存儲市場上一直存在固態硬盤（SSD）和機械硬盤（HDD）的競爭。論綜合性能，SSD遠高于HDD，是大家選購存儲設備時的理想選擇。早期消費級SSD存儲容量一般不高，并且價格昂貴，讓很多消費者望而卻步。不過這兩年，消費級SSD的存儲容量不斷提高，目前市場上也有4TB的產品可選；同時SSD的價格也在不斷下跌，眼下采用原廠TLC顆粒的500GB固態硬盤售價也降到了300多元。SSD的這些進步令HDD的處境越來越尷尬。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　不過，盡管SSD取代HDD的聲音越來越大，但在存儲容量以及價格上的客觀優勢，HDD還是有的，并且它越來越偏向于被網友當做長期備份和存儲數據資料的數據倉庫來使用。在今天數據信息爆炸的年代，相信很多人都有大量可能不經常使用但又舍不得刪除的資料需要長期保存，這些資料需要單獨的硬盤來存儲，機械硬盤，目前來講是存放這些資料的最合適的選擇。在這種場景下，硬盤容量的重要性很高，而在給HDD擴容的道路上，廠商們做過很多嘗試，其中有PMR和SMR的區別�；蛟S很多小伙伴對此并不了解，今天IT之家就為大家介紹一下機械硬盤PMR和SMR兩種技術的區別。
　　1、機械硬盤運行的原理
　　目前很少有廠家會在機械硬盤的產品包裝中注明該產品采用的是PMR還是SMR技術，對于HDD來說，這是一項比較深的技術參數，但是如果消費者購買不當的話，在一些使用場景下還是會比較坑的。而如果想更清楚地了解PMR以及SMR的區別，還是要從機械硬盤基本的結構原理說起。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　如圖，是一個機械硬盤的內部結構示意圖，它的主要部件包括主軸、磁盤、磁頭，其他部件包括空氣過濾片、音圈馬達、永磁鐵等。
　　其中，主軸下方包含馬達電機以及軸承；
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　磁盤又被稱作盤片，多采用鋁合金材料，被固定在主軸電機的轉軸上，工作的時候磁盤會隨著主軸進行高速旋轉，并且通常硬盤內的盤片數量都不止一片，當然，也不會很多。磁盤是用來存儲數據的，具體如何存儲數據，是我們后文要說的重點。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　磁頭和磁頭臂是是一個整體，磁頭主要負責讀寫數據，在硬盤驅動器的控制下，磁頭工作時會在盤面上快速移動，準確定位到指令要求定位的磁盤磁道上。
　　這三者是硬盤能夠讀取、存儲數據的關鍵，而其中關鍵中的關鍵，就是磁盤。磁盤的外觀和我們見過的光盤類似，是數據的載體，因此我們有必要了解其內部數據的組織和管理結構。
　　我們以單一的磁盤來看，它被劃分為由一圈一圈同心圓組成的磁道，當然，這些磁道窄而密集，通常一個盤面就有上千條磁道。這些磁道肉眼顯然是看不到的，但我們可以腦補它確實可以在盤面上看到：
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　我們用簡單的圖例來表示，在下面這張圖中，兩個同心圓中空白的部分就是磁道，你可以理解為學校操場上的跑道。磁盤最外圍的磁道我們稱為0磁道，硬盤數據的存放就是從最外圍的0磁道開始的；由此向內數，下一個磁道就是1磁道，然后是2磁道……
　　同時，這些由同心圓組成的磁道并不是連續的，它們被橫向地劃分成了一道一道的圓弧，每一段磁道形成的圓弧，就叫做扇區，而在同一個圓心角范圍內的扇區組成了一個扇面。具體在上面的圖片中可以清楚看到。
　　扇區是操作系統在硬盤上存儲信息的具體形式，一個扇區包括512個字節的數據和其他的標記信息，例如標記扇區三維地址的信息方便尋址，還有“不良扇區”的標志等等。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　這里還有一個概念，就是柱面。我們剛才說過，一個硬盤中的磁盤通常不止一個，并且這些磁盤規格以及磁道分布都是一樣的，所以，不同盤面上的同一磁道，可以構成一個圓柱，這個柱體就叫做柱面。IT之家這里就不針對柱面展開細說了，大家只需要知道，數據的讀取和寫入都是按柱面的順序進行的，而不是按照盤面順序就行了。
　　接下來就是磁頭了，它是硬盤讀寫信息的關鍵部件，主要作用，就是將存儲在硬盤盤片上的磁信息轉化為電信號向外傳輸。
