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磁碟的秘密：MFM编码如何让数据传输速度翻倍？
随着数位时代的到来，数据储存技术也相继进步。其中，改良频率调变（MFM）编码技术因其在数据传输上的优越表现，成为了磁碟储存的关键技术之一。本文将探讨MFM编码的发展历程以及它是如何使数据储存速度翻倍的。
MFM是一种特殊的编码方式，旨在解决传统频率调变（FM）编码的不足，使得在磁碟上写入数据的速度能够大幅提升。
在1970年，MFM首次被引入到硬碟中，随后于1976年进入软碟驱动器。改良的频率调变技术，主要是针对磁性储存设备而设计的。 MFM编码的特点在于每一个输入数据位元最多只有一次极性变化。这一特性不仅降低了数据错误的概率，还使得写入速度翻倍，因此MFM磁碟通常被称为「双密度」磁碟，而早期的FM磁碟则称为「单密度」。
在磁性储存中，数据不是以绝对值的形式存储，而是依赖于极性变化。磁场的变化会在附近的导线中诱导出电流，反之亦然。这意味着读写头在读取或写入数据时，通过一系列的电流变化来形成媒体上的磁性极性模式，从而表示数据的存储位置。
MFM作为一种长度限制(RLL)编码，有效地限制了录入过程中记录的转变之间的距离，以避免因杂讯而导致数据错误。
由于MFM所需的计时要求更加精确，因此在1970年代末期的技术水平下，无法经济地将所需的模拟和数字元件整合在单一的集成电路中。这导致驱动供应商需要自己设计专用的时钟恢复电路，这一系统称为数据分离器。 MFM编码的实施，使得磁碟驱动器需要更为复杂的硬件支持，但随着技术的进步，这些装置的成本也在逐渐降低。
MFM编码的基本规则就是在数据流中，如果前一个位元是零，那么当输入零时会被编码为10；如果前一个位元是一，则编码为00；而一位元则总是被编码为01。这样的编码方式保证了在平均每一个编码数据位元中，存在0.75到1次的磁性转变。由于这些限制，MFM编码能够比FM编码获得更高的数据密度。
数据分离器的设计成为当时技术的一种艺术，许多早期的控制器如Western Digital FD1771系列便应运而生。
当然，除了MFM之外，还有改良过的MFM编码技术（例如MMFM），这一技术进一步压缩了时钟位元，从而实现了更长的最长运行长度，成为(1,4) RLL编码。通过进一步优化编码方式，MMFM在特定场景中表现出色，尽管在一般应用中，标准的MFM编码仍然具有较高的需求。
不过，在当前的数据储存环境中，MFM技术已渐渐被更高效的数据编码方法取代，成为一种特定应用下的边缘技术。然而，了解这一技术的历史和运用仍然重要，因为它为后来的数据存储技术铺平了道路。
作为数字化的基石，MFM如何成为一种转折点，让我们的数据储存和传输技术得到了提升？未来又会有什么样的新技术使我们更加便利？
