Шта се састоји од тврдог диска?
ХДД, чврсти диск, чврсти диск - све ово су имена једног познатог уређаја за складиштење података. У овом материјалу ћемо вам рећи о техничкој основи таквих погона, начину на који се информације могу чувати на њима, као ио другим техничким нијансама и принципима рада.
Садржај
Хард диск уређај
На основу пуног имена овог уређаја за складиштење података - хард диска (ХДД) - можете без напора схватити шта је основа њеног рада. Због ниских трошкова и трајности, ови медији за складиштење су инсталирани на различитим рачунарима: рачунари, лаптопови, сервери, таблети итд. Посебна карактеристика ХДД-а је могућност складиштења огромних количина података, а поседују веома мале димензије. У наставку ћемо описати своју унутрашњу структуру, начела рада и друге значајке. Почнимо!
Комплет за напајање и електронику
Зелени фибергласс и бакрене траке на њему, заједно са конекторе за повезивање напајања и САТА утичнице, називају се штампана плоча (ПЦБ). Ово интегрирано коло се користи за синхронизацију диска помоћу рачунара и вођство свих процеса унутар ХДД-а. Црно алуминијумско кућиште и оно што се налази у њему назива се запечаћена јединица ( склоп главе и дискове, ХДА).
У центру интегрисаног кола је велики чип - то је микроконтролер (Мицро Цонтроллер Унит, МЦУ). У данашњим ХДД-у, микропроцесор садржи две компоненте: централна рачунарска јединица (централна процесорска јединица, ЦПУ), која врши све прорачуне и канал за читање и писање , посебан уређај који претвара аналогни сигнал из главе у дискретни када је заузето читање и обрнуто дигитално у аналогно током снимања. Микропроцесор има улазно / излазне портове , са којима управља друге елементе који се налазе на плочи, и врши размену информација преко САТА везе.
Други чип, који се налази на дијаграму, је ДДР СДРАМ меморија (меморијски чип). Његов број одређује запремину кеш меморије хард диска. Овај чип је подијељен у меморију фирмвера, делимично садржан у флеш диску, и пуфер који је потребан процесору како би учитали модуле фирмвера.
Трећи чип се зове регулатор мотора за гласно кочење (ВЦМ контролер). Управља додатним напајањем који се налазе на плочи. Напаја их микропроцесор и прекидач преамплифиер који се налази у затвореној јединици. Овај регулатор захтева више енергије од осталих компоненти на плочи, јер је одговоран за ротацију вретена и кретање глава. Језгро прекомјерског склопа може радити док се загреје до 100 ° Ц! Када се ХДД напаја, микроконтролер уноси садржај бличког чипа у меморију и почиње да извршава упуте у њему. Ако код не успе правилно учитати, ХДД чак неће моћи да започне промоцију. Такође, флеш меморија се може уградити у микроконтролер, а не бити на плочи.
Сензор за шок који се налази на дијаграму одређује ниво тресања. Ако сматра да је његов опасан утицај опасан, сигнал ће бити послат контролном контролору мотора и главе, након чега ће одмах паркирати главу или потпуно зауставити окретање ХДД-а. У теорији је овај механизам дизајниран да заштити ХДД од различитих механичких оштећења, али у пракси то не функционише добро. Стога није неопходно испустити хард диск, јер може довести до неадекватног рада сензора вибрације, што може проузроковати потпуну неоперативност уређаја. Неки ХДД-ови имају сензоре који су преосетљиви на вибрације и реагују на најмању манифестацију вибрација. Подаци које ВЦМ прима помаже у прилагођавању кретања глава, тако да су дискови опремљени са најмање два таква сензора.
Други уређај дизајниран за заштиту ХДД-а је Трансиент Волтаге Суппрессор (ТВС), који је дизајниран да спречи евентуално неуспјех у случају прекида напајања. У једној шеми може бити неколико таквих ограничења.
Површина ХДА-а
Под интегрираном плочом су контакти мотора и глава. Овде можете видети и скоро невидљиву техничку рупу (рупу за удисање), која изједначава притисак унутар и изван херметичке зоне јединице, уништавајући мит да постоји вакум унутар чврстог диска. Његова унутрашња површина је прекривена специјалним филтером који не пролази прашину и влагу директно у ХДД.
Интерни ХДА
Под поклопцем херметичног блока, који је уобичајени слој метала и гумена заптивка која га штити од влаге и прашине, постоје магнетни диски.
Такође се могу назвати палачинке или плочице . Дискови су обично направљени од стакла или алуминијума који је претходно полиран. Затим су покривени неколико слојева разних супстанци, међу којима је и феромагнет - захваљујући њему могуће је снимати и чувати информације на тврдом диску. Дампере или сепаратори се налазе између плоча и изнад најраније палачинке. Изједначавају проток ваздуха и смањују акустичну буку. Обично израђена од пластике или алуминијума.
Сепараторске плоче, које су биле израђене од алуминијума, бољег су рада снижавања температуре ваздуха унутар херметичке зоне.
