传统硬碟机是为了在温度适宜、湿度稳定、且较无强烈震动的室内环境提供可靠的作业所设计。相对而言，户外和行动储存环境则必须承受酷热、零下的低温、湿度侵袭、以及强烈震动等条件。而在海拔数哩的高山中，这些严峻的考验都可能会出现。

因此，对于工程师而言，要将硬碟机储存效益带到户外和行动环境之中，如汽车、工业PC、野外运算和军事应用等，确为一项艰难的挑战：当硬碟机面临这么多严苛的挑战时，如何维护一致的效能和可靠性？

或许，解决的方案就是针对此用途设计新型硬碟机，结合特殊技术，使硬碟机得以承受户外和行动储存部署中，所可能面对的极限温度、震动、撞击、高度和湿度等困境。强固型硬碟机如Seagate EE25 系列，提供了完备的功能，以确保在恶劣环境下仍得以维护可靠的效能。

我们可以从硬碟机的作业方式来了解这项挑战的艰难。硬碟机的读写头贴近碟片表面，利用磁力来储存和读取硬碟机碟片上的资料。读写头距离快速旋转的碟片仅仅数奈米，就如同一架波音747客机以每小时600哩速度，在距离地面仅六吋的高度飞行，如(图一)所示。

《图一 硬盘机飞行高度和一般环境污染物质的比较》

许多不利的环境条件可能造成破坏，阻碍硬碟机达到最佳传输效能、可靠性和资料完整性。以下将扼要地讨论户外或行动储存硬碟机所面对的严峻环境挑战，以及新一代的强固型硬碟机如何藉由创新设计与技术来克服这些障碍。

温度

新一代强固型硬碟机采用的技术之一：垂直录写（perpendicular magnetic recording；PMR）。 PMR提高了每一碟片的储存容量，并且达到较高的写入场(write field)，改善了媒体的热稳定性(比较不会发生热衰退)。事实上，PMR提供了更多设计余裕，能够在硬碟机的各种操作温度之下，维护一致的效能和可靠性。

此外，硬碟机制造商可以运用改良后的机电材料，加上强化的韧体技术，在极限温度中达到更稳定的读写效能。除了韧体之外，更精密的温度感测硬体也能协助硬碟机更精确的感应和适应温度变化。硬碟机的这项温度输出也可以传送至控制作业的主机。

另一项强化硬碟机对于极限温度之耐受性的材料，就是使用于液体轴承动力马达（fluid dynamic bearing；FDB）的新低黏度润滑液。这项新材料确保马达在极低温下达到适当的转速，且高温时仍可以维持稳定性（蒸发阻抗能力）。由于这种润滑液是为了配合具有极精密公差（tolerance）的轴承作业而开发，所以在高温下也能维持杰出的油膜强度（film strength）。

震动

户外和行动硬碟机提供野外储存之功能，因此必须具备比传统硬碟机更强韧的耐震设计。藉由先进硬体／韧体技术，新的强固型硬碟机于发生震动时能够更正确的感应振幅和特性（同步或异步／横向或纵向)，并根据这些资讯调整其应对方式。

撞击

根据撞击时间的长短，可区分为二种基本的类别：短暂冲击(重大且剧烈的撞击，如同硬碟机直接掉落在一个坚硬的桌上)和长时间冲击(比较柔软而缓慢的冲击，如挂载硬碟机的车子压过路上的坑洞)。

新强固型硬碟机采用较坚固的架构材料和精密的撞击感应器，能进行智慧型监控并于发生重大撞击时暂停资料写入，因此改善了长时间冲击承受力，维护短暂冲击下的稳固性。由于撞击因应动作的执行非常迅速，使用者不会感受到任何差异；即使车子行驶在坑坑洞洞的路面上，较大容量的快取记忆体仍可以确保维持流畅的视讯串流。

高度

高度(或温度)改变造成的空气密度变化，会影响硬碟机读写​​头的飞行高度。一个物件的磁场强度会随着距离的增加而快速下降；这个原理适用于读写头的磁性和碟片表面的磁位元。因此，为了达到有效率且可靠的读写资讯，读写头必须和碟片维持非常贴近且一致的距离。

对于周遭气压变化更具耐受性的设计改良，能够在极限高度环境提供较稳定的效能。希捷甚至已在世界最高峰(圣母峰)进行过高海拔／低气压环境下的硬碟机效能评估。

湿度

湿度的提高会导致空气内含过多湿气，对于硬碟机内部的机电元件造成负面影响。因此，硬碟机制造商投注很大的心力，确保湿气和其他污染物不会折损效能和可靠性。

结语

硬碟机是相当复杂的系统，而创新技术、材料和架构，大幅改良了今日的强固型硬碟机储存。公司可以利用新的测试法模拟严酷的环境条件(远比标准硬碟机测试更严苛)，以结合专为极限环境设计之强固型硬碟机所带来的可靠性和耐用优势。

---作者为Seagate希捷科技资深工程经理---