هارددیسک ، هارد دیسک ، هارد دیسک - همه اینها اسامی یک دستگاه ذخیره سازی داده معروف است. در این مطالب در مورد مبنای فنی چنین درایوها ، چگونگی ذخیره اطلاعات بر روی آنها و سایر تفاوتهای فنی و اصول کار برای شما توضیح خواهیم داد.
دستگاه هارد دیسک
بر اساس نام کامل این دستگاه ذخیره سازی - یک هارد دیسک (HDD) - به راحتی می توانید درک کنید که در قلب کار آن چیست. این رسانه های ذخیره سازی به دلیل ارزان بودن و ماندگاری در رایانه های مختلفی نصب می شوند: رایانه های شخصی ، لپ تاپ ، سرور ، تبلت و غیره. یکی از ویژگی های بارز HDD ، امکان ذخیره حجم عظیمی از داده ها ، در حالی که دارای ابعاد بسیار ناچیز است. در زیر در مورد ساختار داخلی آن ، اصول بهره برداری و سایر ویژگی ها صحبت خواهیم کرد. بیایید شروع کنیم!
Hermoblock و برد الکترونیکی
آهنگ های فایبرگلاس سبز و مسی که بر روی آن قرار دارد ، به همراه کانکتورهای اتصال منبع تغذیه و جک SATA ، نامیده می شوند. صفحه کنترل (مدار چاپی ، PCB). این مدار یکپارچه برای همگام سازی عملکرد دیسک با رایانه شخصی و مدیریت کلیه فرآیندهای داخل HDD در خدمت شماست. کیسه‌ی آلومینیومی سیاه و آنچه در داخل است نامیده می شود واحد بسته شده (رئیس و مجمع دیسک ، HDA).
در مرکز مدار مجتمع تراشه بزرگی قرار دارد - این میکروکنترلر (واحد کنترلر میکرو ، MCU). در HDD امروزی ، ریزپردازنده شامل دو مؤلفه است: واحد محاسبات مرکزی (واحد پردازنده مرکزی ، CPU) ، که به همه محاسبات می پردازد ، و کانال خواندن و نوشتن - دستگاه ویژه ای که هنگام مشغله خواندن ، سیگنال آنالوگ را از سر به یک گسسته تبدیل می کند و بالعکس - دیجیتال به آنالوگ هنگام ضبط. ریز پردازنده دارد پورت ورودی / خروجیبا استفاده از آنها می تواند عناصر باقیمانده مستقر در صفحه را مدیریت کند و از طریق اتصال SATA اطلاعات را مبادله کند.
تراشه دیگری که در مدار قرار دارد DDR SDRAM (تراشه حافظه) است. مقدار آن میزان حافظه نهان هارد دیسک را تعیین می کند. این تراشه به حافظه سیستم عامل تقسیم می شود که بخشی از آن در فلش درایو موجود است و بافر مورد نیاز پردازنده برای بارگذاری ماژول های سیستم عامل.
تراشه سوم نامیده می شود موتور و کنترلر سر (کنترلر صدای کوئل موتور ، کنترلر VCM). این منبع تغذیه اضافی را که در تخته قرار دارد ، مدیریت می کند. آنها توسط یک ریز پردازنده و سوئیچ preamp (پیش تقویت کننده) موجود در واحد بسته شده. این کنترلر نسبت به سایر اجزای موجود در برد ، به انرژی بیشتری احتیاج دارد ، زیرا وظیفه چرخش دوک نخ ریسی و حرکت سرها را بر عهده دارد. هسته سوئیچ پیش تقویت کننده قادر به کار در هنگام گرم شدن 100 درجه سانتیگراد است! هنگامی که برق به HDD عرضه می شود ، میکروکنترلر محتویات تراشه فلش را در حافظه تخلیه می کند و شروع به اجرای دستورالعمل های تعیین شده در آن می کند. اگر کد نتواند به درستی بارگذاری شود ، HDD حتی قادر به شروع تبلیغات نخواهد بود. همچنین ، حافظه فلش را می توان در میکروکنترلر یکپارچه کرد ، و در برد موجود نیست.
واقع در مدار سنسور لرزش (سنسور شوک) میزان لرزش را تعیین می کند. اگر او شدت آن را خطرناک قلمداد کند ، سیگنالی به موتور و کنترلر هد فرستاده می شود ، پس از آن بلافاصله سرها را پارک می کند یا چرخش HDD را به طور کامل متوقف می کند. از نظر تئوری ، این مکانیسم برای محافظت از HDD در برابر صدمات مکانیکی مختلف طراحی شده است ، اگرچه در عمل کار چندانی برای او انجام نمی شود. بنابراین ، شما نباید هارد دیسک را رها کنید ، زیرا این می تواند به عملکرد نامناسب سنسور لرزش منجر شود ، که می تواند باعث عدم کارایی کامل دستگاه شود. برخی از HDD ها دارای حسگرهایی هستند که نسبت به لرزش حساس هستند ، که به کوچکترین مظهر آن پاسخ می دهند. داده هایی که VCM دریافت می کند به تنظیم حرکت سر کمک می کند ، بنابراین دیسک ها حداقل به دو مورد از این سنسورها مجهز هستند.