Магнетни блок главе
На крајевима заграда, смештених у блок магнетних глава (Хеад Хеад Ассембли, ХСА), налазе се главе за читање / писање. Када се вретено заустави, они треба да буду у припремном подручју - ово је место где се главе радног чврстог диска налазе у тренутку када вратило не ради. Код неких ХДД-ова, паркирање се одвија на пластичним препаративним површинама које се налазе изван плоча.
За нормалан рад хард диска неопходно је што је могуће чистије, са минималним садржајем страних честица. Временом се у акумулатору формирају микрочестице мазива и метала. Да би их изашли, ХДД-ови су опремљени филтерима за рециркулацију , који стално сакупљају и задржавају веома мале честице супстанци. Постављени су на путању ваздушног тока, који се формира због ротације плоча.
У НЗХМД инсталирати неодимијумске магнете који могу привући и држати тежину која може бити 1300 пута већа од сопствене. Сврха ових магнета на ХДД-у је ограничити кретање глава држећи их преко пластичних или алуминијумских палачинки.
Други део магнетне главне јединице је гласовни намотај. Заједно са магнетима, формира погон БМГ , који заједно са БМГ представља актуатор (погон) - уређај који помера главе. Заштитни механизам за овај уређај назива се затварач (поклопац погона). Ослобађа БМГ чим вретено покупи довољан број обртаја. У процесу ослобађања укључен је притисак протока ваздуха. Стезаљка спречава кретање глава у припремном стању.
Под БМГ ће бити прецизно лежиште. Одржава глаткост и тачност ове јединице. Постоји и компонента од алуминијумске легуре која се назива гред . На његовом крају, на опружном опружењу, налазе се главе. Флексибилни кабл (Флекибле Принтед Цирцуит, ФПЦ) води од крака до контактне плочице, који је повезан са плочом електронике.
Ево намотаја који је повезан са каблом:
Овде можете видети лежаје:
Ево контаката БМГ-а:
Заптивка помаже да се обезбеди чврста држа. Захваљујући томе, ваздух улази у уређај помоћу дискова и главе само кроз рупу која изједначава притисак. Контакти овог диска покривени су најбољим позлата, што побољшава проводљивост.
Типична монтажа конзоле:
На крају пролећне опруге су мали дијелови - клизачи (клизачи). Они помажу читању и писању података подизањем главе изнад плоча. У модерним погонима главе раде на растојању од 5-10 нм од површине металних палачинки. Елементи читања и писања информација налазе се на самим крајевима клизача. Они су тако мали да се могу видети само помоћу микроскопа.
Ови дијелови нису потпуно равни, јер имају на себи аеродинамичне жлебове, које служе за стабилизацију висине летања клизача. Ваздух испод њега ствара јастук (Аир Беаринг Сурфаце, АБС), који одржава лет паралелан са површином плоче.
Преамп је чип који је одговоран за контролу глава и појачавање сигнала за њих или од њих. Налази се директно у БМГ-у, јер сигнал који производи глава има недовољну снагу (око 1 ГХз). Без појачала у затвореној зони, то би једноставно расипало на путу до интегрисаног кола.
Са овог уређаја има више трагова према главама него у херметичкој зони. Ово се објашњава чињеницом да хард диск може интераговати са само једним од њих у одређеном тренутку. Микропроцесор шаље захтеве преамп-у тако да одабире главу која јој је потребна. Од диска до сваког од њих постоји неколико нумера. Они су одговорни за уземљење, читање и писање, управљање миниатурним погонима, рад са специјалном магнетном опремом која може контролисати клизач, што омогућава повећање тачности локације глава. Један од њих треба да доведе до грејача који регулише висину њиховог лета. Ова конструкција ради овако: топлота се преноси са грејача на суспензију, која повезује клизач и прекидач. Суспензија се ствара од легура које имају различите параметре експанзије од долазеће топлоте. Када температура расте, савија се према плочи, чиме се смањује растојање од главе до главе. Када смањите количину топлоте, дође до супротног ефекта - глава се помера од палачинке.
Овако изгледа топ раздјелник:
Ова слика садржи запечаћено подручје без главне јединице и горњег сепаратора. Такође можете приметити доњи магнет и пригушни прстен (обујмице за плочице):
Овај прстен држи блокове палачинки заједно, спречавајући сваки покрет једни према другом:
Сами плоче су нарезане на вретену главчине:
Али оно што је испод горње плоче:
Као што видите, простор за главе креиран је помоћу посебних прстенова за раздвајање (дистанчни прстенови). То су делови високе прецизности који су направљени од немагнетских легура или полимера:
На дну ХДА налази се простор за изједначавање притиска који се налази директно испод филтера за ваздух. Ваздух који је изван запечаћене јединице, наравно, садржи честице прашине. Да би се решио овај проблем, инсталиран је вишеслојни филтер који је много дебљи од истог кружног филтера. Понекад на њој можете пронаћи трагове силикатног гела који требају упијати сву влагу:
Закључак
Овај чланак даје детаљан опис унутрашњег ХДД-а. Надамо се да вам је овај материјал био занимљив и помогао да научите пуно нових ствари из области рачунарске опреме.