HDD, hard disk, hard disk - sve su to nazivi jednog dobro poznatog uređaja za skladištenje. U ovom materijalu ćemo vam reći o tehničkim osnovama takvih pogona, o tome kako se informacije mogu pohraniti na njima, kao io drugim tehničkim nijansama i principima rada.
Hard disk uređaj
Na osnovu punog imena ovog uređaja za skladištenje - hard disk (HDD) - možete bez problema razumeti šta se nalazi u osnovi njegovog rada. Zbog svoje niske cijene i trajnosti, ovi mediji za pohranu su instalirani na različitim računalima: osobnim računalima, prijenosnim računalima, poslužiteljima, tabletima itd. Karakteristika HDD-a je mogućnost pohranjivanja ogromnih količina podataka, uz vrlo male dimenzije. U nastavku ćemo opisati njegovu unutrašnju strukturu, principe rada i druge karakteristike. Počnimo!
Napajanje i elektronička ploča
Nazivaju se zeleni fiberglas i bakarni tragovi na njemu, kao i konektori za povezivanje napajanja i SATA utičnice control board (Tiskana pločica, PCB). Ovaj integrisani krug se koristi za sinhronizaciju diska sa računarom i vođenje svih procesa unutar HDD-a. Crno aluminijumsko kućište i ono što se nalazi unutar njega se zove nepropusna jedinica (Head and Disk Assembly, HDA).
U centru integrisanog kola nalazi se veliki čip mikrokontroler (Mikro kontroler jedinica, MCU). U današnjem HDD mikroprocesoru se nalaze dvije komponente: centralna računska jedinica (Centralna procesorska jedinica, CPU), koja se bavi svim proračunima, i kanal za čitanje i pisanje - specijalni uređaj koji prevodi analogni signal iz glave u diskretni kada je zauzet čitanjem i obrnuto - digitalno u analogni tokom snimanja. Mikroprocesor posjeduje I / O portovi, uz pomoć kojeg upravlja drugim elementima koji se nalaze na ploči, i obavlja razmjenu informacija putem SATA veze.
Drugi čip, koji se nalazi na dijagramu, je DDR SDRAM memorija (memorijski čip). Njihov broj određuje volumen keš memorije čvrstog diska. Ovaj čip je podijeljen na memoriju firmvera, djelomično sadržanu u flash pogonu, a memorijska memorija potrebna da procesor učita firmware module.
Treći čip se zove kontroler i glave motora (Kontroler motora za zvučnu zavojnicu, VCM kontroler). Upravlja dodatnim izvorima napajanja koji se nalaze na ploči. Napajaju ih mikroprocesori i prekidač pretpojačala (pretpojačalo) sadržano u zatvorenoj jedinici. Ovaj regulator zahtijeva više snage od ostalih komponenti na ploči, jer je odgovoran za rotaciju vretena i kretanje glava. Jezgro predpojačala prekidača može raditi tako da se zagrije na 100 ° C! Kada se HDD napaja, mikrokontroler istovaruje sadržaj flash čipa u memoriju i počinje izvršavati upute u njemu. Ako se kôd ne pokrene ispravno, HDD neće moći čak ni pokrenuti promociju. Takođe, fleš memorija se može ugraditi u mikrokontroler, a ne biti na ploči.
Nalazi se na karti senzor vibracija (senzor udara) određuje nivo trešnje. Ako smatra da je njegov intenzitet opasan, signal će se poslati na kontroler motora i glave, nakon čega će odmah parkirati glave ili potpuno zaustaviti rotaciju HDD-a. U teoriji, ovaj mehanizam je dizajniran da zaštiti HDD od raznih mehaničkih oštećenja, ali u praksi to ne funkcioniše dobro. Zbog toga nije potrebno ispustiti hard disk, jer to može dovesti do neadekvatnog rada senzora vibracija, što može dovesti do potpune inoperabilnosti uređaja. Neki HDD-ovi imaju senzore osjetljive na vibracije koji reagiraju na najmanju pojavu vibracija. Podaci koje VCM prima pomaže u podešavanju kretanja glava, tako da su diskovi opremljeni sa najmanje dva takva senzora.
