HDD, хард диск, хард диск - сите овие се имињата на еден добро познат уред за складирање. Во овој материјал ќе ви кажеме за техничката основа на таквите дискови, за тоа како може да се складираат информации на нив, како и за другите технички нијанси и принципи на работа.
Уред за хард диск
Врз основа на целосното име на овој уред за складирање - хард диск (HDD) - можете лесно да разберете што е основата на нејзината работа. Поради својата ниска цена и издржливост, овие медиуми за чување се инсталирани на различни компјутери: компјутери, лаптопи, сервери, таблети итн. Карактеристична особина на HDD е способноста за складирање на огромни количини на податоци, додека поседуваат многу мали димензии. Подолу се опишува неговата внатрешна структура, принципи на работа и други карактеристики. Ајде да започнеме!
Комплет за напојување и електроника
Зелени фиберглас и бакарни траки на неа, заедно со конектори за поврзување на напојувањето и SATA приклучокот, се нарекуваат контролен одбор (Печатено коло, ПХБ). Ова интегрирано коло се користи за синхронизација на дискот со компјутер и насочување на сите процеси внатре во HDD. Црното алуминиумско куќиште и она што е во него се вика херметичка единица (Монтажа на глава и диск, HDA).
Во центарот на интегрираното коло е голем чип микроконтролер (Микро контролер единица, MCU). Во денешниот микропроцесор HDD содржи две компоненти: централна компјутерска единица (Централен процесор единица, процесорот), кој се занимава со сите пресметки, и да чита и да пишува канал - специјален уред кој преведува аналогни сигнали од главата во дискретен кога е зафатен за читање и обратно - дигитално на аналогно за време на снимањето. Микропроцесорот поседува I / O пристаништа, со помош на кој тој управува со другите елементи се наоѓа на табла, и врши размена на информации преку SATA врска.
Другиот чип, кој се наоѓа на дијаграмот, е DDR SDRAM меморија (мемориски чип). Нејзиниот број го одредува обемот на кешот на хард дискот. Овој чип е поделен на меморијата на фирмверот, делумно содржан во флеш-уредот, и тампон-меморијата неопходна за процесорот да ги вчита модулите на фирмверот.
Третиот чип се нарекува мотор контролен контролер и глави (Контролор на моторна глава, VCM контролер). Таа управува со дополнителни напојувања кои се наоѓаат на таблата. Тие се напојуваат од микропроцесор и исклучете го предупредувачот (предупредувач) содржана во запечатена единица. Овој контролер бара поголема моќност отколку другите компоненти на таблата, бидејќи е одговорен за вртењето на вретеното и движењето на главите. Јадрото на предучуачот на преклопниците е способно да работи со греење до 100 ° C! Кога HDD е напојуван, микроконтролерот ја растоварува содржината на флеш-чипот во меморија и започнува со извршување на инструкциите во него. Ако кодот не успее да се подигне правилно, HDD дури нема да може да започне промоција. Исто така, флеш меморијата може да биде вградена во микроконтролер, и да не биде содржана на таблата.
Се наоѓа на мапата сензор за вибрации (сензор за шок) го одредува нивото на тресење. Ако тој смета дека неговиот интензитет е опасен, ќе се испрати сигнал до контролниот уред за моторот и контролата на главите, по што веднаш ќе ги паркира главите или сосема да ја запре ротацијата на HDD. Теоретски, овој механизам е дизајниран да го заштити HDD од различни механички оштетувања, но во пракса тоа не функционира добро со него. Затоа, не е неопходно да се откачи на хард дискот, бидејќи може да доведе до несоодветно функционирање на сензорот за вибрации, што може да предизвика целосна неисправност на уредот. Некои дискови имаат чувствителни на вибрации сензори кои реагираат на најмала манифестација на вибрации. Податоците што ги добива VCM помага при прилагодување на движењето на главите, па дисковите се опремени со најмалку два такви сензори.
Уште еден уред дизајниран за заштита на HDD - минлив напонски ограничувач (Пренапонска напонска супресија, TVS), дизајнирана да спречи евентуален неуспех во случај на пренапони на напојување. Во една шема може да има неколку такви ограничувачи.
Површина на HDA
Под интегрираното коло се наоѓаат контакти од моторите и главите. Овде можете да ја видите и речиси невидливата техничка дупка (дупка за здив), која го изедначува притисокот во и надвор од херметичката зона на единицата, уништувајќи го митот дека постои вакуум внатре во хард дискот. Нејзината внатрешна површина е покриена со специјален филтер кој не поминува прашина и влага директно во HDD.
Внатрешен HDA
Под капакот на херметичкиот блок, кој е вообичаен слој од метал и гумен заптивка кој го штити од влага и прашина, има магнетни дискови.
Тие, исто така може да бидат повикани палачинки или плочи (плочи). Дисковите обично се направени од стакло или алуминиум што е претходно полиран. Потоа тие се прекриени со неколку слоеви на различни супстанции, меѓу кои има и феромагнет - благодарение на него, можно е да се снимаат и складираат информации на тврдиот диск. Меѓу плочите и над највисоката палачинка се наоѓаат. разграничувачи (амортизери или сепаратори). Тие го изедначуваат протокот на воздух и ја намалуваат акустичната бучава. Обично се изработени од пластика или алуминиум.
Сепараторските плочи, направени од алуминиум, прават подобра работа за намалување на температурата на воздухот во внатрешноста на херметичката зона.
