Kaj vsebuje trdi disk?
Trdi disk, trdi disk - vse to so imena ene dobro znane pomnilniške naprave. V tem gradivu vam bomo povedali o tehnični osnovi takšnih pogonov, o načinu shranjevanja informacij na njih ter o drugih tehničnih odtenkih in načelih delovanja.
Vsebina
Naprava trdega diska
Na podlagi polnega imena te pomnilniške naprave - trdega diska (HDD) - lahko enostavno razumete, kaj temelji na svojem delu. Zaradi nizke cene in trajnosti so ti pomnilniški mediji nameščeni v različnih računalnikih: računalniki, prenosni računalniki, strežniki, tablični računalniki itd. Posebna značilnost trdega diska je sposobnost shranjevanja velikih količin podatkov, hkrati pa ima zelo majhne dimenzije. Spodaj opisujemo svojo notranjo strukturo, načela dela in druge značilnosti. Začnimo!
Power paket in elektronika krovu
Zelena steklena vlakna in bakrene sledi na njej, skupaj s priključki za priključitev napajanja in vtičem SATA, imenujemo tiskana vezja (PCB). To integrirano vezje se uporablja za sinhronizacijo diska z osebnim računalnikom in vodenje vseh procesov na trdem disku. Črno aluminijasto telo in tisto, kar je v njej, se imenuje zapečatena enota (sklop glave in diska, HDA).
V središču integriranega vezja je velik čip - to je mikrokrmilnik (Micro Controller Unit, MCU). V današnjih trdih diskih mikroprocesor vsebuje dve komponenti: centralna računalniška enota (centralna enota procesorja, CPU), ki opravi vse izračune ter kanal za branje in pisanje , posebno napravo, ki pretvori analogni signal iz glave v diskreten, ko je zaseden, in obratno digitalno do analogno med snemanjem. Mikroprocesor ima vhodno / izhodna vrata , s katerimi nadzoruje druge elemente, nameščene na plošči, in izmenjuje informacije prek povezave SATA.
Drugi čip, ki se nahaja na diagramu, je DDR SDRAM pomnilnik (pomnilniški čip). Njegova številka določa obseg predpomnilnika trdega diska. Ta čip je razdeljen na pomnilnik strojne programske opreme, ki je delno vsebovan v bliskovnem pogonu, in vmesni pomnilnik, ki ga potrebuje procesor, da naloži modulove strojne programske opreme.
Tretji čip se imenuje regulator krmiljenja zvoka ( krmilnik VCM). Upravlja z dodatnimi napajalniki, ki se nahajajo na plošči. Napaja jih mikroprocesor in preamplifier stikalo v zaprti enoti. Ta krmilnik potrebuje več energije kot druge komponente na plošči, saj je odgovoren za vrtenje vretena in premikanje glave. Jedro predojačevalnika preklopa lahko deluje, ko je segreto na 100 ° C! Ko je HDD napajan, mikrokrmilnik napaja vsebino bliskovnega čipa v pomnilnik in začne izvajati navodila v njem. Če se koda ne naloži pravilno, HDD ne bo mogel začeti promocije. Tudi v mikrokrmilnik je mogoče vgraditi bliskovni pomnilnik in ga ne sme vsebovati na plošči.
Senzor šoka, ki se nahaja na diagramu, določa stopnjo tresenja. Če meni, da je njegova intenziteta nevarna, se bo na krmilnik motorja in krmilnika glave pošiljal signal, po katerem bo takoj parkiral glave ali pa popolnoma ustavil vrtenje trdega diska. Teoretično je ta mehanizem zasnovan za zaščito trdega diska pred različnimi mehanskimi poškodbami, vendar v praksi z njim ne deluje dobro. Zato ni treba spustiti trdega diska, ker lahko privede do neustreznega delovanja senzorja vibracij, kar lahko povzroči popolno neuporabnost naprave. Nekateri HDD imajo senzorje, ki so preobčutljivi na vibracije in se odzivajo na najmanjšo možno mero vibracij. Podatki, ki jih prejme VCM, pomagajo prilagajati gibanje glave, zato so diski opremljeni z vsaj dvema takima senzorjema.
Druga naprava za zaščito trdega diska je prehodni napetostni supresor (TVS), ki je zasnovan tako, da preprečuje morebitno odpoved v primeru napetosti. V eni shemi lahko obstaja več takšnih omejitev.
Površina HDA
Pod integrirano vezno ploščo so kontakti iz motorjev in glav. Tukaj si lahko ogledate skoraj nevidno tehnično luknjo (odprtino za dihanje), ki izenači tlak znotraj in zunaj hermetične cone enote, ki uničuje mit, da je znotraj trdega diska vakuum. Notranji prostor je pokrit s posebnim filtrom, ki ne prenaša prahu in vlage neposredno na trdi disk.
Notranji HDA
Pod pokrovom hermetičnega blata, ki je običajna plast kovine in gumijasta tesnila, ki ga ščiti pred vlago in prahom, so magnetni diski.
Lahko jih imenujemo tudi palačinke ali platoje . Diski so običajno narejeni iz stekla ali aluminija, ki je bil predhodno poliran. Potem so prekriti z več plasti različnih snovi, med katerimi je feromagnet - zahvaljujoč mu je mogoče snemati in shranjevati podatke na trdem disku. Blažilniki ali separatorji se nahajajo med ploščami in nad najvišjo palačinko. Izenačijo zračni tok in zmanjšajo akustični šum. Običajno iz plastike ali aluminija.
Separatorske plošče, ki so bile izdelane iz aluminija, bolje delujejo pri zniževanju temperature zraka v hermetični coni.
