机械硬盘（HDD）

工作原理与物理结构

HDD 内部有一至多张涂有磁性氧化物的铝制碟片，以 5400 或 7200 RPM 高速旋转。磁头悬浮在碟面几纳米处（气垫效应），通过改变磁场方向写入 0 和 1。磁头与碟片的距离极近，一粒灰尘就足以造成磁头碰撞（Head Crash），这是 HDD 最致命的故障模式。

寻道时间通常在 8-12ms，这是 SSD 无法比拟的优势反面——NVMe SSD 的随机读取延迟在 50-100 微秒级，比 HDD 快近百倍。[1]

PMR、SMR 与 HAMR

传统垂直磁记录（PMR）将磁道垂直写入，密度有限。叠瓦式磁记录（SMR）像叠瓦片一样让磁道重叠，容量提升 25% 左右，但写入慢——改写旧数据时需读取并重写相邻磁道，不适合做 RAID 校验盘和 NAS 频繁写入盘。西数 2020 年被曝在企业级盘中混用 SMR 引发轩然大波。

热辅助磁记录（HAMR）是希捷推进的下一代技术，用激光短暂加热磁层降低矫顽力再写入，单碟容量可达 5TB 以上。希捷 Exos 系列在 2023 年推出了量产 32TB HAMR 硬盘，面向超大规模数据中心。