HDD, disc dur, disc dur: tots aquests són els noms d’un dispositiu d’emmagatzematge ben conegut. En aquest material us explicarem les bases tècniques d’aquestes unitats, sobre com es pot emmagatzemar la informació en elles i sobre els altres matisos i principis tècnics d’operació.
Dispositiu de disc dur
Basant-se en el nom complet d’aquest dispositiu d’emmagatzematge: una unitat de disc dur (HDD), podeu entendre sense esforç allò que subjeu el seu treball. A causa del seu baix cost i durabilitat, aquests suports d’emmagatzematge s’instal·len en diversos ordinadors: PC, ordinadors portàtils, servidors, tauletes, etc. Una característica distintiva del disc dur és la capacitat d’emmagatzemar grans quantitats de dades, tot i que té dimensions molt reduïdes. A continuació, es descriu la seva estructura interna, els seus principis de treball i altres funcions. Comencem!
Power pack i electrònica
Es denominen pistes de fibra de vidre verda i de coure, juntament amb connectors per connectar la font d'alimentació i el sòcol SATA tauler de control (Circuit imprès, PCB). Aquest circuit integrat s'utilitza per sincronitzar el disc amb un PC i guiar tots els processos dins del disc dur. Es diu l’habitatge d’alumini negre i el que hi ha dins unitat hermètica (Assemblea de cap i disc, HDA).
Al centre del circuit integrat hi ha un gran xip microcontrolador (Micro Controller Unit, MCU). A l’actualitat, el microprocessador de disc dur conté dos components: unitat informàtica central (Central Processor Unit, CPU), que tracta tots els càlculs, i llegir i escriure un canal - un dispositiu especial que tradueix un senyal analògic del cap en un disc discret quan es tracta de lectures ocupades i viceversa: digital a analògic durant la gravació. El microprocessador posseeix Ports d'E / S, amb l’ajut del qual gestiona els altres elements situats al tauler, i realitza l’intercanvi d’informació a través de la connexió SATA.
L’altre xip, situat al diagrama, és una memòria DDR SDRAM (xip de memòria). El seu nombre determina el volum de la memòria cau del disc dur. Aquest xip es divideix en la memòria del firmware, parcialment continguda a la unitat flaix, i la memòria intermèdia necessària perquè el processador pugui carregar els mòduls del microprogramari.
Es diu el tercer xip controlador i capçal de control de motor (Controlador de motor de la bobina de veu, controlador VCM). Gestiona fonts d'alimentació addicionals que es troben a la pissarra. Són alimentats per un microprocessador i preamplificador de commutadors (preamplificador) contingut en una unitat segellada. Aquest controlador requereix més potència que la resta de components del tauler, ja que és responsable de la rotació del fus i del moviment dels capçals. El nucli del preamplificador de commutador és capaç de funcionar per escalfar-se a 100 ° C! Quan el disc dur està alimentat, el microcontrolador descarrega el contingut del xip flash a la memòria i comença a executar-ne les instruccions. Si el codi no s'inicia correctament, el HDD ni tan sols podrà iniciar la promoció. A més, la memòria flash es pot integrar al microcontrolador i no estar inclosa al tauler.
Situat al mapa sensor de vibració (sensor de xoc) determina el nivell de sacsejades. Si considera que la seva intensitat és perillosa, s'enviarà un senyal al controlador de control de motor i de capçalera, després de la qual cosa aparcarà immediatament els caps o bé aturarà la rotació del disc dur. En teoria, aquest mecanisme està dissenyat per protegir el disc dur de diversos danys mecànics, però, en la pràctica, no funciona bé amb ell. Per tant, no és necessari deixar anar el disc dur, ja que pot provocar un funcionament inadequat del sensor de vibració, cosa que pot provocar una inoperabilitat completa del dispositiu. Alguns HDD tenen sensors sensibles a les vibracions que responen a la menor manifestació de vibració. Les dades que rep el VCM ajuda a ajustar el moviment dels caps, de manera que els discs estan equipats amb almenys dos d'aquests sensors.
Un altre dispositiu dissenyat per protegir el disc dur - limitador de tensió transitòria (Supressió de tensió transitòria, TVS), dissenyada per evitar possibles errors en cas de sobretensions elèctriques. En un esquema hi pot haver diversos limitadors.
Superfície de la HDA
Sota el circuit integrat hi ha contactes dels motors i els caps. Aquí també es pot veure un forat tècnic gairebé invisible (forat de respiració), que iguala la pressió dins i fora de la zona hermètica de la unitat, destruint el mite que hi ha un buit a l'interior del disc dur. La seva àrea interna està coberta amb un filtre especial que no passa pols i humitat directament al disc dur.
HDA intern
Sota la coberta del bloc hermètic, que és una capa habitual de metall i una junta de goma que el protegeix de la humitat i la pols, hi ha discs magnètics.
També es poden cridar pancakes o bé plaques (plats). Els discs solen ser de vidre o alumini que ha estat pre-polit. Després es cobreixen de diverses capes de diverses substàncies, entre les quals hi ha un ferromagnet: gràcies a ell, és possible enregistrar i emmagatzemar informació en un disc dur. Entre les plaques i per sobre de la cúpula més alta es troben. delimitadors (amortidors o separadors). Igualen el flux d’aire i redueixen el soroll acústic. Normalment de plàstic o d'alumini.
Les plaques separadores, fetes d’alumini, fan un millor treball per reduir la temperatura de l’aire dins de la zona hermètica.
