HDD, hard disk, hard drive - lahat ito ay mga pangalan ng isang kilalang aparato ng imbakan ng data. Sa materyal na ito ay sasabihin namin sa iyo ang tungkol sa teknikal na batayan ng naturang mga drive, tungkol sa kung paano mai-imbak ang mga impormasyon sa kanila, at tungkol sa iba pang mga teknikal na nuances at prinsipyo ng pagpapatakbo.
Hard drive aparato
Batay sa buong pangalan ng aparatong ito ng imbakan - isang hard disk drive (HDD) - madali mong maunawaan kung ano ang namamalagi sa gitna ng trabaho nito. Dahil sa kanilang pagiging mura at tibay, ang mga naka-imbak na media ay naka-install sa iba't ibang mga computer: PC, laptop, server, tablet, atbp. Ang isang natatanging tampok ng HDD ay ang kakayahang mag-imbak ng malaking halaga ng data, habang ang pagkakaroon ng napakaliit na sukat. Sa ibaba ay pag-uusapan natin ang tungkol sa panloob na istraktura, mga prinsipyo ng operasyon at iba pang mga tampok. Magsimula tayo!
Hermoblock at board ng electronics
Ang berdeng payberglas at tanso ay sumubaybay dito, kasama ang mga konektor para sa pagkonekta sa power supply at ang SATA jack, ay tinawag na control board (Printed Circuit Board, PCB). Ang pinagsamang circuit na ito ay nagsisilbi upang i-synchronize ang operasyon ng disk sa isang PC at pamamahala ng lahat ng mga proseso sa loob ng HDD. Ang itim na kaso ng aluminyo at kung ano ang tinatawag sa loob selyadong yunit (Assembly at Disk Assembly, HDA).
Sa gitna ng integrated circuit ay isang malaking chip - ito microcontroller (Unit ng Micro Controller, MCU). Sa HDD ngayon, ang microprocessor ay naglalaman ng dalawang sangkap: gitnang computing unit (Central Processor Unit, CPU), na nakikipag-ugnayan sa lahat ng mga kalkulasyon, at basahin at isulat ang channel - isang espesyal na aparato na nag-convert ng isang signal ng analog mula sa isang ulo hanggang sa isang discrete kapag ito ay abala sa pagbabasa, at kabaliktaran - digital sa analog habang nagre-record. Ang microprocessor ay input / output portsa pamamagitan ng kung saan pinamamahalaan nito ang natitirang mga elemento na matatagpuan sa board at nagpapalitan ng impormasyon sa pamamagitan ng koneksyon sa SATA.
Ang isa pang chip na matatagpuan sa circuit ay DDR SDRAM (memory chip). Ang halaga nito ay tumutukoy sa dami ng hard drive cache. Ang chip na ito ay nahahati sa memorya ng firmware, na bahagyang nakapaloob sa flash drive, at ang buffer na kinakailangan ng processor upang mai-load ang mga module ng firmware.
Ang ikatlong chip ay tinatawag engine at head controller (Controller ng Voice Coil Motor, Controller ng VCM). Pinamamahalaan nito ang mga karagdagang mapagkukunan ng kapangyarihan na matatagpuan sa board. Ang mga ito ay pinalakas ng isang microprocessor at switch ng preamp (preamplifier) na nakapaloob sa selyadong yunit. Ang controller na ito ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya kaysa sa iba pang mga sangkap sa board, dahil responsable ito sa pag-ikot ng suliran at paggalaw ng mga ulo. Ang core ng preamplifier-switch ay maaaring gumana kapag pinainit hanggang 100 ° C! Kung ang kapangyarihan ay ibinibigay sa HDD, binura ng microcontroller ang mga nilalaman ng flash chip sa memorya at nagsisimulang isagawa ang mga tagubilin na inilagay sa loob nito. Kung ang code ay nabigo upang mai-load nang maayos, ang HDD ay hindi rin magagawang simulan ang promosyon. Gayundin, ang memorya ng flash ay maaaring maisama sa microcontroller, at hindi nakapaloob sa board.
Matatagpuan sa circuit sensor ng panginginig ng boses (Ang sensor ng shock) ay tumutukoy sa antas ng pag-alog. Kung itinuturing niya na mapanganib ang intensity nito, isang signal ang maipapadala sa makina at control control ng ulo, pagkatapos nito ay agad niyang pinaparada ang mga ulo o ganap na hinihinto ang pag-ikot ng HDD. Sa teorya, ang mekanismo na ito ay dinisenyo upang maprotektahan ang HDD mula sa iba't ibang mga pinsala sa makina, kahit na sa pagsasanay ay hindi ito gumana nang malaki para sa kanya. Samakatuwid, hindi mo dapat ihulog ang hard drive, dahil maaari itong humantong sa hindi sapat na operasyon ng sensor ng panginginig ng boses, na maaaring maging sanhi ng isang kumpletong kawalang-bisa ng aparato. Ang ilang mga HDD ay may mga sensor na hypersensitive sa panginginig ng boses, na tumugon sa bahagyang paghahayag nito. Ang data na natatanggap ng VCM ay tumutulong sa pag-aayos ng paggalaw ng mga ulo, kaya ang mga disk ay nilagyan ng hindi bababa sa dalawa sa mga sensor na ito.
