硬碟机的磁头是使用漆包线沿着铁心同一方向缠绕的「电磁铁」制作而成，早期所使用的磁头是读写合一的，也就是使用同一个磁头去读取与写入资料，但是，当磁碟片的容量愈来愈大，相对的「位元区(格子)」愈来愈小，这麽小的格子里磁矩的数目很少，要用电磁铁去感应读取格子里的磁矩很困难，1991年由IBM首先开发「磁阻磁头(MR：Magneto Resistance)」用来读取资料，後来硬碟机都是使用读写分离的磁头，也就是写入资料使用「电磁铁」，读取资料使用「磁阻磁头」，由於硬碟机的容量愈来愈大，目前硬碟机读取资料大多使用更灵敏的「巨磁阻磁头(GMR：Grant Magneto Resistance)」。

　　巨磁阻(GMR：Grant Magneto Resistance)

　　材料受到磁场作用的时候，电阻会产生变化的现象称为「磁阻效应(Magneto resistance effect)」，我们使用巨磁阻磁头(GMR)来介绍磁阻效应。

　　巨磁阻磁头(GMR)的构造由上而下依次为反强磁性材料层、磁性材料层(Pin层)、非磁性材料层、磁性材料层(自由层），非磁性材料层通常是使用氧化铝制作，上方磁性材料层(Pin层)的磁矩固定向右，下方磁性材料层(自由层)的磁矩方向则会受到磁碟片位元区(格子)内的磁矩方向影响而改变，读取资料的时候会发生下列两种情形：

　　＞读取0：原本储存在磁碟片位元区的资料为0(N极向左)，磁头的下方磁性材料层(自由层)受到感应而产生N极向右(异性相吸)，当自由层的磁矩与Pin层的磁矩方向相同时，量测出来的电阻值比较小，代表读取0，如图6-5(b)所示。

　　＞读取1：原本储存在磁碟片位元区的资料为1(N极向右)，磁头的下方磁性材料层(自由层)受到感应而产生磁矩向左(异性相吸)，当自由层的磁矩与Pin层的磁矩方向相反时，量测出来的电阻值比较大，代表读取1，如图6-5(c)所示。

　　「磁阻磁头(MR)」是使用单层具有磁阻效应的磁性薄膜制作，而「巨磁阻磁头(GMR)」是使用多层具有磁阻效应的磁性薄膜制作，其实它们的原理相似，只是结构稍微不同而已，由於巨磁阻磁头的磁阻效应更大，受到磁场作用时产生的电阻变化更大，所以更灵敏，尽管磁碟片上的位元区(格子)很小，磁矩的数目很少，也可以感应的出来。

　　巨磁阻磁头GMR磁头与MR磁头的区别：

　　巨磁阻磁头GMR磁头与MR磁头一样,是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据,但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构,比MR磁头更为敏感,相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化,从而可以实现更高的存储密度,现有的MR磁头能够达到的盘片密度为3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁头可以达到10Gbit-40Gbit/in2以上.目前GMR磁头已经处于成熟推广期,在今后的数年中,它将会逐步取代MR磁头,成为的磁头技术.

　　巨阻磁头的主要优势在于灵敏度更高。这种增强的灵敏度使它可以探测更小的记录比特，并以更高的数据速率读取这些比特。巨阻磁头发出的较大信号也有助于克服电子噪声。巨阻磁头可以支持超过11.6 Gbits/in的面密度。

　　巨阻磁头已开始在HDD产品中使用， 因为随着面密度和数据速率的增长，需要更加灵敏的磁头以维持高质量的读回信息号。 但是，由于面密度持续增长，可能需要比GMR更先进的结构。生产上的挑战将会继续涉及严格控制关键尺寸，膜厚度和膜构成。磁头技术的持续发展对于维持高速的面密度增长至关重要，GMR旋转阀磁头已证实有能力达到未来的面密度要求。

　　日立的Deskstar 硬盘系列使用的是的巨阻磁头。预计日立公司将会投入更大资源在磁头研发上。新的技术，例如 Perpendicular Recording ，TMR 等等将会是日立公司在未来领导业界的新技术。