存储市场上一直存在固态硬盘（SSD）和机械硬盘（HDD）的竞争。论综合性能，SSD远高于HDD，是大家选购存储设备时的理想选择。早期消费级SSD存储容量一般不高，并且价格昂贵，让很多消费者望而却步。不过这两年，消费级SSD的存储容量不断提高，同时价格也在不断下跌。SSD的这些进步令HDD的处境越来越尴尬。不过，尽管SSD取代HDD的声音越来越大，但HDD在存储容量以及价格上的客观优势还是存在的，并且它越来越偏向于当做长期备份和存储数据资料来使用。在今天数据信息爆炸的年代，有很多大量可能不经常使用但又不能删除的资料需要长期保存，这些资料需要单独的硬盘来存储，机械硬盘是目前存放这些资料的最合适的选择。在这种背景下，硬盘容量的重要性很高，而在HDD的扩容上，做过很多尝试，其中有PMR和SMR两种技术。
对于机械硬盘而言，容量的需求很高，数据是存放在硬盘内部一张一张磁盘盘片上的，具体是存储在盘片磁道上的扇区中。所以提升硬盘的整体容量有三个方法：第一是增加磁盘的数量，第二是增加磁盘的面积，第三是增加每个磁盘上存储数据的密度。前面两种方法会令硬盘整体体积增加，目前计算机硬盘的标准规格是3.5英寸，还有2.5英寸笔记本硬盘也比较普遍，另外还有用于超薄笔记本电脑的1.8英寸微型硬盘、1.3英寸微型硬盘等等，硬盘的尺寸规格是标准化的，随意增大或减小都可能带来不利影响。另外，越大的磁盘，高速旋转时惯性越大，稳定性越低，转速會受限。所以，增加硬盘容量，最好的方法是提升单个磁盘数据存储的密度。磁头通过感应盘片上磁场的变化来读取数据；通过改变盘片上的磁场来写入数据，以磁场方向的不同来记录0和1。在早期，磁盘上每个存储位的磁性粒子是平铺在盘面上的，磁感应的方向也是水平的。这种感应记录方式被称为LMR（Longitudinal magnetic recording），也就是水平磁性记录，这种方式有一个缺点，就是比较占面积，另外当磁粒过小，相互靠得太近，磁性就很容易受到热能的干扰，令方向发生混乱。所以，LMR的时代，单个磁盘能够存储的数据有限，整个硬盘的容量也就存在瓶颈。为了解决这个问题，因原来磁感应的方向是水平的, 但如果让磁性粒子和磁感应的方向相对盘片垂直，就能腾出較多空间。于是发明了垂直磁性记录的方法，叫做PMR（Perpendicular Magnetic Recording）。
在PMR技术的帮助下，硬盘的存储容量得到了很大的提升，3.5英寸的硬盘，单碟磁盘的容量高可达1TB左右，这本质上是磁盘内信息存储的密度大大提升。不过随着互联网信息技术的飞速发展，信息数量爆炸式增长，存储的东西也越来越多，渐渐的，PMR技术的硬盘，容量也不大够用。于是发明了Shingled Magneting Recording（SMR）技术，又叫叠瓦式磁记录技术。磁盘是被划分为一圈一圈微小的磁道来记录数据的，这些磁道之间并不是连续的，而是磁道与磁道之间存在一个保护距离，从而不让不同磁道的数据产生干扰。硬盘工作的过程也就是磁头在磁道上读取和写入数据的过程。硬盘信息的读取和写入是两种不同的操作，所以读取磁头和写入磁头也是不一样的。目前硬盘主要采用的是分离式磁头结构，写入磁头仍是传统的磁感应磁头，比较宽，读取磁头则是新型的MR磁头（磁阻磁头），比较窄，磁道在划分的时候，要满足最宽的标准。但是写入磁头在工作的时候，实际上对于每个磁道，其写入信息的宽度是和读取的宽度一样的，这样，磁道的空间就存在浪费的情况。因此将磁道被浪费的一小部分重叠起来，就像屋顶上叠加的瓦片一样。写入的时候沿着每条磁道上方进行写入，中间留下一小段保护距离，再写下一条磁道。如此一来，磁盘上磁道的密度大大增加，可以存储的信息量自然也比PMR硬盘明显更多。
在SMR技术下，磁盘可以存储的信息量大大增加了，但是缺点也很明显。首先是磁盘上的信息变得如此高密度，转速自然也不宜太快。所以SMR硬盘的转速一般都不快。其次就是，对于SMR硬盘而言，单纯的读写看起来很OK，但是如果想要修改某个磁道上的数据就比较麻烦了，因为磁道间隙比较小，而磁头比较宽，这样例如修改2磁道的数据，就必然会影响相邻的3磁道的数据。解决这个问题有两个途径，一个是每重叠一部分磁道时，隔开一些距离，另一个就是设置一些专用的缓冲区，当修改2磁道的数据时，先把3磁道的数据取出来放到缓冲区中，等2磁道的数据改完了，再将3磁道的数据放回去。所以SMR硬盘通常都具有一个特点：需要较大缓存，一般会达到256MB的缓存，而普通PMR硬盘的缓存通常只有64MB。也正是由于这个过程比较复杂，所以在修改处理大量数据的时候会比较慢，时间久了对硬盘的读写性能会造成影响，甚至影响硬盘的寿命，造成数据损坏丢失等问题。所以，相较于PMR的硬盘，SMR硬盘是不适合用来当做系统盘或者需要频繁读写的硬盘来用的，它更适合当做仓储盘来使用，用来备份、留存一些数据。尽管现在硬盘的整体寿命已经有了很大的提升，但是当要选购硬盘作为计算机主力硬盘时，还是应该尽可能避免买到SMR硬盘。
