硬碟機(jī)的磁頭是使用漆包線沿著鐵心同一方向纏繞的「電磁鐵」制作而成，早期所使用的磁頭是讀寫合一的，也就是使用同一個(gè)磁頭去讀取與寫入資料，但是，當(dāng)磁碟片的容量愈來愈大，相對(duì)的「位元區(qū)(格子)」愈來愈小，這麼小的格子里磁矩的數(shù)目很少，要用電磁鐵去感應(yīng)讀取格子里的磁矩很困難，1991年由IBM首先開發(fā)「磁阻磁頭(MR：Magneto Resistance)」用來讀取資料，後來硬碟機(jī)都是使用讀寫分離的磁頭，也就是寫入資料使用「電磁鐵」，讀取資料使用「磁阻磁頭」，由於硬碟機(jī)的容量愈來愈大，目前硬碟機(jī)讀取資料大多使用更靈敏的「巨磁阻磁頭(GMR：Grant Magneto Resistance)」。

　　巨磁阻(GMR：Grant Magneto Resistance)

　　材料受到磁場(chǎng)作用的時(shí)候，電阻會(huì)產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為「磁阻效應(yīng)(Magneto resistance effect)」，我們使用巨磁阻磁頭(GMR)來介紹磁阻效應(yīng)。

　　巨磁阻磁頭(GMR)的構(gòu)造由上而下依次為反強(qiáng)磁性材料層、磁性材料層(Pin層)、非磁性材料層、磁性材料層(自由層），非磁性材料層通常是使用氧化鋁制作，上方磁性材料層(Pin層)的磁矩固定向右，下方磁性材料層(自由層)的磁矩方向則會(huì)受到磁碟片位元區(qū)(格子)內(nèi)的磁矩方向影響而改變，讀取資料的時(shí)候會(huì)發(fā)生下列兩種情形：

　�。咀x取0：原本儲(chǔ)存在磁碟片位元區(qū)的資料為0(N極向左)，磁頭的下方磁性材料層(自由層)受到感應(yīng)而產(chǎn)生N極向右(異性相吸)，當(dāng)自由層的磁矩與Pin層的磁矩方向相同時(shí)，量測(cè)出來的電阻值比較小，代表讀取0，如圖6-5(b)所示。

　　＞讀取1：原本儲(chǔ)存在磁碟片位元區(qū)的資料為1(N極向右)，磁頭的下方磁性材料層(自由層)受到感應(yīng)而產(chǎn)生磁矩向左(異性相吸)，當(dāng)自由層的磁矩與Pin層的磁矩方向相反時(shí)，量測(cè)出來的電阻值比較大，代表讀取1，如圖6-5(c)所示。

　　「磁阻磁頭(MR)」是使用單層具有磁阻效應(yīng)的磁性薄膜制作，而「巨磁阻磁頭(GMR)」是使用多層具有磁阻效應(yīng)的磁性薄膜制作，其實(shí)它們的原理相似，只是結(jié)構(gòu)稍微不同而已，由於巨磁阻磁頭的磁阻效應(yīng)更大，受到磁場(chǎng)作用時(shí)產(chǎn)生的電阻變化更大，所以更靈敏，盡管磁碟片上的位元區(qū)(格子)很小，磁矩的數(shù)目很少，也可以感應(yīng)的出來。

　　巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭的區(qū)別：

　　巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭一樣,是利用特殊材料的電阻值隨磁場(chǎng)變化的原理來讀取盤片上的數(shù)據(jù),但是GMR磁頭使用了磁阻效應(yīng)更好的材料和多層薄膜結(jié)構(gòu),比MR磁頭更為敏感,相同的磁場(chǎng)變化能引起更大的電阻值變化,從而可以實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度,現(xiàn)有的MR磁頭能夠達(dá)到的盤片密度為3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁頭可以達(dá)到10Gbit-40Gbit/in2以上.目前GMR磁頭已經(jīng)處于成熟推廣期,在今后的數(shù)年中,它將會(huì)逐步取代MR磁頭,成為的磁頭技術(shù).

　　巨阻磁頭的主要優(yōu)勢(shì)在于靈敏度更高。這種增強(qiáng)的靈敏度使它可以探測(cè)更小的記錄比特，并以更高的數(shù)據(jù)速率讀取這些比特。巨阻磁頭發(fā)出的較大信號(hào)也有助于克服電子噪聲。巨阻磁頭可以支持超過11.6 Gbits/in的面密度。

　　巨阻磁頭已開始在HDD產(chǎn)品中使用， 因?yàn)殡S著面密度和數(shù)據(jù)速率的增長(zhǎng)，需要更加靈敏的磁頭以維持高質(zhì)量的讀回信息號(hào)。 但是，由于面密度持續(xù)增長(zhǎng)，可能需要比GMR更先進(jìn)的結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)上的挑戰(zhàn)將會(huì)繼續(xù)涉及嚴(yán)格控制關(guān)鍵尺寸，膜厚度和膜構(gòu)成。磁頭技術(shù)的持續(xù)發(fā)展對(duì)于維持高速的面密度增長(zhǎng)至關(guān)重要，GMR旋轉(zhuǎn)閥磁頭已證實(shí)有能力達(dá)到未來的面密度要求。

　　日立的Deskstar 硬盤系列使用的是的巨阻磁頭。預(yù)計(jì)日立公司將會(huì)投入更大資源在磁頭研發(fā)上。新的技術(shù)，例如 Perpendicular Recording ，TMR 等等將會(huì)是日立公司在未來領(lǐng)導(dǎo)業(yè)界的新技術(shù)。