Ang isa pang aparato na idinisenyo upang maprotektahan ang HDD ay lumilipas boltahe limiter (Transient Voltage Suppression, TVS), na idinisenyo upang maiwasan ang posibleng pagkabigo sa kaso ng mga pagtaas ng kuryente. Maaaring magkaroon ng maraming tulad na mga limiters sa isang circuit.
Ibabaw ng Hermoblock
Sa ilalim ng integrated circuit board mayroong mga contact mula sa mga motor at ulo. Dito makikita mo ang halos hindi nakikitang butas ng teknikal (hole hole), na kung saan ay katumbas ng presyon sa loob at labas ng airtight zone ng yunit, sinisira ang alamat na mayroong isang vacuum sa loob ng hard drive. Ang panloob na lugar ay sakop ng isang espesyal na filter na hindi pumasa sa alikabok at kahalumigmigan nang direkta sa HDD.
Ang mga hermobic insides
Sa ilalim ng takip ng selyadong yunit, na isang regular na layer ng metal at isang gasket ng goma na pinoprotektahan ito mula sa kahalumigmigan at alikabok, mayroong mga magnetikong disk.
Maaari din silang tawagan pancake o mga plato (Mga platter). Karaniwang ginawa ang mga disc mula sa baso o aluminyo na pinahina na. Pagkatapos ay natatakpan sila ng maraming mga layer ng iba't ibang mga sangkap, bukod doon ay mayroon ding isang ferromagnet - salamat sa kanya mayroong kakayahang mag-record at mag-imbak ng impormasyon sa isang hard disk. Sa pagitan ng mga plato at sa itaas ng tuktok na pancake ay mga delimiter (mga damper o separator). Lumalabas din sila ng mga airflows at binawasan ang tunog ng tunog. Karaniwan ay gawa sa plastik o aluminyo.
Ang mga plate plate, na gawa sa aluminyo, ay mas mahusay na makaya sa pagbaba ng temperatura ng hangin sa loob ng selyadong zone.
Magnetic head block
Sa mga dulo ng mga bracket na matatagpuan sa magnetic head block (Head Stack Assembly, HSA), matatagpuan / mabasa ang mga ulo. Kapag tumigil ang spindle, dapat silang nasa lugar ng pagluluto - ito ang lugar kung saan matatagpuan ang mga ulo ng isang nagtatrabaho hard disk sa isang oras na hindi gumagana ang baras. Sa ilang mga HDD, ang paradahan ay naganap sa mga lugar ng paghahanda ng plastik na matatagpuan sa labas ng mga plato.
Para sa normal na operasyon ng hard disk, bilang malinis na hangin hangga't maaari na naglalaman ng isang minimum na mga dayuhang mga partikulo ay kinakailangan. Sa paglipas ng panahon, ang microparticle ng pampadulas at metal na form sa drive. Upang ma-output ang mga ito, ang mga HDD ay nilagyan mga filter ng sirkulasyon (Filter ng recirculation), na patuloy na kinokolekta at nakakalat ng napakaliit na mga particle ng mga sangkap. Naka-install ang mga ito sa landas ng mga air currents, na nabuo dahil sa pag-ikot ng mga plato.
Ang mga neodymium magnet ay naka-install sa HDD, na maaaring maakit at hawakan ang isang bigat na maaaring 1300 beses nang higit sa sarili. Ang layunin ng mga magnet na ito sa HDD ay upang limitahan ang paggalaw ng mga ulo sa pamamagitan ng paghawak sa kanila sa itaas ng mga pancake ng plastik o aluminyo.
Ang isa pang bahagi ng magnetic head block ay likid (coil ng boses). Kasama ang mga magnet, bumubuo ito BMG drivena kasama ng BMG ay nagpoposisyon (actuator) - isang aparato na gumagalaw sa ulo. Ang mekanismo ng proteksyon para sa aparatong ito ay tinatawag salansan (actuator latch). Pinakawalan nito ang BMG sa sandaling nakakuha ng sapat na bilis ang spindle. Sa proseso ng pagpapakawala, ang presyon ng hangin ay kasangkot. Pinipigilan ng aldaba ang anumang paggalaw ng mga ulo sa estado ng paghahanda.
Sa ilalim ng BMG ay magiging isang tindig ng katumpakan. Pinapanatili nito ang pagiging maayos at kawastuhan ng yunit na ito. Mayroon ding isang bahagi na gawa sa aluminyo haluang metal, na kung saan ay tinatawag tumba (braso). Sa pagtatapos nito, sa isang suspensyon sa tagsibol, matatagpuan ang mga ulo. Mula sa rocker napupunta nababaluktot na cable (Flexible Printed Circuit, FPC), na humahantong sa pad na kumokonekta sa electronics board.
