机械硬盘在价格，容量，磨损度上面都只有着SSD不可取代的地方，目前世界上80%的数据仍然存储在HDD上，不过随着科技的进步，以及SSD技术不断的突破和逐渐降低的价格，HDD的占比会越来越低,至于未来会不会被SSD完全取代，就要看HDD和SSD以后的科技突破了。
一、硬盘的硬件结构
1、硬盘外部结构 ：
电源接口、和数据接口、 控制电路板、 固定面板
2、硬盘内部结构：
磁头组件 、磁头驱动机构、 磁盘片 、主轴组件、 前端控制电路
3 硬盘控制电路
主控制芯片 、数据传输芯片 、高速数据缓存芯片
磁头
磁头是硬盘中最昂贵的部件，是硬盘技术最重要和关键的一环；采用了非接触式结构，加电后悬浮在高速旋转的磁盘表面。
读写合一式磁头与分离式磁头
传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头，但硬盘的读和写是两种截然不同的操作。因此，这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读、写两种特性，从而造成硬盘设计上的局限。针对这种情况，硬盘生产厂商改进技术，采用了分离式的磁头结构，即以MR磁头（磁阻磁头）作为读取磁头，而写入磁头仍采用传统的磁感应磁头。这样，在设计硬盘时就可以针对两者的不同特性分别进行优化，以得到最好的硬盘读写性能。采用MR磁头后，读取数据的准确性相应提高；而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，使得盘片的密度大大提高。
磁头距离盘面15nm,大概100个原子的高度
磁道
当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。
盘片
盘片用来存储数据，被密封在硬盘内部，运用其上附着的磁性物质达到读写数据的目的。由于盘片在硬盘内部高速旋转(有5400rpm、7200rpm、10000rpm，15000rpm等不同型号)，因此盘片材料的硬度和耐磨性要求很高，目前市场中的主流硬盘都是采用铝材料的金属盘片。
磁面
在一块硬盘中并不是只有一张盘片，而是有多个盘片，每个盘片的上、下两个面一般都会用来存储数据，即有效盘面，通常称为磁面。
柱面
硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的0开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。
扇区
早期的机械硬盘从圆心出发向四周发散出角间距相等的一系列直线（当然实际上没有直线存在），直线与同心圆线围成的最小区域就是一个扇区（如下图）。这样的划分，在硬盘的容量不大的年代还是简单易行，但是随着硬盘技术的进步，磁道的划分越来越密集，必然导致外圈的扇区物理长度远远大于内圈的扇区，造成浪费。所以现在的硬盘都不用圆心发散的直线来划分扇区了，而是从外圈磁道开始取一定长度作为一个扇区，然后从外向里一个一个编号下去。这个编号就是扇区的地址，要确定文件在哪里全靠这个地址。
电机主轴
电机主轴决定硬盘转数，它带动盘片高速旋转并产生浮力，使磁头飘浮在盘片上方，然后把磁头带到目标扇区上方，让其进行数据读/写操作。电机主轴的转速越快，磁头等待读/写时间也就越短，所以它在很大程度上决定了硬盘性能；理论上说电机主轴转速越快越好，但实际上，转速越快发热量，振动和噪音都会随之增大，这些对整个硬盘都非常不利。
二 访盘请求完成过程
确定磁盘地址（柱面号，磁头号，扇区号），内存地址（源/目）：
当需要从磁盘读取数据时，系统会将数据逻辑地址传给磁盘，磁盘的控制电路按照寻址逻辑将逻辑地址翻译成物理地址，即确定要读的数据在哪个磁道，哪个扇区。
为了读取这个扇区的数据，需要将磁头放到这个扇区上方，为了实现这一点：
(1）首先必须找到柱面，即磁头需要移动对准相应磁道，这个过程叫做寻道，所耗费时间叫做寻道时间，
(2）然后目标扇区旋转到磁头下，即磁盘旋转将目标扇区旋转到磁头下。这个过程耗费的时间叫做旋转时间。
即一次访盘请求（读/写）完成过程由三个动作组成：
(1）寻道（时间）：磁头移动定位到指定磁道
(2）旋转延迟（时间）：等待指定扇区从磁头下旋转经过
(3）数据传输（时间）：数据在磁盘与内存之间的实际传输
因此在磁盘上读取扇区数据（一块数据）所需时间：
Ti/o=tseek +tla + n *twm
其中:
tseek 为寻道时间
tla为旋转时间
twm 为传输时间
三 HDD的读写原理
系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最先是第1磁道的第一磁头下（也就是第1盘面的第一磁道）的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，……，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把文件内容全部写入磁盘。
文件的记录在同一盘组上存放是，应先集中放在一个柱面上，然后再顺序存放在相邻的柱面上，对应同一柱面，则应该按盘面的次序顺序存放。从上到下，然后从外到内。数据的读/写按柱面进行，而不按盘面进行。
系统也以相同的顺序读出数据。读出数据时通过告诉磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号（物理地址的三个组成部分）进行。磁盘控制器则 直接使磁头部件步进到相应的柱面，选通相应的磁头，等待要求的扇区移动到磁头下。在扇区到来时，磁盘控制器读出每个扇区的头标，把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和柱面号做比较（即寻道），然后，寻找要求的扇区号。待磁盘控制器找到该扇区头标时，根据其任务是写扇区还是读扇区，来决定是转换写电路， 还是读出数据和尾部记录。找到扇区后，磁盘控制器必须在继续寻找下一个扇区之前对该扇区的信息进行后处理。
如果是读数据，磁头将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，控制器计算此数据的ECC码，然 后，把ECC码与已记录的ECC码相比较。
如果是写数据，磁头将磁粒子的不同的电脉冲信号转换成不同的极性，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，控制器计算出此数据的ECC码，与数据一起存储。在控制器对此扇区中的数据进行必要处理期间，磁盘继续旋转。
