拆开一块硬盘来看看它的结构。这个就是存储数据的磁盘，容量越大的硬盘磁盘的盘片就越多。盘片是由铝镁合金制作的多层结构。这个是存储单元层，它的高度是一百二十纳米，它是通过磁头改变单元里面的磁场方向来存储二进制数据。

磁盘装在主轴上，主轴通过底部一个无刷直流电机以七千二百转的速度旋转。这个是磁头总成，它有上下两个磁头臂，两个臂的末端都带有读写磁头的模块。磁头总成的尾部是由一个音圈线圈和两块强大的钕磁铁组成，它为整个磁头臂的移动提供动力。当电流流过线圈时，它会在钕磁铁的作用下产生一个动力，从而驱动磁头在磁盘上来回高速的移动，摆动速度达到每秒二十次。

磁头通过一条排线沿着磁头臂向下连接到硬盘的pcb板上，这块就是pcb板。这颗是硬盘的主芯片，这颗是硬盘的闪存芯片。数据进入硬盘前必须通过闪存来读写，这个是用于控制音圈和无刷电机的控制芯片。硬盘尾部是一个桑塔数据线接口和一个电源线接口。

这个是硬盘的盖板，它的背面有一个密封垫圈，它用来阻挡任何灰尘进入到磁盘，这很重要。因为磁头和磁盘的间隙只有十五大米，而很多灰尘可达一万纳米。如果它碰到每分钟七千二百转的磁盘肯定会损坏硬盘。

这是放大以后的磁头和磁盘表面的存储单元，相邻的两个存储单元如果方向相反就会产生磁场，磁场代表一，如果方向相同则没有磁场则代表零。磁头就是通过扫描这些磁场来读取二进制的一和零。详细的原理可以看前一期的视频。

机械硬盘容量的大幅度提升主要还是体现在最近十几年。在二零一零年左右磁盘的存储单元由水平排列变为垂直，因此它的磁头也随之改变了方向，改变存储单元为垂直方向就是为了增加硬盘的容量。因为在体积不变的情况下可以通过加长每个单元的高度来压缩它的宽度，以便放入更多的存储单元。

在二零二零年左右另有一种叠瓦磁存储技术又称smr，得到了推广。在这之前被广泛使用的是cmr存储技术，cmr的轨道是九十纳米宽，轨道两侧都有保护带分隔，而smr的存储单元是相互交叠的，这样就能得到更多的数据轨道。

smr的读取磁头比写如磁头小的多，这种小磁头在读取数据时没有任何问题。但如果要覆盖轨道，驱动器必须先读取轨道中的原有数据并将其存储在闪存中，然后再写入新的数据。这样的读写步骤就导致了速度下降。

到目前为止最先进的存储技术叫做热辅助磁记录，又称HAM2，但它还没有量产，它是利用小型聚焦激光来加热磁盘的存储单元。通过加热可以强制制定存储单元的电子方向，这种技术不需要在单元里存放很多电子，因此每个存储单元的体积就可以做的更小。