Bloqueig de capçals magnètics
Als extrems dels suports situats a bloc de capçal magnètic (Head Stack Assembly, HSA), es troben els capçals de lectura / escriptura. Quan l’eix es deté, s’hauran de situar a la zona de preparació: aquest és el lloc on es troben els caps del disc dur de treball en el moment en què l’eix no funciona. En alguns HDD, l’aparcament s’aplica a les zones preparatòries de plàstic que es troben fora de les plaques.
Per al funcionament normal del disc dur es requereix el més net possible, l’aire que conté un mínim de partícules estrangeres. Amb el temps, es formen micropartícules de lubricant i metall a l'acumulador. Per emetre'ls, hi ha equips de disc dur filtres de circulació (filtre de recirculació), que recull constantment i reté partícules molt petites de substàncies. S'instal·len en la trajectòria del flux d'aire, que es formen a causa de la rotació de les plaques.
A NZHMD es van establir imants de neodimi capaços d'atraure i mantenir un pes que pot ser 1300 vegades més gran que el seu. El propòsit d’aquests imants al disc dur és limitar el moviment dels capçals mantenint-los sobre creps de plàstic o d’alumini.
Una altra part del conjunt de capçals magnètics és bobina (bobina de veu). Juntament amb els imants, es forma Unitat BMGque, juntament amb BMH, és posicionador (actuador): un dispositiu que mou els caps. El mecanisme de protecció d’aquest dispositiu s’anomena fixador (pestell actuador). Allibera el BMG tan bon punt la claveguera reculli un nombre suficient de revolucions. En el procés d’alliberament s’aplicava la pressió del flux d’aire. La pinça evita qualsevol moviment dels caps en l'estat preparatiu.
A BMG hi haurà un rodament de precisió. Manté la suavitat i la precisió d’aquesta unitat. També hi ha un component d’aliatge d’alumini que s’anomena eix (braç). Al final, en una suspensió de molla, hi ha els caps. Del rocker ve cable flexible (Circuit imprès flexible, FPC) que condueix a la plataforma de contacte que es connecta a la placa electrònica.
Aquí hi ha la bobina, que està connectada al cable:
Aquí podeu veure el rodament:
Aquests són els contactes de BMG:
Junta (junta) ajuda a assegurar una adherència estricta. Per això, l’aire entra a la unitat amb discos i només es dirigeix a través d’un forat que iguala la pressió. Els contactes d'aquest disc es cobreixen amb el millor daurat, que millora la conductivitat.
Muntatge de suport típic:
Al final de la primavera, les suspensions són peces petites - barres de desplaçament (barres de desplaçament). Ajuden a llegir i escriure dades aixecant el cap damunt de les plaques. A les unitats modernes, els caps funcionen a una distància de 5-10 nm de la superfície de les crepes de metall. Els elements de la informació de lectura i escriptura es troben als extrems propis dels lliscadors. Són tan petits que només es poden veure mitjançant un microscopi.
Aquestes peces no són completament planes, ja que tenen sures aerodinàmiques que serveixen per estabilitzar l'alçada del vol del lliscador. L’aire que hi ha a continuació es crea coixí (Air Bearing Surface, ABS), que suporta el vol paral·lel a la superfície de la placa.
Preamplificador - Un xip encarregat de controlar els capçals i d’amplificar el senyal a ells o des d’ells. Es troba directament al BMG, ja que el senyal produïda pels capçals té una potència insuficient (aproximadament 1 GHz). Sense un amplificador a la zona hermètica, es dissiparia simplement en el camí cap al circuit integrat.
Des d’aquest dispositiu, més pistes condueixen als caps que a la zona hermètica. Això s'explica pel fet que el disc dur només pot interactuar amb un d’ells en un moment determinat. El microprocessador envia peticions al preamplificador de manera que seleccioni el cap que necessita. Des del disc fins a cadascun d’ells, hi ha diverses pistes. Són responsables de la connexió a terra, la lectura i l’escriptura, la gestió d’unitats en miniatura, el treball amb equips magnètics especials que poden controlar el control lliscant, que permet augmentar la precisió de la ubicació dels caps. Un d’ells hauria de conduir a un escalfador que reguli l’altura del seu vol. Aquesta construcció funciona així: la calor es transfereix de l'escalfador a la suspensió, que connecta el control lliscant i el balancí. La suspensió es crea a partir d'aliatges que tenen diferents paràmetres d'expansió de la calor entrant. Quan la temperatura puja, es doblega cap a la placa, de manera que es redueix la distància de la mateixa a la capçalera. Quan es redueix la quantitat de calor, es produeix l’efecte contrari: el cap s’allunya del pancake.
Així s’assembla al separador superior:
Aquesta foto conté una zona segellada sense unitat principal i un separador superior. També es pot observar el imant inferior i anell de pressió (Abatible de plats):
Aquest anell conté blocs de pancakes junts, evitant qualsevol moviment relatiu entre si:
Les pròpies plaques estan enganxades eix (eix de claveguera):
Però, què hi ha sota la placa superior:
Com podeu entendre, el lloc per als caps es crea amb l’ajut d’un especial anells separadors (anells separadors). Són peces d'alta precisió que es fabriquen amb aliatges o polímers no magnètics:
A la part inferior de l’HDA hi ha un espai d’equació de pressió situat directament per sota del filtre d’aire. L’aire que es troba fora de la unitat segellada, per descomptat, conté partícules de pols. Per solucionar aquest problema, s'instal·la un filtre multicapes, que és molt més gruixut que el mateix filtre circular. De vegades es poden trobar restes d’un gel de silicat que ha d’absorber tota la humitat:
Conclusió
Aquest article ha proporcionat una descripció detallada del disc dur intern. Esperem que aquest material sigui interessant per a vosaltres i us ajudi a aprendre moltes coses noves del camp dels equips informàtics.