　　磁盤，也就是盤片，為什么能夠存儲信息？這其實和磁帶的原理比較相似，在磁盤的表面，涂有一層薄薄的磁性材料，磁盤本身是鋁合金材質，也有企業嘗試過玻璃材質，磁性材料在磁盤表面可以涂敷得非常平整。而磁頭，通俗來講是用線圈纏繞在磁芯上制成的，寫入數據的時候，磁頭上的線圈通電，在周圍產生磁場。高中物理中學過，改變電流的方向，磁場的方向也會改變，而磁場會磁化磁盤表面的磁性物質，使它們按照磁場的方向排列。切換不同的磁場方向，不同的磁性微粒也會有不同的方向，就可以用來表示“0”和“1”，我們知道，計算機中的數據都是以二進制的形式存在的，恰好，可以用這個方法來寫入二進制的原始數據。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　同理，讀取數據的時候，磁頭線圈切割磁場線產生感應電流，磁性材料的磁場方向不同，所以產生的感應電流方向也不同，磁頭就可以通過感應旋轉的盤片上磁場的變化來讀取數據。
　　基本的原理很簡單，但實際操作起來當然要求是需要很高的。首先，磁頭需要采用特別的材料制作，因為它需要對磁感應非常敏感，并且要求極高的精密度，因此磁頭的制造工藝和材料都不能隨意；其次，硬盤工作時，磁頭是不與高速旋轉的磁盤表面接觸的，而是以非常微小的距離飛行在磁盤表面，這樣一來可以不讓磁頭擦傷盤面的磁性涂層，同時也不讓磁性涂層損傷磁頭；還有就是，在這種高速、精密的運轉狀態下，必須保證高度無塵，一旦進入灰塵，就有可能碰傷磁頭或者劃傷磁盤表面的磁性涂層，導致硬盤數據丟失甚至損壞。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　所以通常硬盤的內部都是密封的，在前面硬盤結構的圖示中，我們也看到其外圍還有一層空氣過濾片。
　　2、PMR和SMR技術的區別
　　對于機械硬盤而言，容量的需求很高，怎樣提高硬盤的容量呢？這就要回到機械硬盤存儲數據的原理了。IT之家在上一部分已經講過，數據是存放在硬盤內部一張一張磁盤盤片上的，具體是存儲在盤片磁道上的扇區中。所以提升硬盤的整體容量有三個方法：第一是增加磁盤的數量，第二是增加磁盤的面積，第三是增加每個磁盤上存儲數據的密度。
　　前面兩種方法勢必會令硬盤整體體積增加，現代計算機硬盤的標準規格是3.5英寸，還有2.5英寸筆記本硬盤也比較普遍，另外還有用于超薄筆記本電腦的1.8英寸微型硬盤、1.3英寸微型硬盤等等，硬盤的尺寸規格是標準化的，隨意增大或減小都可能帶來不利影響。再進一步，硬盤內的盤片也不是越大越好，越大的磁盤，高速旋轉時慣性越大，穩定性越低，所以轉速上不去。
　　所以，增加硬盤容量，最好的方法似乎是提升單個磁盤數據存儲的密度。為了實現這個目的，硬盤廠商工程師們想了很多辦法。
　　我們已經知道，磁頭通過感應盤片上磁場的變化來讀取數據；通過改變盤片上的磁場來寫入數據，以磁場方向的不同來記錄0和1。在早期，磁盤上每個存儲位的磁性粒子是平鋪在盤面上的，磁感應的方向也是水平的。這種感應記錄方式被稱為LMR（Longitudinal magnetic recording），也就是水平磁性記錄，這種方式有一個缺點，就是比較占面積，另外當磁粒過小，相互靠得太近，磁性就很容易受到熱能的干擾，令方向發生混亂。所以，LMR的時代，單個磁盤能夠存儲的數據有限，整個硬盤的容量也就存在瓶頸。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　為了解決這個問題，后來人們想了一個辦法，原來磁感應的方向不是水平的嗎？如果讓磁性粒子和磁感應的方向相對盤片垂直，這樣不就能騰出很多空間了？于是人們發明了這種垂直磁性記錄的方法，叫做PMR（Perpendicular Magnetic Recording），在此基礎上，科學家還利用了熱輔助磁記錄技術，來提高在高密度下的信息寫入能力。這種技術采用了一種熱穩定記錄介質，通過在局部進行激光加熱，來短暫減小磁阻力，從而有效提高磁頭在微場強條件下的高密度信息寫入能力。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　在PMR技術的幫助下，硬盤的存儲容量得到了很大的提升，3.5英寸的硬盤，單碟磁盤的容量高可達1TB左右，這本質上是磁盤內信息存儲的密度大大提升。
　　不過隨著互聯網信息技術的飛速發展，信息數量爆炸式增長，人們要存儲的東西也越來越多，漸漸的，PMR技術的硬盤，容量也不大夠用了。
　　怎么辦呢？
　　還有沒有辦法進一步提高磁盤信息記錄的密度？
　　有。
　　不過這次科學家們想出來的辦法有些奇特，并且也不像PMR那樣完美，就是Shingled Magneting Recording（SMR）技術，又叫疊瓦式磁記錄技術。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　這項技術是怎么做的呢？前面我們說到，磁盤是被劃分為一圈一圈微小的磁道來記錄數據的，這些磁道之間并不是連續的，而是磁道與磁道之間存在一個保護距離，從而不讓不同磁道的數據產生干擾。
