对于机械硬盘而言，容量的需求很高，怎样提高硬盘的容量呢？这就要回到机械硬盘存储数据的原理了。IT之家在上一部分已经讲过，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。
前面两种方法势必会令硬盘整体体积增加，现代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。再进一步，硬盘内的盘片也不是越大越好，越大的磁盘，高速旋转时惯性越大，稳定性越低，所以转速上不去。
所以，增加硬盘容量，最好的方法似乎是提升单个磁盘数据存储的密度。为了实现这个目的，硬盘厂商工程师们想了很多办法。
我们已经知道，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，后来人们想了一个办法，原来磁感应的方向不是水平的吗？如果让磁性粒子和磁感应的方向相对盘片垂直，这样不就能腾出很多空间了？于是人们发明了这种垂直磁性记录的方法，叫做 PMR（Perpendicular Magnetic Recording），在此基础上，科学家还利用了热辅助磁记录技术，来提高在高密度下的信息写入能力。这种技术采用了一种热稳定记录介质，通过在局部进行激光加热，来短暂减小磁阻力，从而有效提高磁头在微场强条件下的高密度信息写入能力。
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，人们要存储的东西也越来越多，渐渐的，PMR 技术的硬盘，容量也不大够用了。
不过这次科学家们想出来的办法有些奇特，并且也不像 PMR 那样完美，就是 Shingled Magneting Recording（SMR）技术，又叫叠瓦式磁记录技术。
这项技术是怎么做的呢？前面我们说到，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。
不过，现实中有一个情况，就是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。现代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，当然要满足最宽的标准。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。
怎么解决这个问题呢？
科学家们想到了一个“极限操作”，他们将磁道“被浪费”的一小部分重叠起来，就像咱们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（保护距离其实也缩小了），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。
当然，极限操作毕竟不像常规操作那样稳妥，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。
看起来是一个很复杂的过程，所以 SMR 硬盘通常都具有一个特点：大缓存，一般能达到 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。
