Một tính nắng khác thường được dùng trong các ổ đĩa cứng hiện đại liên quan đến mạch đọc đĩa. Các mạch kênh đọc dùng công nghệ Partial-Response. Maximum – Likelihood (PRML) cho phép các nhà sản xuất ổ đĩa gia tăng số lượng dữ liệu được lưu trữ trên một platter lên tới 40%. PRML thay thế phương pháp các kênh đọc/ghi, phát hiện đinh tương tự truyền thống với xử lý tín hiệu kỹ thuật số tiêu chuẩn “phát hiện một đinh tử tại một thời điểm”.

Khi mật độ dữ liệu của ổ cứng tăng lên, ổ đĩa phải cần thiết ghi các đảo chiều thông lượng gần nhau hơn trong môi trường. Điều này làm cho việc đọc dữ liệu trên đĩa khó khăn hơn do các đỉnh từ gần kế băt đầu nhiễu lẫn nhau. PRML điều chỉnh cách ổ đĩa đọc dữ liệu từ đĩa. Bộ điều khiển phân tích dòng dữ liệu tương tự mà nó nhận từ các đầu từ bằng cách dùng lấy mẫu tín hiệu kỹ thuật số, xử lý tín hiệu kỹ thuật số và các giải thuật phát hiện (đây là yếu tố đáp ứng từng phần/Partial –Response) và dự đoán chuỗi các bit mà dòng dữ liệu rất có thể đại diện ứng từng phần.Partial-Response) và dự đoán chuỗi các bit mà dòng dữ liệu rất có thể đại diện (yếu tố có khả năng tối đa/Maximum – Likelihood). Công nghệ PRML lấy một dạng sóng tương tự, có thể đẩy tín hiệu tiếng ồn và đi lạc, tạo ra một quy trình đọc chính xác từ nó.

Điều này có thể nghe không giống một phương pháp đọc dữ liệu rất chuẩn xác, phải là bit hoàn toàn để có thể sử dụng, nhưng hiệu ứng tổng hợp của xử lý tín hiệu kỹ thuật số lọc nhiễu hiệu quả đủ để cho phép ổ đĩa đặt các xung thay đổi thông lượng gần nhau nhiều hơn trên platter, do vậy đạt đến các mật độ lớn hơn. Phần lớn ổ đĩa với dung lượng 2GB hoặc hơn dùng công nghệ PRML trong các mạch endec của chúng.

Tháng 12 năm 1988, International Electrotechnical Commission (IEC) tổ chức quốc tế hàng đầu về sự tiêu chuẩn hóa thế giới trong công nghệ điện được chấp thuận như một IEC International Standard mà các tên và biểu tượng tiếp đầu ngữ của các bộ số nhị phân cho dùng trong lãnh vực xử lý dữ liệu và truyền dữ liệu. trước đó, nhiều nhầm lẫn tồn tại chẳng hạn như liệu một megabyte có phải là 1 triệu byte (106) hay 1.048.576 byte (220). Tuy nhiên, những tiếp đầu ngữ mới này chưa được thừa nhận rộng rãi và nhầm lẫn vẫn tiếp tục. Những chữ viết tắt tiêu chuẩn công nghiệp cho các đơn vị được dùng để đo dung lượng ổ đĩa từ tính (hay ổ đĩa khác) như thể hiện trong bảng 8.4.

Theo tiêu chuẩn tiền tố này, 1mebibyte (1 MiB =220 B = 1.048.576B) và 1 megabyte (1MB = 106 B = 1.000.000B) không bằng nhau. Do những tiếp đầu ngữ này không được dùng rộng rãi (và chúng có thể không bao giờ được dùng). M trong hầu hết trường hợp có thể chỉ ra hệ thập phân hàng triệu byte (millions of bytes) và hệ nhị phân megabytes. Tương tự như vậy G thường dùng để chỉ hệ thập phân hàng tỷ byte (billions of bytes) và hệ nhị phân gigabyte. Nói chúng, các giá trị bộ nhớ được diễn đạt bằng cách dùng các giá trị nhị phân, mặc dầu dung lượng đĩa dùng cách này hay cách kia. Điều này dẫn đến lẫn lộn trong báo cáo các dung lượng đĩa bởi vì nhiều nhà sản xuất hướng sử dụng về giá trị nào làm sản phẩm họ trông tuyệt hơn. Cho thí dụ, các dung lượng ổ đĩa thường được tính hệ thập phân hàng tỷ (G –Giga), trong khi hầu hết chip BIOS và các tiện ích hệ điều hành, như là Windows FDISK, ước lượng cùng ổ đĩa này theo hệ nhị phân các gigabytr (Gi – Gibi). Cũng lưu ý rằng khi các bit và byte được dùng như thành phần của một số phép đo lường khác, sự khác biệt giữa các bit và byte thường bị phân biệt bởi việc sử dụng chữ b thường hay viết hoa B. Cho thí dụ, các megabit thường được viết tắt với một b thường, dẫn đến viết tắt Mbps cho megabits per second, trong khi MBps cho biết megabytes per second.