　　硬盤工作的過程也就是磁頭在磁道上讀取和寫入數據的過程。
　　不過，現實中有一個情況，就是硬盤信息的讀取和寫入是兩種不同的操作，所以讀取磁頭和寫入磁頭也是不一樣的�，F代硬盤主要采用的是分離式磁頭結構，寫入磁頭仍是傳統的磁感應磁頭，比較寬，讀取磁頭則是新型的MR磁頭（磁阻磁頭），比較窄，磁道在劃分的時候，當然要滿足最寬的標準。但是寫入磁頭在工作的時候，實際上對于每個磁道，其寫入信息的寬度是和讀取的寬度一樣的，這樣，磁道的空間就存在浪費的情況。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　怎么解決這個問題呢？
　　科學家們想到了一個“極限操作”，他們將磁道“被浪費”的一小部分重疊起來，就像咱們屋頂上疊加的瓦片一樣。寫入的時候沿著每條磁道上方進行寫入，中間留下一小段保護距離（保護距離其實也縮小了），再寫下一條磁道。如此一來，磁盤上磁道的密度大大增加，可以存儲的信息量自然也比PMR硬盤明顯更多。
　　當然，極限操作畢竟不像常規操作那樣穩妥，SMR技術下，磁盤可以存儲的信息量大大增加了，但是缺點也很明顯。首先是磁盤上的信息變得如此高密度，轉速自然也不宜太快。所以SMR硬盤的轉速一般都不快。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　其次就是，對于SMR硬盤而言，單純的讀寫看起來很OK，但是如果想要修改某個磁道上的數據就比較麻煩了，因為磁道間隙比較小，而磁頭比較寬，這樣例如修改2磁道的數據，就必然會影響相鄰的3磁道的數據。
　　解決這個問題有兩個途徑，一個是每重疊一部分磁道時，隔開一些距離，另一個就是設置一些專用的緩沖區，當修改2磁道的數據時，先把3磁道的數據取出來放到緩沖區中，等2磁道的數據改完了，再將3磁道的數據放回去。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　看起來是一個很復雜的過程，所以SMR硬盤通常都具有一個特點：大緩存，一般能達到256MB的緩存，而普通PMR硬盤的緩存通常只有64MB。也正是由于這個過程比較復雜，所以在修改處理大量數據的時候會比較慢，時間久了對硬盤的讀寫性能會造成影響，甚至影響硬盤的壽命，造成數據損壞丟失等問題。
　　所以，相較于PMR的硬盤，SMR硬盤是不適合用來當做系統盤或者需要頻繁讀寫的硬盤來用的，它更適合當做小編在開頭所說的倉儲盤來使用，用來備份、留存一些數據。盡管現在硬盤的整體壽命已經有了很大的提升，但是當你要選購硬盤作為計算機主力硬盤時，還是應該盡可能避免買到SMR硬盤。
　　3、如何區分自己的硬盤是PMR還是SMR？
　　不過，比較尷尬的是，目前硬盤企業在產品包裝上基本上是不會告訴你這塊硬盤采用的是PMR還是SMR技術的，這就需要我們自己去辨別。網上很多小伙伴根據自己的自身經歷以及經驗常識，整理了一些方法來幫助大家辨別，這些方法只能作為參考，并不能百分百確定硬盤是PMR還是SMR技術。IT之家小編認為，最好的方法還是盡可能聯系硬盤所屬品牌的官方客服進行詢問，這樣得到的答案更為準確。當然如果你實在聯系不上客服，那么小編也將網友整理的方法列在下方，供大家參考。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　1、看容量。SMR是為了追求硬盤容量而產生的方案，所以SMR硬盤的容量一般是比較大的。通常來說，3.5寸硬盤大于1TB，或者2.5寸硬盤大于500GB的，就有可能是SMR硬盤了。
　　2、看緩存。剛才我們說到，SMR的技術特點導致它的緩存通常比較大，通常是128MB起步的。不過這個也不是定數，也有些SMR硬盤產品緩存比較小，只有64MB，但很少見，當然也有一些高端的PMR硬盤容量很大，緩存也能達到256MB。
　　機械硬盤避坑大法：一文搞懂PMR和SMR有什么區別
　　3、還有一個辦法是根據硬盤的總容量計算每片磁盤的容量，硬盤的磁盤片數大家需要到對應品牌官網上去查找技術文檔，如果這個品牌的產品沒有提供技術文檔，也可以尋找官方的客服解決。當然，如果你聯系上了客服，或許可以直接詢問該產品是PMR還是SMR盤了。
　　當你了解了每碟磁盤的容量時，可以大概估摸硬盤是SMR還是PMR了。通常2.5寸一般每碟是500G左右，大的也能到1TB，而3.5寸一般是1TB左右，大的話有1.5TB。