与玻璃基板相比具有韧性较高且容易制造的优点。
3.5英寸硬盘所使用的铝合金基板的板厚为1.27mm. 近年来为了增加硬盘内部碟片的数量,硬盘厂家对铝合金基板厚度进行了削减。铝合金基板相对玻璃基板更容易产生振抖。
振抖是指碟片高速旋转时所产生的边缘颤动，如果振抖较大，磁头难以精准进行读写操作。
因为振抖的产生，严重阻碍进一步降低磁头飞行高度的可行性。
为抑制振抖，硬盘厂家改用玻璃基板并对硬盘内部注入氦气，使得硬盘旋转更加平稳阻力更小，从而有效解决多碟片大容量硬盘读写的稳定性难题。
主轴电机
民用硬盘的转速从早期3.6K RPM进化到5.4K RPM，再到7.2K RPM。而服务器高速硬盘则达到10KRPM或15K RPM。
自1995年希捷公司推出大灰熊硬盘，标志着民用级硬盘正式迈入了7.2K的时代。
硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为RPM，RPM是Revolutions per minute的缩写，是转/每分钟。RPM值越大，内部传输率就越快，磁头寻道就越短，硬盘的性能就更强。
硬盘的主轴马达芾动碟片高速旋转，将所要存取资料的扇区芾到磁头下方，转速越快，则等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的传输速度。
硬盘的主轴电机还分为滚珠轴承和液态轴承。
早期硬盘一律采用滚珠轴承，这种电机噪音大磨损严重，运行稳定性差。为解决这一痛点， 希捷公司率先在酷鱼四代运用了液态轴承马达技术，彻底解决硬盘电机运行噪音的问题。
液态轴承.与滚珠轴承马达相比，液态轴承的优势非常明显。
1、减噪降温。避免了滚珠与轴承金属面的直接磨擦，使设备噪音及其发热量降至最低。
2、减震降噪。油膜可有效地吸收震动，使设备的抗震能力得到提高。
3、减少磨损，提高设备的工作可靠性和使用寿命。
4、有效的降低因金属磨擦而产生的噪声和发热问题。
音圈电机
音圈电机产生运动的原理与扬声器相同，通电导线在磁场中受力作动力的来源。
磁头与磁头臂及伺服定位系统是一-个整体。
伺服定位系统由磁头臂后的线圈和电路板上的控制芯片构成。磁头只能在碟片上方做有限的径向运动。
磁头移动时靠伺服系统来控制音圈电机的动作，使磁头准确寻道，音圈电机主要是由磁体和线圈构成。
磁体呈闭合形态，固定在硬盘底座上，磁头臂有转动轴承，线圈位于磁体中央，当有电流通过线圈时，线圈可以按某个方向灵活摆动，带动磁头臂的动作，磁头臂装有前置换向放大芯片，通过柔性排线与.硬盘电路板通讯。