为了获得更多的硬盘容量提升，避免SMR硬盘的缺点，将目光转移到把磁头制造技术和能量辅助磁记录技术相结合。由于磁头组件会影响硬盘扩容，因此，如果写入磁头过大，则很难产增加面密度（即沿磁道的每英寸位数BPI乘以每英寸磁道数TPI所得结果）所需的较小磁道。每英寸磁道数越多，面密度就越大，磁盘表面可用的每平方英寸容量就越大。由于尺寸缩放受到磁道长度写入性能的限制，为了扩大容量，需要引入一个窄小可靠且间距更小的写入磁头，以容纳较小的磁道。在开发窄小的写入磁头的过程中，难点在于较小尺寸的磁头能否产生足够的磁场使磁体向上或向下翻转。如果能量势垒过低，则磁性膜介质容易受到磁盘上的热不稳定性影响，并且磁体可能无意中自行翻转，从而失去数据的完整性。要想增加磁盘容量，存储介质所具有的能量势垒必须能够克服热不稳定性，此外，写入磁头必须要在进行写入磁盘操作时协助降低能量势垒。目前有两种磁记录技术正在开发之中，能够通过热辅助（HAMR）或微波辅助（MAMR）的方式实现能量提升。
微波辅助磁记录（MAMR）技术 :
MAMR技术利用由自旋力矩震荡器（STO）产生的微波场来提供能量辅助，根据这种方法，自旋力矩震荡器位于磁头的写入磁极旁边，可产生电磁场，从而在较弱的磁场中将数据写入到介质中。微型自旋力矩震荡器嵌入在磁头内部，不仅在磁头组件设计方面取得突破，还可大幅增加容量并提升可靠性。磁盘上的磁性颗粒与旋转陀螺仪相类似，在没有外部磁场作用的情况下，可以在向上或向下的方向上保持稳定。当沿着与磁体当前状态相反的方向施加足够的磁场时，磁极会在施加的磁场方向上翻转。通过自旋力矩震荡器施加额外的磁场，可以在较弱的磁场条件下更快速地翻转磁体。寿命可靠性测试表明，MAMR磁头的平均无故障时间是热辅助磁头的一百倍。此外，对多个磁头进行了可靠性测试，99.99%的受试MAMR磁头在写入寿命小时数方面要优于99.99%的受试热辅助磁头好几个数量级。
东芝MG09系列采用东芝的第三代9盘氦密封设计，将传统磁记录（CMR）密度提升至每盘2TB，总容量达到18TB。行业标准的3.5英寸外型尺寸可提供7200rpm的性能，并轻松集成到云集存储基础架构，关键业务服务器和存储系统，以及文件和对象存储解决方案中。东芝创新的磁通控制微波辅助磁记录（FC-MAMR）技术将传统磁记录（CMR）提升到 18TB 的总容量。MG09系列有最佳的存储容量和应用程序兼容性，并具有无与伦比的数据可靠性。MG09系列型号配备SATA 6.0Gbit/s或12.0Gbit/s SAS接口，可轻松集成到标准的3.5英寸驱动器托架中，有助于减少云规模存储基础架构，文件和对象存储系统以及关键业务服务器和存储系统的占地面积和运营负担。
MG09系列
SATA型号: MG09ACA18TE
SAS型号: MG09SCA18TE
热辅助磁记录（HAMR）技术 :
过去10-15年间，业界对热辅助磁记录（HAMR）技术充满期待，希望借此开发出HAMR硬盘产品。然而时至今日，并无任何HAMR硬盘产品问世，因HAMR技术的实施成本高昂，还存在技术复杂和可靠性方面的问题，因此在短期内难以实现产品化和批量生产。该技术的原理是：将一个激光二极管直接置于写入磁头组件的前方，然后迅速地加热高矫顽磁性的介质，这种介质只有经过加热才能写入数据；随着激光二极管产生的高热量减少，介质逐渐冷却下来，介质的矫顽磁性增加，比特数据存储到磁盘上，使得数据很难被意外删除。在每个硬盘磁头组件中部署激光二极管不仅成本高昂，而且真正令人担忧的是，在狭小的空间内产生高热量会导致严重的可靠性问题。而且，在写入磁头或介质磨损用坏之前，介质可被加热和写入的次数是有限的。激光二极管加热后会产生高温，必须使用昂贵的玻璃基板，无法使用如今超大容量企业级硬盘常用的高性价比铝磁盘材料。此外，HAMR硬盘还需要使用新材料来涂覆介质，因而提升了技术和制造风险。铁铂材料之所以被选择，是因为其具有可承受激光加热的矫顽磁性和热性能。目前我们使用的硬盘通常采用经过几代强化的钴铂介质，并且是通过高效制造工艺加工而成。要想使用HAMR技术来满足当今数据中心的可靠性要求并制造出可行的高容量HAMR硬盘，我们还需要花费大量的时间来解决相关的技术难题。HAMR硬盘在短期内并不具备商业可行性，在未来几年里仍然需要解决许多工程、制造和可靠性方面的难题。
