Što se sastoji od tvrdog diska?
Tvrdi disk, tvrdi disk, tvrdi disk - sve su to imena jednog poznatog uređaja za pohranu. U ovom materijalu ćemo vam reći o tehničkoj osnovi takvih pogona, o načinu na koji se informacije mogu pohraniti i o drugim tehničkim nijansama i načelima djelovanja.
sadržaj
Uređaj za tvrdi disk
Na temelju punog naziva ovog uređaja za pohranu - tvrdog diska (HDD) - možete bez napora razumjeti što je temelj njezina rada. Zbog niske cijene i izdržljivosti ti su mediji za pohranu ugrađeni u različita računala: računala, prijenosna računala, poslužitelje, tablete itd. Značajka HDD-a je mogućnost pohranjivanja ogromnih količina podataka, dok posjeduju vrlo male dimenzije. U nastavku opisujemo njezinu unutarnju strukturu, načela rada i druge značajke. Počnimo!
Power paket i elektronika ploča
Zeleni stakloplastični i bakreni tragovi na njoj, zajedno s priključcima za spajanje napajanja i SATA utičnice, nazivaju se tiskani krug (PCB). Ovaj integrirani krug koristi se za usklađivanje diska s računalom i usmjerava sve procese unutar HDD-a. Crno aluminijsko tijelo i ono što se unutar nje zove zapečaćena jedinica (glava i diskovna montaža, HDA).
U središtu integriranog kruga je veliki čip - to je mikrokontroler (Micro Controller Unit, MCU). U današnjim HDD-ovima mikroprocesor sadrži dvije komponente: središnju računalnu jedinicu (Central Processor Unit, CPU), koja čini sve izračune i kanal za čitanje i pisanje , poseban uređaj koji prevodi analogni signal iz glave u diskretno kada je zauzet čitanjem i obratno od digitalnog do analognog signala tijekom snimanja. Mikroprocesor ima ulazno / izlazne priključke , kojim upravlja drugim elementima koji se nalaze na ploči i čini razmjenu informacija putem SATA veze.
Drugi čip, smješten na dijagramu, je DDR SDRAM memorija (memory chip). Njegov broj određuje volumen memorijskog prostora na tvrdom disku. Taj je čip podijeljen u memoriju firmvera, djelomično sadržanu u bljeskovom pogonu, i međuspremnik koji je potreban procesoru kako bi učitao module firmvera.
Treći čip naziva se regulator motora glasnog svitka (VCM kontroler). Upravlja dodatnim izvorima napajanja koji se nalaze na ploči. Pokreću se pomoću mikroprocesora i preklopnika predpojačala koji se nalaze u zapečaćenoj jedinici. Ovaj regulator zahtijeva više energije nego druge komponente na ploči, jer je odgovoran za rotaciju vretena i kretanje glava. Jezgra pretpojačala prekidača može raditi dok se zagrijava do 100 ° C! Kad je HDD uključen, mikrokontrolor istiskuje sadržaj flash čipa u memoriju i počinje izvršavati upute u njemu. Ako se kôd ne učini ispravno, HDD neće ni moći započeti promociju. Također, flash memorija može biti ugrađena u mikrokontroler, a ne biti sadržana na ploči.
Senzor za šok koji se nalazi na dijagramu određuje razinu tresenja. Ako smatra da je njegov intenzitet opasan, signal će biti poslan upravljaču motora i upravljača glave, nakon čega će odmah parkirati glavu ili potpuno zaustaviti rotaciju HDD-a. U teoriji, ovaj mehanizam osmišljen je za zaštitu HDD-a od raznih mehaničkih oštećenja, međutim, u praksi to ne funkcionira dobro. Stoga, nije potrebno ispustiti tvrdi disk jer može dovesti do neadekvatnog rada senzora vibracija, što može uzrokovati potpunu neaktivnost uređaja. Neki tvrdi diskovi imaju senzore koji su preosjetljivi na vibracije i reagiraju na najmanju moguću manifestaciju vibracija. Podaci koje VCM prima pomažu prilagoditi kretanje glava, pa su diskovi opremljeni s najmanje dva takva senzora.
