HDD, hard drive, hard drive - lahat ng mga ito ay ang mga pangalan ng isang kilalang imbakan aparato. Sa materyal na ito sasabihin namin sa iyo ang tungkol sa teknikal na batayan ng naturang mga nag-mamaneho, tungkol sa kung paano mai-imbak ang impormasyon sa mga ito, at tungkol sa iba pang mga teknikal na nuances at mga prinsipyo ng operasyon.
Hard drive device
Batay sa buong pangalan ng aparatong ito ng imbakan - isang hard disk drive (HDD) - maaari mong walang kahirap-hirap na maunawaan kung ano ang nagtatatag ng kanyang trabaho. Dahil sa mababang gastos at tibay nito, ang mga storage media na ito ay naka-install sa iba't ibang mga computer: Mga PC, laptop, server, tablet, atbp. Ang natatanging katangian ng HDD ay ang kakayahang mag-imbak ng malaking halaga ng data, habang nagtataglay ng napakaliit na sukat. Sa ibaba namin ilarawan ang kanyang panloob na istraktura, mga prinsipyo ng trabaho at iba pang mga tampok. Magsimula tayo!
Power pack at electronics board
Ang mga payong na gawa sa fiberglass at tanso, kasama ang mga konektor para sa pagkonekta sa suplay ng kapangyarihan at SATA socket, ay tinatawag control board (Printed Circuit Board, PCB). Ang pinagsamang circuit na ito ay ginagamit upang i-synchronize ang disk sa isang PC at gabayan ang lahat ng mga proseso sa loob ng HDD. Ang itim na aluminyo pabahay at kung ano ang nasa loob nito ay tinatawag na airtight unit (Head and Disk Assembly, HDA).
Sa gitna ng integrated circuit ay isang malaking maliit na tilad microcontroller (Micro Controller Unit, MCU). Sa ngayon ang HDD microprocessor ay naglalaman ng dalawang bahagi: sentral na yunit ng computing (Central Processor Unit, CPU), na nakikitungo sa lahat ng kalkulasyon, at basahin at isulat ang channel - isang espesyal na aparato na nagta-translate ng isang analog signal mula sa ulo papunta sa isang discrete kapag abala ito sa pagbabasa at vice versa - digital sa analog sa panahon ng pag-record. Nagtataglay ng Microprocessor I / O port, sa tulong kung saan namamahala siya sa iba pang mga elemento na matatagpuan sa board, at nagsasagawa ng palitan ng impormasyon sa pamamagitan ng SATA connection.
Ang ibang maliit na tilad, na nasa diagram, ay isang memorya ng DDR SDRAM (memory chip). Ang bilang nito ay tumutukoy sa dami ng cache ng hard drive. Ang maliit na tilad na ito ay nahahati sa memorya ng firmware, bahagyang nakapaloob sa flash drive, at ang buffer memory na kinakailangan para sa processor na i-load ang mga firmware modules.
Ang ikatlong chip ay tinatawag na controller ng kontrol ng motor at mga ulo (Voice Coil Motor controller, VCM controller). Pinangangasiwaan nito ang karagdagang supply ng kuryente na matatagpuan sa pisara. Ang mga ito ay pinapatakbo ng isang microprocessor at lumipat preamplifier (preamplifier) na nakapaloob sa isang selyadong yunit. Ang controller na ito ay nangangailangan ng higit na lakas kaysa sa iba pang mga sangkap sa board, dahil ito ay responsable para sa pag-ikot ng suliran at ang paggalaw ng mga ulo. Ang core ng switch preamplifier ay maaaring magtrabaho sa pamamagitan ng pagiging pinainit sa 100 ° C! Kapag pinapatakbo ang HDD, binubuga ng microcontroller ang mga nilalaman ng flash chip sa memorya at nagsisimula sa pagsasagawa ng mga tagubilin dito. Kung ang code ay nabigo sa boot ng maayos, ang HDD ay hindi kahit na magagawang upang simulan ang pag-promote. Gayundin, ang memory ng flash ay maaaring itayo sa microcontroller, at hindi maipasok sa board.
Matatagpuan sa mapa sensor ng panginginig ng boses (shock sensor) tumutukoy sa antas ng pag-alog. Kung isinasaalang-alang niya ang kanyang intensity mapanganib, ang isang senyas ay ipapadala sa engine at head control controller, pagkatapos ay agad niyang iparada ang mga ulo o ihinto ang pag-ikot ng HDD nang buo. Sa teorya, ang mekanismong ito ay idinisenyo upang protektahan ang HDD mula sa iba't ibang mga pinsala sa makina, gayunpaman, sa praktikal na ito ay hindi gumagana nang maayos sa mga ito. Samakatuwid, hindi kinakailangan upang i-drop ang hard drive, dahil maaaring humantong sa hindi sapat na operasyon ng sensor ng panginginig ng boses, na maaaring maging sanhi ng isang kumpletong inoperability ng aparato. Ang ilang mga HDD ay may sensors na sensitibo sa vibration na tumutugon sa slightest manifestation ng vibration. Ang data na natatanggap ng VCM ay nakakatulong sa pagsasaayos ng paggalaw ng mga ulo, kaya ang mga disk ay may hindi bababa sa dalawang ganoong sensor.