Magnetni glavni blok
Na koncih nosilcev, ki se nahajajo v bloku magnetnih glav (Head Hack Assembly, HSA), se nahajajo glave za branje / pisanje. Ko je vreteno ustavljeno, morajo biti v pripravljalnem prostoru - to je kraj, kjer se glave delovnega trdega diska nahajajo v času, ko jaška ne deluje. Na nekaterih trdih diskih se parkiranje pojavi na plastičnih preparatih, ki se nahajajo izven plošč.
Za normalno delovanje trdega diska je potrebno čim bolj čist, ki vsebuje najmanj tuje delce. Sčasoma se v akumulatorju oblikujeta mikrodelci maziva in kovine. Za njihovo izdelavo so HDD opremljeni s filtri za recirkulacijo , ki stalno zbirajo in zadržujejo zelo majhne delce snovi. Nameščeni so na poteh zračnega toka, ki se oblikujejo zaradi vrtenja plošč.
V NZHMD namestite neodimski magneti, ki lahko privabijo in imajo težo, ki je lahko 1300-krat večja od lastne. Namen teh magnetov na trdem disku je omejiti premikanje glave tako, da jih držimo nad plastičnimi ali aluminijastimi palačinami.
Drugi del magnetne glave je glasovna tuljava. Skupaj z magneti tvori pogon BMG , ki skupaj z BMG predstavlja pogon (pogon) - napravo, ki premika glave. Zaščitni mehanizem za to napravo imenujemo zapah (zapah aktuatorja). Osvobaja BMG takoj, ko vreteno vzame zadostno število vrtljajev. V postopku sproščanja so vključeni tlak zraka. Objemka preprečuje premikanje glave v pripravljalnem stanju.
Pod BMG bo prišlo do natančnosti. Ohranjuje gladkost in natančnost te enote. Obstaja tudi komponenta iz aluminijeve zlitine, ki se imenuje žarek . Na svojem koncu, na vzmetno vzmetenje, se nahajajo glave. Fleksibilni kabel (Flexible Printed Circuit, FPC) vodi od ročice do kontaktne plošče, ki je priključena na elektronsko ploščo.
Tukaj je tuljava, ki je priključena na kabel:
Tukaj lahko vidite ležaj:
Tukaj so kontakti podjetja BMG:
Tesnilo zagotavlja tesen oprijem. Zaradi tega zrak vstopi v enoto z diski in glave le skozi luknjo, ki izenačuje tlak. Stiki tega diska so pokriti z najboljšim pozlačenjem, kar izboljša prevodnost.
Tipičen sestavek nosilca:
Ob koncu pomladi so vzmetenja majhni deli - drsniki (drsniki). Pomagajo branje in zapisovanje podatkov z dvigovanjem glave nad ploščami. V sodobnih pogonih glave delujejo na razdalji 5-10 nm od površine kovinskih palačin. Elementi branja in pisanja so na samem koncu drsnikov. So tako majhni, da jih je mogoče videti samo z mikroskopom.
Ti deli niso popolnoma ravne, saj imajo na sebi aerodinamične žlebove, ki omogočajo stabilizacijo višine letenja drsnika. Zrak pod njim ustvarja vzglavnik (Air Bearing Surface, ABS), ki vzdržuje let, vzporeden s površino plošče.
Preamp je čip, ki je odgovoren za nadzor glave in razširitev signala z njimi ali od njih. Nahaja se neposredno v BMG, ker signal, ki ga proizvajajo glave, nima dovolj moči (približno 1 GHz). Brez ojačevalnika v zapečateni coni bi preprosto izginila na poti do integriranega vezja.
Iz te naprave je več poti do glave kot v hermetični coni. To je razloženo z dejstvom, da trdi disk lahko v določenem trenutku komunicira s samo enim od njih. Mikroprocesor pošilja zahteve preampu, tako da izbere glavo, ki jo potrebuje. Od diska do vsakega od njih je več skladb. Odgovorni so za ozemljitev, branje in pisanje, upravljanje miniaturnih pogonov, delo s posebno magnetno opremo, ki lahko nadzoruje drsnik, kar omogoča povečanje natančnosti lokacije glave. Eden od njih bi moral voditi do grelca, ki uravnava višino svojega leta. Ta gradnja deluje tako: toplota se prenese iz grelca na vzmetenje, ki povezuje drsnik in ročico. Vzmetenje se ustvari iz zlitin, ki imajo različne parametre ekspanzije od vhodne toplote. Ko se temperatura dvigne, se zavije proti plošči in s tem zmanjša razdaljo od nje na glavo. Pri zmanjševanju količine toplote pride do nasprotnega učinka - glava se odmakne od palačink.
Tako izgleda zgornji omejevalnik:
Ta fotografija vsebuje zaprto površino brez glavne enote in zgornjega separatorja. Spodaj lahko opazite tudi spodnji magnet in vpenjalni obroč (objemka plošče):
Ta obroč skupaj vsebuje palačinke, ki preprečujejo vsakršno premikanje med seboj:
Plošče so na nogi na vretenu:
Ampak kaj je pod zgornjo ploščo:
Kot lahko vidite, se prostor za glave ustvarja z uporabo posebnih ločilnih obročev (distančnih obročev). To so visoko precizni deli, ki so izdelani iz nemagnetnih zlitin ali polimerov:
Na dnu HDA je prostor za izenačitev tlaka, ki se nahaja neposredno pod zračnim filtrom. Zrak, ki je zunaj zaprtih enot, seveda vsebuje prašne delce. Za rešitev te težave je nameščen večplastni filter, ki je veliko debelejši od istega krožnega filtra. Včasih na njem najdete sledove silikatnega gela, ki naj absorbira vso vlago:
Zaključek
Ta članek je podrobno opisal notranji HDD. Upamo, da je to gradivo zanimivo za vas in pomagalo pri učenju veliko novih stvari s področja računalniške opreme.