Drugi uređaj dizajniran za zaštitu HDD-a je Transient Voltage Suppressor (TVS) koji je dizajniran kako bi se spriječio mogući kvar u slučaju udarnih napona. U jednoj shemi može postojati nekoliko takvih ograničenja.
Površina HDA
Pod integriranom pločicom su kontakti iz motora i glava. Ovdje također možete vidjeti gotovo nevidljivu tehničku rupu (rupu za disanje), koja izjednačava tlak unutar i izvan hermetičke zone jedinice, uništavajući mit o postojanju vakuuma unutar tvrdog diska. Njegovo unutarnje područje pokriveno je posebnim filterom koji ne prolazi prašinu i vlagu izravno u HDD.
Interni HDA
Pod pokrovom hermetičkog bloka, koji je uobičajeni sloj metala i gumene brtve koja ga štiti od vlage i prašine, postoje magnetske diskove.
Također se mogu nazvati palačinke ili tanjure . Diskovi su obično izrađeni od stakla ili aluminija koji su prethodno polirani. Tada su pokriveni s nekoliko slojeva različitih tvari, među kojima postoji ferromagnet - zahvaljujući njemu moguće je snimati i pohranjivati podatke na tvrdi disk. Zamrzivači ili separatori se nalaze između ploča i iznad najvišeg palačinka. Oni izjednačavaju protok zraka i smanjuju akustični šum. Obično izrađene od plastike ili aluminija.
Ploče za odjeljivanje, izrađene od aluminijskog ulja, čine bolji posao spuštanja temperature zraka u hermetičnoj zoni.
Magnetski blok glave
Na krajevima nosača, smještenih u bloku magnetskih glava (Head Stack Assembly, HSA), nalaze se glave za čitanje / pisanje. Kada se vreteno zaustavi, oni bi trebali biti u pripremnom području - ovo je mjesto gdje se glave radnog tvrdog diska nalaze u trenutku kada osovina ne radi. U nekim HDD-ima, parkiranje se događa na plastičnim preparativnim područjima koja se nalaze izvan ploča.
Za normalan rad tvrdog diska potrebno je što je moguće čišće, što sadrži najmanje stranih čestica. Tijekom vremena, u akumulatoru nastaju mikročestice maziva i metala. Da bi ih izlazio, HDD uređaji opremljeni su recirkulacijskim filterima koji stalno skupljaju i zadržavaju vrlo male čestice tvari. Instaliraju se na putu protoka zraka, koji nastaju zbog rotacije ploča.
U NZHMD instalirajte neodimijske magnete koji mogu privući i zadržati težinu koja može biti 1300 puta veća od svoje. Svrha ovih magneta u HDD-u je ograničavanje kretanja glava tako da ih drže preko plastičnih ili aluminijskih palačinki.
Drugi dio magnetske glave je zvučna zavojnica. Zajedno s magnetima stvara pogon BMG , koji zajedno s BMG-om tvori aktuator (aktuator) - uređaj koji pomiče glave. Zaštitni mehanizam za ovaj uređaj naziva se zasun (zasun aktuatora). Oslobađa BMG čim vreteno podigne dovoljan broj okretaja. U procesu oslobađanja uključeni su tlak protoka zraka. Uređaj sprječava kretanje glava u pripremnom stanju.
Pod BMG-om bit će precizno ležanje. Ona održava glatkoću i točnost ove jedinice. Tu je i komponenta izrađena od aluminijske legure, koja se naziva greda . Na kraju, na opruznoj opruzi, nalaze se glave. Fleksibilni kabel (fleksibilni tiskani krug, FPC) vodi iz klackalice na kontaktnu podlogu, koja je spojena na elektroničku ploču.