Блок на магнетна глава
На краевите на заградите лоцирани во блок на магнетни глави (Склоп на глава, HSA), се наоѓаат глави за читање / запишување. Кога ќе се запре вретеното, тие треба да се наоѓаат во препаративната област - ова е местото каде што главите на работниот хард диск се лоцирани во времето кога вратилото не работи. Во некои HDDs, паркирањето се случува на пластични подготовки области кои се наоѓаат надвор од плочи.
За нормално функционирање на хард дискот бара колку што е можно чист, воздухот кој содржи минимум странски честички. Со текот на времето, во акумулаторот се формираат микрочестички од лубрикант и метал. За да ги излез, HDD се опремени циркулациони филтри (филтер за рециркулација), кои постојано собираат и задржуваат многу мали честички на супстанции. Тие се поставени на патот на протокот на воздух, кои се формираат поради ротацијата на плочите.
Во NZHMD постави неодимиумски магнети способни за привлекување и одржување на тежина која може да биде 1300 пати поголема од сопствената. Целта на овие магнети во HDD е да го ограничат движењето на главите со држење на нив преку пластични или алуминиумски палачинки.
Друг дел од собранието на магнетната глава е серпентина (глас калем). Заедно со магнети, се формира BMG дисккоја, заедно со BMH е позиционер (активатор) - уред кој ги поместува главите. Се нарекува заштитниот механизам за овој уред фиксатор (бравата на погонот). Тоа го ослободува BMG штом вретеното го зема доволниот број на вртежи. Во процесот на пуштање се вклучи притисокот на протокот на воздух. Стегачот го спречува секое движење на главите во подготвителната состојба.
Под BMG ќе има прецизен лого. Ја одржува мазноста и точноста на оваа единица. Постои и компонента направена од алуминиумска легура, која се нарекува јарем (рака). На крајот, на пролетна суспензија, се главите. Од рокерот доаѓа флексибилен кабел (Флексибилно печатено коло, FPC) што води до контактната рампа која се поврзува со електронската табла.
Тука е калем, кој е поврзан со кабел:
Овде можете да го видите лежиштето:
Еве ги контактите на BMG:
Дихтунзи (заптивка) помага да се обезбеди цврст зафат. Поради тоа, воздухот влегува во единицата со дискови и глави само низ дупка што го изедначува притисокот. Контактите на овој диск се прекриени со најдобрите позлата, што ја подобрува спроводливоста.
Типичен склоп на заградата:
На крајот на пролетта суспензии се мали делови - лизгачи (лизгачи). Тие помагаат да читаат и пишуваат податоци со подигнување на главата над плочите. Во модерни погони, главите работат на растојание од 5-10 nm од површината на метални палачинки. Елементи на читање и пишување информации се наоѓаат на самите краеви на лизгачите. Тие се толку мали што ги гледате само со помош на микроскоп.
Овие делови не се целосно рамни, бидејќи имаат аеродинамични жлебови, кои служат за стабилизирање на висината на летот на лизгачот. Воздухот под него создава перница (Површина за лежиште на воздух, ABS), која го поддржува летот паралелен на површината на плочата.
Preamp - чип кој е одговорен за контролирање на главите и засилување на сигналот до нив или од нив. Се наоѓа директно во BMG, бидејќи сигналот произведен од главите има недоволна моќност (околу 1 GHz). Без засилувач во херметичката зона, тоа едноставно ќе се распадне на патот до интегрираното коло.
Од овој уред, повеќе патеки доведуваат до главите отколку до херметичката зона. Ова се објаснува со фактот дека хард дискот може да комуницира со само еден од нив во одреден момент во времето. Микропроцесорот испраќа барања до предупредувачот, така што ја избира главата што му е потребна. Од дискот до секој од нив оди на неколку песни. Тие се одговорни за заземјување, читање и пишување, управување со минијатурни дискови, работа со специјална магнетна опрема која може да го контролира лизгачот, што овозможува зголемување на точноста на локацијата на главите. Еден од нив треба да доведе до грејач кој ја регулира висината на нивниот лет. Оваа конструкција работи вака: топлината се пренесува од грејачот до суспензијата, која го поврзува лизгачот и врската. Суспензијата се создава од легури кои имаат различни параметри на експанзија од влезната топлина. Кога температурата се крева, се наведнува кон плочата, со што се намалува растојанието од него до главата. Кога се намалува количината на топлина, се случува спротивен ефект - главата се оддалечува од палачинка.
Ова е како изгледа горниот одвојувач:
Оваа слика содржи запечатена површина без глава и горниот сепаратор. Можете исто така да забележите понискиот магнет и притисок прстен (табла за плочи):
Овој прстен содржи блокови од палачинки заедно, спречувајќи го секое движење релативно едни на други:
Самите плочи се нанижани вратило (центар за вретено):
Но, она што е под горната плоча:
Како што можете да разберете, местото за главите се создава со помош на специјални одвојувачки прстени (прстени). Тоа се делови со висока прецизност кои се направени од не-магнетни легури или полимери:
На дното на HDA има простор за изедначување на притисокот кој се наоѓа директно под филтерот за воздух. Воздухот што е надвор од запечатената единица, се разбира, содржи честички од прашина. За да се реши овој проблем, инсталиран е повеќеслоен филтер, кој е многу подебел од истиот кружен филтер. Понекогаш можете да најдете траги од силикат гел на неа, што треба да ја апсорбира целата влажност:
Заклучок
Оваа статија има детален опис на внатрешниот HDD. Се надеваме дека овој материјал е интересен за вас и помогна да научите многу нови работи од областа на компјутерската опрема.