Narito ang coil na konektado sa cable:
Dito makikita mo ang tindig:
Narito ang mga contact ng BMG:
Gasket (gasket) ay tumutulong na masiguro ang mahigpit na pagkakahawak. Dahil dito, ang hangin ay pumapasok sa yunit na may mga disc at ulo lamang sa pamamagitan ng isang pambungad na kahit na ang presyon. Ang mga contact ng disk na ito ay pinahiran ng pinakamagandang gilding, na nagpapabuti sa conductivity.
Karaniwang Assembly ng Bracket:
Sa mga dulo ng mga suspensyon sa tagsibol ay maliit na laki ng mga bahagi - mga slider (mga slider). Tumutulong silang basahin at isulat ang data sa pamamagitan ng pagtaas ng ulo sa itaas ng mga plato. Sa mga modernong drive, ang mga ulo ay gumagana sa layo na 5-10 nm mula sa ibabaw ng mga pancake ng metal. Ang mga elemento para sa pagbasa at pagsulat ng impormasyon ay matatagpuan sa pinakadulo ng mga slider. Ang mga ito ay napakaliit na maaari lamang silang makita gamit ang isang mikroskopyo.
Ang mga bahaging ito ay hindi ganap na patag, dahil mayroon silang aerodynamic grooves sa kanila, na nagsisilbi upang patatagin ang taas ng flight ng slider. Lumilikha ang hangin sa ilalim unan (Air Bearing Surface, ABS), na sumusuporta sa mga parallel na flight plate na ibabaw.
Preamplifier - isang chip na responsable para sa pagkontrol ng mga ulo at pagpapalakas ng signal sa o mula sa kanila. Matatagpuan ito nang direkta sa BMG, dahil ang senyas na ginawa ng mga ulo ay walang sapat na kapangyarihan (mga 1 GHz). Kung walang isang amplifier sa isang selyadong lugar, magkalat lang ito sa landas patungo sa integrated circuit.
Mula sa aparatong ito patungo sa mga ulo ay may higit pang mga track kaysa sa masikip na zone. Ipinaliwanag ito sa pamamagitan ng ang katunayan na ang isang hard disk ay maaari lamang makipag-ugnay sa isa sa mga ito sa isang tiyak na oras sa oras. Ang microprocessor ay nagpapadala ng mga kahilingan sa preamplifier upang mapili nito ang nais na ulo. Mula sa disk sa bawat isa sa kanila mayroong maraming mga track. May pananagutan sila sa saligan, pagbabasa at pagsusulat, pagkontrol sa mga miniature drive, nagtatrabaho sa mga espesyal na magnetic kagamitan na maaaring makontrol ang slider, na nagbibigay-daan upang madagdagan ang kawastuhan ng mga ulo. Ang isa sa kanila ay dapat humantong sa isang pampainit, na kinokontrol ang taas ng kanilang paglipad. Ang disenyo na ito ay gumagana tulad nito: ang init ay inilipat mula sa pampainit sa suspensyon, na nag-uugnay sa slider at sa rocker. Ang suspensyon ay nilikha mula sa mga haluang metal na may iba't ibang mga parameter ng pagpapalawak mula sa papasok na init. Sa pagtaas ng temperatura, yumuko ito patungo sa plato, sa gayon binabawasan ang distansya mula dito sa ulo. Sa isang pagbawas sa dami ng init, ang kabaligtaran na epekto ay nangyayari - ang ulo ay lumipat sa pancake.
Ganito ang hitsura ng top separator:
Sa litratong ito mayroong isang masikip na zone nang walang isang bloke ng ulo at isang nangungunang separator. Maaari mo ring mapansin ang mas mababang magnet at presyon ng singsing (Mga platter clamp):
Ang singsing na ito ay humahawak ng mga bloke ng pancake, na pinipigilan ang anumang paggalaw na may kaugnayan sa bawat isa:
Ang mga plato mismo ay naipit baras (spindle hub):
At narito kung ano ang nasa ilalim ng tuktok na plato:
Tulad ng nakikita mo, ang lugar para sa mga ulo ay nilikha gamit ang espesyal mga singsing ng spacer (singsing ng spacer). Ang mga ito ay mga bahagi na may mataas na katumpakan na gawa sa mga non-magnetic alloy o polymer:
Sa ilalim ng yunit ng presyon ay may isang puwang para sa pagkakapantay ng presyon, na matatagpuan nang direkta sa ilalim ng air filter. Ang hangin na nasa labas ng selyadong yunit, siyempre, ay naglalaman ng mga partikulo ng alikabok. Upang malutas ang problemang ito, ang isang multilayer filter ay naka-install, na kung saan ay mas makapal kaysa sa parehong pabilog na filter. Minsan ang mga bakas ng silicate gel ay matatagpuan dito, na dapat sumipsip ng lahat ng kahalumigmigan sa sarili:
Konklusyon
Ang artikulong ito ay nagbigay ng isang detalyadong paglalarawan ng mga internal ng HDD. Inaasahan namin na ang materyal na ito ay kawili-wili sa iyo at nakatulong upang malaman ang maraming mula sa larangan ng kagamitan sa computer.