Još jedan uređaj dizajniran da zaštiti HDD - prekidač naponskog ograničivača (Transient Voltage Suppression, TVS), dizajniran da spriječi moguće kvarove u slučaju prenapona. U jednoj šemi može postojati nekoliko takvih ograničivača.
Površina HDA
Ispod integrisane ploče nalaze se kontakti motora i glava. Ovdje se također može vidjeti gotovo nevidljiva tehnička rupa (rupa za disanje) koja izjednačava pritisak unutar i izvan hermetičke zone jedinice, uništavajući mit o postojanju vakuuma unutar tvrdog diska. Njegova unutrašnja površina je pokrivena specijalnim filterom koji ne propušta prašinu i vlagu direktno u HDD.
Interni HDA
Pod poklopcem hermetičkog bloka, koji je uobičajeni sloj metala i gumene brtve koja ga štiti od vlage i prašine, postoje magnetni diskovi.
Oni se takođe mogu zvati palačinke ili ploče (platters). Diskovi su obično napravljeni od stakla ili aluminija koji su prethodno polirani. Zatim su prekriveni sa nekoliko slojeva raznih supstanci, među kojima je feromagnet - zahvaljujući njemu moguće je snimati i skladištiti informacije na čvrstom disku. Između ploča i iznad najviše se nalaze palačinke. delimiters (prigušivači ili separatori). Izjednačavaju protok vazduha i smanjuju akustičnu buku. Obično je napravljen od plastike ili aluminija.
Separatorske ploče, koje su napravljene od aluminijuma, bolje rade na smanjenju temperature zraka unutar hermetičke zone.
Magnetski blok glave
Na krajevima zagrada nalazi se u magnetni blok glave (Head Stack Assembly, HSA), glave za čitanje / pisanje. Kada se vreteno zaustavi, one se trebaju nalaziti u pripremnom području - to je mjesto gdje se glave radnog tvrdog diska nalaze u vrijeme kada vratilo ne radi. Kod nekih HDD-a, parkiranje se odvija na plastičnim preparativnim površinama koje se nalaze izvan ploča.
Za normalan rad tvrdog diska potrebno je što je moguće čišći zrak, koji sadrži najmanje stranih čestica. Vremenom se u akumulatoru formiraju mikročestice maziva i metala. Za izlaz, HDD su opremljeni filteri za cirkulaciju (recirkulacioni filter), koji stalno sakupljaju i zadržavaju vrlo male čestice supstanci. Oni su instalirani na putu protoka zraka, koji se formiraju zbog rotacije ploča.
U NZhMD postavljeni su neodimijumski magneti koji mogu privući i zadržati težinu koja može biti 1300 puta veća od vlastite. Svrha ovih magneta u HDD-u je da ograniče kretanje glava držeći ih iznad plastičnih ili aluminijumskih palačinki.
Drugi deo sklopa magnetne glave je coil (zvučna zavojnica). Zajedno sa magnetima, formira se BMG drivešto je, zajedno sa BMH pozicioner (aktuator) - uređaj koji pokreće glave. Naziva se zaštitni mehanizam za ovaj uređaj fiksativ (zasun aktuatora). Ona oslobađa BMG čim vreteno pokupi dovoljan broj obrtaja. U procesu oslobađanja uključen je pritisak strujanja zraka. Stezaljka sprečava bilo kakvo pomicanje glava u pripremnom stanju.
Pod BMG će biti precizan ležaj. Održava glatkoću i preciznost ove jedinice. Postoji i komponenta od aluminijumske legure, koja se zove jaram (ruka). Na njegovom kraju, na opruzi, nalaze se glave. Od rockera dolazi fleksibilan kabel (Flexible Printed Circuit, FPC) koji vodi do kontaktne podloge koja se povezuje sa pločom elektronike.