Isa pang device na dinisenyo upang maprotektahan ang HDD - lumilipas na boltahe ng boltahe (Transient Voltage Suppression, TVS), na idinisenyo upang maiwasan ang posibleng pagkabigo sa kaso ng mga surges sa kuryente. Sa isang pamamaraan ay maaaring may ilang mga limitasyon.
Ibabaw ng HDA
Sa ilalim ng integrated circuit board ay mga contact mula sa mga motors at ulo. Dito maaari mo ring makita ang isang halos hindi nakikitang teknikal na butas (butas ng hininga), na tumutugma sa presyon sa loob at labas ng hermetic zone ng yunit, na sinisira ang gawa-gawa na may vacuum sa loob ng hard drive. Ang panloob na lugar ay sakop ng isang espesyal na filter na hindi pumasa dust at kahalumigmigan direkta sa HDD.
Panloob na HDA
Sa ilalim ng pabalat ng hermetic block, na kung saan ay isang karaniwang layer ng metal at isang gasket goma na pinoprotektahan ito mula sa kahalumigmigan at dust, may mga magnetic disks.
Maaari rin silang tawagin pancake o mga plato (platters). Ang mga disc ay karaniwang gawa sa salamin o aluminyo na pre-polished. Pagkatapos ay sakop ang mga ito sa ilang mga layer ng iba't ibang mga sangkap, bukod sa kung saan mayroong isang ferromagnet - salamat sa kanya, posible upang i-record at mag-imbak ng impormasyon sa isang hard disk. Sa pagitan ng mga plates at sa itaas ng pinakamataas na pancake ay matatagpuan. delimiters (damper o separator). Pinantay ang daloy ng hangin at binabawasan ang tunog ng ingay. Karaniwan na gawa sa plastic o aluminyo.
Ang mga plate ng separator, na ginawa ng aluminyo, ay gumawa ng isang mas mahusay na trabaho ng pagbaba ng temperatura ng hangin sa loob ng hermetic zone.
Magnetic Head Block
Sa mga dulo ng mga braket na matatagpuan sa magnetic head block (Head Stack Assembly, HSA), matatagpuan ang mga read / write head. Kapag ang suliran ay tumigil, dapat sila ay matatagpuan sa lugar ng paghahanda - ito ang lugar kung saan matatagpuan ang mga ulo ng nagtatrabaho hard disk sa oras na ang baras ay hindi gumagana. Sa ilang mga HDD, ang paradahan ay nangyayari sa mga plastik na lugar ng paghahanda na matatagpuan sa labas ng mga plato.
Para sa normal na operasyon ng hard disk ay nangangailangan ng malinis hangga't maaari, ang hangin na naglalaman ng isang minimum na mga banyagang particle. Sa paglipas ng panahon, ang mga microparticle ng pampadulas at metal ay nabuo sa nagtitipon. Upang i-output ang mga ito, ang HDD ay nilagyan mga filter ng sirkulasyon (recirculation filter), na patuloy na kinokolekta at napanatili ang napakaliit na mga particle ng mga sangkap. Naka-install ang mga ito sa landas ng daloy ng hangin, na nabuo dahil sa pag-ikot ng mga plato.
Sa NZHMD nagtatakda ng neodymium magnets na may kakayahang mag-akit at may hawak na timbang na maaaring 1300 beses na mas malaki kaysa sa sarili nito. Ang layunin ng mga magnet na ito sa HDD ay upang limitahan ang paggalaw ng mga ulo sa pamamagitan ng pagpindot sa kanila sa paglipas ng mga plastik o aluminyo na pancake.
Ang isa pang bahagi ng magnetic head assembly ay likawin (voice coil). Kasama ang magneto, bumubuo ito BMG drivekung saan, kasama ang BMH ay positioner (actuator) - isang aparato na gumagalaw sa mga ulo. Ang proteksiyong mekanismo para sa aparatong ito ay tinatawag fixative (actuator aldaba). Pinapalaya nito ang BMG sa lalong madaling ang spindle ay nakakakuha ng sapat na bilang ng mga rebolusyon. Sa proseso ng pagpapalabas ay kasangkot ang presyon ng daloy ng hangin. Ang salansan ay pumipigil sa anumang paggalaw ng mga ulo sa paghahanda ng estado.
Sa ilalim ng BMG magkakaroon ng precision bearing. Ito ay nagpapanatili ng kinis at katumpakan ng yunit na ito. Mayroon ding bahagi na gawa sa aluminyo haluang metal, na tinatawag na yoke (braso). Sa pagtatapos nito, sa isang suspensyon sa tagsibol, ang mga ulo. Mula sa kawit ay dumating kakayahang umangkop na cable (Flexible Printed Circuit, FPC) na humahantong sa contact pad na nag-uugnay sa board ng electronics.