Mật độ vùng (Areal density) thường được dùng như một chỉ báo tốc độ phát triển công nghệ cho ngành công nghiệp ổ cứng. Mật độ vùng được định rõ như sản phẩm của các bit tuyến cho mỗi inch (BPI : bits per inch), được đo theo chiều dài của các rãnh ghi chung quanh đĩa (xem hình 8.11). Các kết quả này được diễn tả trong những đơn vị hàng megabit hay gigabit cho mỗi inch vuông (Mbit/sq.inch hay Gbit/sq.inch) và được dùng như một phép đo hiệu quả trong công nghệ ghi ổ đĩa. Các ổ đĩa dung lượng cao hiện hành ghi tại các mật độ vùng vượt quá 400G bit/sq.inch.

Các ổ đĩa ghi dữ liệu trong các rãnh ghi, là các dải dữ liệu hình tròn trên đĩa. Mỗi rãnh ghi được chia thành các sector. Hình 8.12 cho thấy một đĩa mềm được phun với bộ phát teiern từ tính (bột sắt) đến mức một hình ảnh của các rãnh ghi và sector thực sự được trông thấy rõ ràng. Đĩa cho thấy là một đĩa mềm 360KB 5 ¼”, có 40 rãnh ghi cho mỗi mặt, với mỗi rãnh ghi được phân chi thành chín sector. Lưu ý rằng mỗi sector được vạch ra bởi những kẻ hở trong việc ghi đi trước và theo các đầu sector. Lưu ý rằng mỗi sector được vạch ra bởi những kẻ hở trong việc ghi, đi trước và theo các đầu sector và rãnh ghi (nơi thông tin ID và địa chỉ cư trú). Bạn có thể thấy dễ dàng kẻ hở gấp ba phía trước sector thứ nhất, bao gồm các đầu rãnh ghi và sector (the track and sector headers). Kết tiếp theo hướng ngược chiều kim đồng hồ, bạn thấy từng sector theo sau, đứng trước bởi các kẻ hở vạch ra đầu (header) cho sector đó. Vùng giữa các đầu là nơi dữ liệu sector được ghi.

Lưu ý rằng sector 9 thì dài hơn những sector khác; điều này là để cho phép các khác biệt tốc độ quay giữa các ổ đĩa, vì vậy tất cả dữ liệu được ghi trước khi chạy vào phần bắt đầu của rãnh ghi này. Cũng nhận xét rằng một phần chắc chắn của bề mặt đĩa không được dùng bởi vì nó hoàn toàn không thiết thực để có các đầu đọc di chuyển vào ra phần xa đó và sự khác nhau về chiều dài giữa các sector trên các rãnh ghi bên trong và bên ngoài trở thành một vấn đề.