Ovdje je zavojnica, koja je spojena na kabel:
Ovdje možete vidjeti ležaj:
Evo kontakata BMG-a:
Gasket (brtva) osigurava čvrsto prianjanje. Zbog toga, zrak ulazi u jedinicu sa diskovima i glavama samo kroz rupu koja izjednačava pritisak. Kontakti ovog diska prekriveni su najfinijom pozlatom, koja poboljšava provodljivost.
Tipični sklop nosača:
Na kraju opruge suspenzije su mali dijelovi - klizači (klizači). Pomažu u čitanju i pisanju podataka podizanjem glave iznad ploča. U modernim pogonima, glave rade na udaljenosti od 5-10 nm od površine metalnih palačinki. Elementi za čitanje i pisanje informacija nalaze se na samim krajevima klizača. Tako su mali da ih možete vidjeti samo pomoću mikroskopa.
Ovi delovi nisu potpuno ravni, jer imaju na sebi aerodinamične žljebove, koji služe za stabilizaciju visine klizača. Vazduh ispod njega stvara jastuk (Površina vazdušnog ležaja, ABS), koja podržava letenje paralelno sa površinom ploče.
Preamp - čip koji je odgovoran za kontrolu glava i pojačavanje signala do njih ili od njih. Nalazi se direktno u BMG-u, jer signal koji proizvode glave ima nedovoljnu snagu (oko 1 GHz). Bez pojačala u hermetičkoj zoni, jednostavno bi se raspršilo na putu do integrisanog kola.
Sa ovog uređaja, više tragova vodi do glava nego do hermetičke zone. To se objašnjava činjenicom da tvrdi disk može da komunicira samo sa jednim od njih u određenom trenutku. Mikroprocesor šalje zahteve predpojačalu tako da bira glavu koja joj je potrebna. Od diska do svakog od njih ide na nekoliko staza. Oni su odgovorni za uzemljenje, čitanje i pisanje, upravljanje minijaturnim pogonima, rad sa specijalnom magnetnom opremom koja može da kontroliše klizač, što omogućava povećanje tačnosti lokacije glava. Jedan od njih bi trebao dovesti do grijača koji regulira visinu leta. Ova konstrukcija radi ovako: toplota se prenosi sa grijača na suspenziju, koja povezuje klizač i klackalicu. Suspenzija se stvara od legura koje imaju različite parametre ekspanzije od dolazne topline. Kada temperatura raste, ona se savija prema ploči, čime se smanjuje udaljenost od nje do glave. Kod smanjenja količine toplote dolazi do suprotnog efekta - glava se udaljava od palačinke.
Ovako izgleda gornji separator:
Ova fotografija sadrži zatvorenu površinu bez glavne jedinice i gornjeg separatora. Takođe možete primetiti donji magnet i pritisni prsten (stezaljke za ploče):
Ovaj prsten skupa drži blokove palačinki, sprečavajući bilo kakvo pomicanje u odnosu na druge:
Ploče su same na sebi vratilo (čvorište vretena):
Ali ono što je ispod gornje ploče:
Kao što možete razumeti, mjesto za glave je stvoreno uz pomoć posebnih razdvajajući prstenovi (odstojni prstenovi). To su delovi visoke preciznosti napravljeni od nemagnetskih legura ili polimera:
Na dnu HDA nalazi se prostor za izjednačavanje pritiska koji se nalazi neposredno ispod filtera za vazduh. Vazduh koji je izvan zapečaćene jedinice, naravno, sadrži čestice prašine. Da bi se riješio ovaj problem, instaliran je višeslojni filter, koji je mnogo deblji od istog kružnog filtera. Ponekad se na njemu mogu naći tragovi silikatnog gela, koji bi trebao apsorbirati svu vlagu:
Zaključak
Ovaj članak daje detaljan opis internog HDD-a. Nadamo se da je ovaj materijal bio zanimljiv za vas i pomogao da se nauči mnogo novih stvari iz oblasti računarske opreme.