Narito ang likid, na konektado sa cable:
Dito makikita mo ang tindig:
Narito ang mga contact ng BMG:
Gasket (gasket) ay tumutulong na masiguro ang isang masikip na mahigpit na pagkakahawak. Dahil dito, ang hangin ay pumapasok sa yunit na may mga disc at ulo lamang sa pamamagitan ng isang butas na equalizes presyon. Ang mga contact ng disk na ito ay tinatakpan ng pinakamainam na pagtubog, na nagpapabuti ng koryente.
Tipikal na pagtitipon ng bracket:
Sa pagtatapos ng suspensyon ng tagsibol ay maliit na bahagi - mga slider (mga slider). Tumutulong sila na basahin at isulat ang data sa pamamagitan ng pag-aangat sa ulo sa itaas ng mga plato. Sa modernong mga drive, ang mga ulo ay nagtatrabaho sa layo na 5-10 nm mula sa ibabaw ng metal pancake. Ang mga elemento ng impormasyon sa pagbabasa at pagsulat ay matatagpuan sa mga dulo ng mga slider. Napakaliit nito na maaari mo lamang makita ang mga ito gamit ang mikroskopyo.
Ang mga bahagi ay hindi ganap na flat, dahil mayroon sila sa sarili aerodynamic grooves, na nagsisilbi upang patatagin ang taas ng flight ng slider. Ang hangin sa ibaba ay lumilikha nito unan (Air Bearing Surface, ABS), na sumusuporta sa flight parallel sa ibabaw ng plato.
Preamp - isang maliit na tilad na may pananagutan sa pagkontrol sa mga ulo at pagpapalaki ng signal sa kanila o mula sa kanila. Ito ay matatagpuan diretso sa BMG, dahil ang signal na ginawa ng mga ulo ay hindi sapat na kapangyarihan (tungkol sa 1 GHz). Nang walang isang amplifier sa hermetic zone, ito ay mapawi sa paraan sa integrated circuit.
Mula sa device na ito, mas maraming mga track ang humantong sa mga ulo kaysa sa hermetic zone. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang hard disk ay maaaring makipag-ugnayan sa isa lamang sa mga ito sa isang tiyak na punto sa oras. Ang microprocessor ay nagpapadala ng mga kahilingan sa preamp upang mapili ang pinuno na kailangan nito. Mula sa disk sa bawat isa sa kanila napupunta sa ilang mga track. Responsable sila para sa saligan, pagbabasa at pagsusulat, pamamahala ng mga miniature drive, nagtatrabaho sa mga espesyal na magnetikong kagamitan na makokontrol sa slider, na nagbibigay-daan upang madagdagan ang katumpakan ng lokasyon ng mga ulo. Ang isa sa mga ito ay dapat na humantong sa isang pampainit na nag-uutos sa taas ng kanilang paglipad. Ang konstruksiyon na ito ay gumagana tulad nito: ang init ay inililipat mula sa pampainit hanggang sa suspensyon, na nag-uugnay sa slider at rocker braso. Ang suspensyon ay nilikha mula sa mga haluang metal na may iba't ibang mga parameter ng pagpapalawak mula sa papasok na init. Kapag ang temperatura ay tumataas, ito ay tumungo patungo sa plato, sa gayon ay binabawasan ang distansya mula sa ito sa ulo. Kapag binabawasan ang dami ng init, nangyayari ang kabaligtaran na epekto - ang ulo ay umaalis mula sa pancake.
Ganito ang hitsura ng top separator:
Ang larawang ito ay naglalaman ng selyadong lugar na walang yunit ng ulo at isang itaas na separator. Maaari mo ring mapansin ang mas mababang pang-akit at presyon ng singsing (platters clamp):
Ang singsing na ito ay nagtataglay ng mga bloke ng mga pancake na magkakasama, na pumipigil sa anumang paggalaw kamag-anak sa bawat isa:
Ang mga plato mismo ay pinutol baras (spindle hub):
Ngunit ano ang nasa ilalim ng tuktok na plato:
Tulad ng naiintindihan mo, ang lugar para sa mga ulo ay nilikha sa tulong ng espesyal naghihiwalay ng mga singsing (spacer ring). Ang mga ito ay mga bahagi ng mataas na katumpakan na ginawa mula sa mga di-magnetic alloys o polymers:
Sa ibaba ng HDA may espasyo ng pag-pantay ng presyon na matatagpuan direkta sa ibaba ng air filter. Ang hangin na nasa labas ng natatakan na yunit, siyempre, ay naglalaman ng mga dust particle. Upang malutas ang problemang ito, naka-install ang isang multi-layer filter, na mas makapal kaysa sa parehong pabilog na filter. Minsan maaari mong mahanap ang mga bakas ng isang silicate gel sa ito, na dapat makuha ang lahat ng kahalumigmigan:
Konklusyon
Ang artikulong ito ay nagbigay ng isang detalyadong paglalarawan ng panloob na HDD. Umaasa kami na ang materyal na ito ay kagiliw-giliw na para sa iyo at nakatulong upang matuto ng maraming mga bagong bagay mula sa larangan ng kagamitan sa computer.