Mật độ vùng đang nâng lên một cách vững chắc từ lúc có ổ đĩa lưu trữ từ tính đầu tiên (IBM RAMAC, có mật độ vùng 2K bits/sq.inch) được giới thiệu năm 1956. Mật độ khởi đầu phát triển tại tốc độ khoảng 25% mỗi năm (gấp đôi mỗi bốn năm), kế tiếp trong đầu thập niên 1990 gia tăng đến tốc độ phát triển khoảng 60% mỗi năm (gấp đôi mỗi năm rưỡi). Sự phát triển và sự giới thiệu các đầu trở từ năm 1991, các đầu trở từ lớn năm 1997 và đĩa AFC pixie dust năm 2001 (xem phần tiếp) hướng theo sau một sự gia tăng xa hơn trong tốc độ phát triển mật độ độ vùng đến 100% mỗi năm. Kết quả cuối cùng của tất cả phát triển này về mật độ đáng kinh ngạc. Chỉ hơn 50 năm đôi chút từ khi ổ đĩa RAMAC được giới thiệu, mật độ vùng lưu trữ từ tính gia tăng nhiều hơn 200 triệu đường rãnh (fold), từ 2K bits/sq, inch trong năm 1956 RAMAC (5MB lưu trữ trên các platter 50 24-inch) đến 400Gbits/sq, inch trong các ổ đĩa 2TB năm 2009.

Các ổ đĩa hiện hành dùng các kỹ thuật ghi thẳng góc để đi qua cái được xem xét trước đây vị trí tại đó hiệu ứng siêu thuận từ xảy ra. Đó là một hiệu ứng trong đó các miền từ tính trở thành rất nhỏ mà bên trong không ổn định tại nhiệt độ phòng. Các kỹ thuật như là ghi thẳng góc kết hợp với đĩa có độ kháng từ cực kỳ cao được sử dụng để cho phép các mật độ lưu trữ từ tương lai 500Gbit/sq.inch đến 1000Gbit/sq.inch hay nhiều hơn, nhưng xa hơn các nhà khoa học và kỹ sư có thể phải hướng về các công nghệ khác. Một công nghệ được cân nhắc cho tương lai là đĩa khuôn mẫu (patterned media), mơi một đĩa được định dạng trước với các miền từ được đóng gói chặt chẽ không làm nhiều lẫn nhau. Một công nghệ tương lai khác có khả năng là sự lưu trữ toàn ký (holographic storage), trong đó một tia laser ghi dữ liệu ba chiều trong thanh phẳng hay khối tinh thể.

Hình 8.13 Thể hiện cách mật độ vùng gia tăng bởi một hệ số nhiều hơn 200 triệu lần từ khi lưu trữ từ được phát triển đầu tiên 1956 RAMAC) đến hiện nay.

Để gia tăng mật độ vùng trong khi vẫn duy trì các hệ sống dạng ổ đĩa ngoài giống nhau, các nhà sản xuất ổ đĩa đã phát triển các công nghệ đầu từ và đĩa để hỗ trợ những mật độ vùng cao hơn này, như là đề cập trong đầu chương này. Một yêu cầu chính trong việc đạt đến các mật độ PRML, như đã đề cập trong đầu chương này. Một yêu cầu chính trong việc đạt đến các mật độ cao hơn là sản xuất các đầu từ và đĩa vận hành ở các độ dung sai gần hơn. Những cải tiến trong độ dung sai và việc sử dụng nhiều platter trong hệ số sạng định sẵn tiếp tục đẩy các cải tiến trong dung lượng ổ đĩa, nhưng các nhà sản xuất ổ đĩa tiếp tục tìm kiếm những gia tăng dung lượng lớn hơn, cả hai bằng cách cải tiến các công nghệ hiện hữu và bằng cách phát triển những công nghệ mới.

Để vừa vặn nhiều dữ liệu trên một platter kích cỡ định sẵn, các rãnh ghi phải được đặt gần nhau hơn vác các đầu từ phải có khả năng đạt đến sự chính xác lớn hơn trong các bố trí của chúng trên các rãnh ghi. Điều này cũng có nghĩa là khi các dung lượng đĩa cứng tăng lên, các đầu từ phải nổi gần nhau hơn bề mặt đĩa trong suốt kỳ vận hành. Kẻ hở giữa đầu từ và đĩa bằng 10 nanometers (0.01 micron) trong một số ổ đĩa, ước lược bề dày của một màng tế bào. Bằng sự so sánh, sợi tóc người đường kính thường 80 micron, dày hơn 8.000 lần kẻ hở giữa đầu từ và đĩa trong một số ổ đĩa. Triển vọng của ghi tiếp xúc thực sự (actual contact) hay tiếp xúc gần (near contact) đang được xem xét cho các ổ đĩa tương lai để làm tăng mật độ nhiều hơn.