دستگاه دیگری که برای محافظت از HDD طراحی شده است محدود کننده ولتاژ گذرا (سرکوب ولتاژ گذرا ، TVS) ، برای جلوگیری از خرابی احتمالی در صورت افزایش توان ، طراحی شده است. در یک مدار می توانید چندین محدودکننده از این دست داشته باشید.
سطح هرموبلاک
در زیر برد مدار یکپارچه تماس با موتورها و سرها قرار دارد. در اینجا می توانید یک سوراخ فنی تقریباً نامرئی (سوراخ تنفس) مشاهده کنید که فشار را در داخل و خارج از ناحیه بسته شده واحد مساوی می کند و این افسانه را از بین می برد که خلاء داخل هارد وجود دارد. ناحیه داخلی آن با یک فیلتر مخصوص پوشانده شده است که گرد و غبار و رطوبت را مستقیماً به HDD منتقل نمی کند.
هرموبیک است
در زیر پوشش واحد بسته شده ، که یک لایه معمولی از فلز و واشر لاستیکی است که از رطوبت و گرد و غبار محافظت می کند ، دیسک های مغناطیسی وجود دارد.
همچنین ممکن است آنها خوانده شوند پنکیک یا صفحات (پلاتر) دیسک ها معمولاً از شیشه یا آلومینیوم که از قبل صیقل داده شده است ، ساخته می شوند. سپس آنها را با چندین لایه از مواد مختلف پوشانده ، که در میان آنها فرومغناطیسی نیز وجود دارد - به لطف او امکان ضبط و ذخیره اطلاعات بر روی دیسک سخت وجود دارد. بین صفحات و بالای پنکیک بالا قرار دارد محدود کننده ها (میراگر یا جداکننده). آنها حتی جریان هوا را بیرون می آورند و صدای صوتی را کاهش می دهند. معمولاً از پلاستیک یا آلومینیوم ساخته می شود.
صفحات جداکننده ، که از آلومینیوم ساخته شده بودند ، با کاهش دمای هوا در داخل منطقه بسته شده بهتر برخورد می کنند.
بلوک سر مغناطیسی
در انتهای براکت های واقع در بلوک سر مغناطیسی (Head Stack Assembly، HSA) ، سر خواندن و نوشتن قرار دارد. هنگامی که اسپیندل متوقف شود ، آنها باید در محل پخت و پز باشند - این مکانی است که سر یک دیسک سخت کار در زمانی قرار دارد که شافت کار نمی کند. در برخی از HDD ها ، پارکینگ در مناطق آماده سازی پلاستیک که در خارج از صفحات قرار دارند ، انجام می گیرد.
برای کارکرد طبیعی هارد دیسک ، تا آنجا که ممکن است هوای تمیز حاوی حداقل ذرات خارجی لازم باشد. با گذشت زمان ، میکرو ذرات روان کننده و فلز در درایو شکل می گیرند. برای خروجی آنها ، HDD ها مجهز هستند فیلترهای گردش خون (فیلتر چرخشی) ، که به طور مداوم ذرات بسیار کمی از مواد را جمع می کند و به دام می اندازد. آنها در مسیر جریانهای هوا نصب می شوند ، که به دلیل چرخش صفحات ایجاد می شوند.
آهنرباهای نئودیمیوم در HDD نصب شده است که می تواند وزنی را جذب کند و نگه دارد که می تواند 1300 برابر بیشتر از نوع خودش باشد. هدف از این آهنرباها در HDD محدود کردن حرکت سرها با نگه داشتن آنها در بالای پنکیک های پلاستیکی یا آلومینیومی است.
قسمت دیگر بلوک سر مغناطیسی است کویل (سیم پیچ صدا) همراه با آهن ربا ، شکل می گیرد درایو BMGکه همراه با BMG است موقعیت یاب (محرک) - وسیله ای است که سرها را حرکت می دهد. مکانیسم محافظ این دستگاه نامیده می شود گیره (قفل محرک). به محض اینکه اسپیندل سرعت کافی را بدست آورد ، BMG را آزاد می کند. در روند آزاد سازی ، فشار هوا دخیل است. چفت مانع از هرگونه حرکت سرها در حالت آماده سازی می شود.
تحت BMG تحمل دقیق خواهد بود. نرمی و دقت این واحد را حفظ می کند. همچنین بخشی از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده است که به آن می گویند راکر (بازو) در انتهای آن ، در حالت تعلیق بهاری ، سرها قرار دارند. از تکان دهنده می رود کابل انعطاف پذیر (مدار چاپی انعطاف پذیر ، FPC) ، منتهی به پد که به برد الکترونیک متصل می شود.