Ovdje je svitak koji je spojen na kabel:
Ovdje možete vidjeti ležaj:
Evo kontakata BMG-a:
Brtva osigurava čvrsto držanje. Zbog toga zrak ulazi u jedinicu s diskovima i glave samo kroz rupu koja izjednačava tlak. Kontakti ovog diska prekriveni su najboljim pozlatom, što poboljšava vodljivost.
Tipični sklop nosača:
Na kraju proljetnih suspenzija su mali dijelovi - klizači (klizači). Pomažu čitati i pisati podatke podizanjem glave iznad ploča. U modernim pogonima, glave rade na udaljenosti od 5-10 nm od površine metalnih palačinki. Elementi čitanja i pisanja informacija nalaze se na samim krajevima klizača. Tako su male da se mogu vidjeti samo pomoću mikroskopa.
Ovi dijelovi nisu potpuno ravni, jer imaju na sebi aerodinamične utore, koji služe za stabiliziranje visine leta klizača. Zrak ispod njega stvara jastuk (površina kliznog ležaja, ABS), koja održava let paralelan s površinom ploče.
Predpojačalo je čip koji je odgovoran za kontrolu glave i pojačavanje signala za njih ili od njih. Smješten je izravno u BMG, jer signal koji proizvodi glave ima nedovoljnu snagu (oko 1 GHz). Bez pojačala u zapečaćenoj zoni, jednostavno bi se raspršila na putu do integriranog kruga.
Iz ovog uređaja postoji više staza prema glavi nego na hermetičnu zonu. To se objašnjava činjenicom da tvrdi disk može komunicirati samo s jednim od njih u određenoj točki vremena. Mikroprocesor šalje zahtjeve predpojačalu tako da odabere glavu koju treba. Od diska do svake od njih postoji nekoliko pjesama. Oni su odgovorni za uzemljenje, čitanje i pisanje, upravljanje minijaturnim pogonima, rad s posebnom magnetskom opremom koja može kontrolirati klizač, što omogućuje povećanje točnosti mjesta glave. Jedan od njih treba voditi do grijalice koja regulira visinu leta. Ova konstrukcija radi ovako: toplina se prenosi s grijača na ovjes, koji povezuje klizač i klackalicu. Suspenzija je stvorena od legura koje imaju različite parametre ekspanzije od dolazne topline. Kada temperatura raste, ona se naginje prema ploči, čime se smanjuje udaljenost od njega do glave. Kada se smanjuje količina topline, dolazi do suprotnog učinka - glava se odmakne od palačinke.
Ovako izgleda gornja granična vrijednost:
Ova fotografija sadrži zapečaćeno područje bez glave i gornjeg separatora. Također možete primijetiti donji magnet i stezni prsten (pričvrsni sloj):
Ovaj prsten drži blokove palačinki zajedno, sprječavajući svaki pokret relativno jedan prema drugom:
Sami se ploče vrte na glavčinu vretena:
Ali ono što je ispod gornje ploče:
Kao što možete vidjeti, prostor za glave se stvara pomoću posebnih prstenova za razdjeljivanje (prstenovi razmaka). To su precizni dijelovi koji su izrađeni od nemagnetske legure ili polimera:
Na dnu HDA nalazi se prostor za izravnavanje tlaka koji se nalazi neposredno ispod zračnog filtra. Zrak koji je izvan zapečaćene jedinice, naravno, sadrži čestice prašine. Da bi riješio taj problem, postavljen je višeslojni filtar, koji je mnogo deblji od istog kružnog filtra. Ponekad na njemu možete pronaći tragove silikatnog gela koji bi trebali apsorbirati svu vlagu:
zaključak
Ovaj je članak davao detaljan opis unutarnjeg HDD-a. Nadamo se da vam je ovaj materijal bio zanimljiv i pomogao da naučite mnogo novih stvari s područja računalne opreme.