در اینجا کویل متصل به کابل است:
در اینجا می توانید یاتاقان را مشاهده کنید:
در اینجا مخاطبین BMG آورده شده است:
واشر (واشر) به اطمینان از چسبندگی محکم کمک می کند. به همین دلیل ، هوا از طریق دیافراگم و سرها وارد واحد می شود که فشار را یکدست می کند. مخاطبین این دیسک با بهترین طلاکاری پوشانده شده است که باعث بهبود رسانایی می شود.
مجمع معمولی براکت:
در انتهای تعلیق بهار قطعات کوچک وجود دارد - لغزنده (لغزنده) آنها با بالا بردن سر در بالای صفحات به خواندن و نوشتن داده ها کمک می کنند. در درایوهای مدرن ، سرها با فاصله 5-10 نانومتر از سطح پنکیک های فلزی کار می کنند. عناصر خواندن و نوشتن اطلاعات در انتهای کشویی ها قرار دارد. آنها به قدری کوچک هستند که تنها با استفاده از میکروسکوپ قابل مشاهده هستند.
این قسمتها کاملاً مسطح نیستند ، زیرا دارای شیارهای آیرودینامیکی بر روی آنها هستند که برای تثبیت ارتفاع پرواز در کشویی کار می کنند. هوا در زیر ایجاد می شود بالش (سطح یاتاقان هوا ، ABS) ، که از سطوح صفحه موازی پرواز پشتیبانی می کند.
پیش تقویت کننده - تراشه مسئول کنترل سرها و تقویت سیگنال از داخل یا از آنها. این مستقیم در BMG قرار دارد ، زیرا سیگنالی که سر تولید می کند از قدرت کافی (حدود 1 گیگاهرتز) برخوردار نیست. بدون تقویت کننده در یک منطقه بسته ، به سادگی در طول مسیر به مدار یکپارچه پراکنده می شود.
از این دستگاه به سمت سرها مسیرهای بیشتری نسبت به منطقه تنگ وجود دارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که یک دیسک سخت فقط در یک زمان مشخص می تواند با یکی از آنها ارتباط برقرار کند. ریزپردازنده درخواستهایی را به پیش تقویت کننده می فرستد تا سر مورد نظر خود را انتخاب کند. از دیسک گرفته تا هر یک از آنها چندین مسیر وجود دارد. آنها وظیفه زمین سازی ، خواندن و نوشتن ، کنترل درایوهای مینیاتوری ، کار با تجهیزات مغناطیسی ویژه ای را دارند که می توانند کشویی را کنترل کنند ، این امر باعث افزایش دقت سرها می شود. یکی از آنها باید به بخاری منتهی شود که ارتفاع پرواز آنها را تنظیم می کند. این طراحی به این صورت عمل می کند: گرما از بخاری به سیستم تعلیق منتقل می شود ، که نوار لغزنده و راکتر را به هم وصل می کند. سیستم تعلیق از آلیاژهایی ساخته شده است که دارای پارامترهای انبساط مختلف از گرمای ورودی هستند. با افزایش دما ، به سمت صفحه خم می شود ، در نتیجه فاصله آن از سر تا سر کاهش می یابد. با کاهش مقدار گرما ، اثر متضاد رخ می دهد - سر از پنکیک دور می شود.
به این ترتیب به نظر می رسد جداکننده برتر:
در این عکس منطقه محکم و بدون بلوک سر و جداکننده فوقانی وجود دارد. شما همچنین می توانید آهنربای پایین و حلقه فشار (گیره پلاتر):
این حلقه بلوک های پنکیک را در کنار هم قرار می دهد و از هرگونه حرکت نسبت به یکدیگر جلوگیری می کند:
صفحات خود را بر روی نوار شافت (توپی دوقلوی):
و آنچه در زیر صفحه بالا وجود دارد:
همانطور که مشاهده می کنید ، مکان سرها با استفاده از ویژه ایجاد می شود حلقه فاصله (حلقه فاصله). اینها قطعات با دقت بالا هستند که از آلیاژهای غیر مغناطیسی یا پلیمرها ساخته شده اند:
در قسمت پایین فشار ، فضایی برای همسان سازی فشار وجود دارد که مستقیماً در زیر فیلتر هوا قرار دارد. هوایی که خارج از واحد بسته شده است ، البته حاوی ذرات غبار است. برای حل این مشکل ، یک فیلتر چند لایه نصب شده است که بسیار ضخیم تر از همان فیلتر دایره ای است. گاهی اوقات اثری از ژل سیلیکات بر روی آن یافت می شود که باید تمام رطوبت را به خودی خود جذب کند:
نتیجه گیری
در این مقاله توضیحات مفصلی از داخلی HDD ارائه شده است. امیدواریم این مطالب برای شما جالب باشد و به یادگیری بسیاری از زمینه تجهیزات رایانه کمک کرده است.
