HDD, hard drive, hard drive - të gjitha këto janë emrat e një pajisjeje ruajtjeje të mirënjohur. Në këtë material do t'ju tregojmë për bazën teknike të disqeve të tilla, për mënyrën se si mund të ruhen informatat për to dhe për nuancat e tjera teknike dhe parimet e funksionimit.
Pajisja e hard drive
Bazuar në emrin e plotë të kësaj pajisje ruajtëse - një hard disk drive (HDD) - ju mund të kuptoni lehtë se çfarë nënkupton punën e saj. Për shkak të kostos së ulët dhe qëndrueshmërisë, këto media magazinimi janë instaluar në kompjutera të ndryshëm: kompjuterë, laptopë, servera, tableta, etj. Një tipar dallues i HDD-së është aftësia për të ruajtur sasi të mëdha të të dhënave, ndërsa kanë përmasa shumë të vogla. Më poshtë përshkruajmë strukturën e saj të brendshme, parimet e punës dhe veçoritë e tjera. Le të fillojmë!
Paketa e energjisë dhe bordi i elektronikës
Gjerë gjurmët e tekstil me fije qelqi dhe bakri mbi të, së bashku me lidhësit për lidhjen e furnizimit me energji dhe SATA socket, janë quajtur bordit të kontrollit (Bordi i Qarkullimit të Shtypur, PCB). Ky qark i integruar përdoret për të sinkronizuar diskun me një kompjuter dhe udhëzon të gjitha proceset brenda HDD-së. Strehimi i zi alumini dhe ajo që ndodhet brenda saj quhet njësi ajrore (Shefi dhe Disk Kuvendi, HDA).
Në qendër të qarkut të integruar është një çip i madh microcontroller (Njësia Mikro Kontrolluese, MCU). Në mikroprocesorin HDD të sotëm përmban dy komponentë: njësi qendrore informatike (Njësia e procesorit qendror, CPU), i cili merret me të gjitha llogaritjet, dhe lexoni dhe shkruani kanalin - një pajisje e veçantë që përkthehet një sinjal analog nga koka në një diskret kur është i zënë me lexim dhe anasjelltas - dixhitale në analog gjatë regjistrimit. Posedon mikroprocesori Portet I / O, me ndihmën e të cilit ai menaxhon elementët e tjerë të vendosur në bordin, dhe kryen shkëmbimin e informacionit nëpërmjet lidhjes SATA.
Çip tjetër, që gjendet në diagram, është një memorie SDRAM DDR (chip kujtese). Numri i saj përcakton vëllimin e kujtesës së hard drive. Ky çip ndahet në kujtesën e firmuerit, pjesërisht të përfshira në flash drive dhe kujtesën e tamponeve të nevojshme për procesorin për të ngarkuar modulet e firmuerit.
Çipi i tretë quhet kontrolli i kontrollit motorik dhe kokat (Kontrolluesi Motor i Zërit të Vegjël, kontrollues VCM). Ai menaxhon furnizime shtesë të energjisë që ndodhen në bordin. Ata janë të mundësuar nga një mikroprocesor dhe kaloni preamplifikues (preamplifier) që përmban një njësi të mbyllur. Ky kontrollues kërkon më shumë fuqi sesa komponentët e tjerë në bordin, pasi ajo është përgjegjëse për rotacionin e gishtit dhe lëvizjen e kokave. Bërthama e preamplifikuesit të kaloni është në gjendje të punojë duke u nxehur në 100 ° C! Kur HDD është mundësuar, mikrokontrollori shkarkon përmbajtjen e chipit flash në memorie dhe fillon ekzekutimin e udhëzimeve në të. Nëse kodi nuk fillon siç duhet, HDD nuk do të jetë në gjendje të nisë promovimin. Gjithashtu, memori flash mund të ndërtohet në mikrokontrollues dhe nuk duhet të përfshihet në tabelë.
E vendosur në hartë sensori i dridhjeve (sensori i goditjes) përcakton nivelin e lëkundjes. Nëse ai e konsideron intensitetin e tij të rrezikshëm, një sinjal do t'i dërgohet kontrolluesit të motorit dhe kontrollit të kokës, pas së cilës ai menjëherë do të parkojë kokat ose do të ndalojë rotacionin e HDD-së krejtësisht. Në teori, ky mekanizëm është projektuar për të mbrojtur HDD nga dëmtimet e ndryshme mekanike, megjithatë, në praktikë kjo nuk funksionon mirë me të. Prandaj, nuk është e nevojshme të heqësh hard drive, sepse mund të çojë në funksionimin joadekuat të sensorit të dridhjeve, gjë që mund të shkaktojë një paaftësi të plotë të pajisjes. Disa HDD kanë sensorë të ndjeshëm ndaj vibracionit që i përgjigjen manifestimit më të vogël të dridhjeve. Të dhënat që VCM merr ndihmon në rregullimin e lëvizjes së kokave, kështu që disqet janë të pajisura me së paku dy sensorë të tillë.
Një tjetër pajisje e projektuar për të mbrojtur HDD - limiter i tensionit të përkohshëm (Shtypja e tensionit të përkohshëm, TVS), i projektuar për të parandaluar dështimin e mundshëm në rast të rrymës së fuqisë. Në një skemë mund të ketë disa kufizues të tillë.
Sipërfaqja e HDA
Nën tabelën e integruar të qarkut janë kontaktet nga motorët dhe kokat. Këtu mund të shihni gjithashtu një vrimë teknike pothuajse të padukshme (vrimë frymëmarrjeje), e cila barazon presionin brenda dhe jashtë zonës hermetike të njësisë, duke shkatërruar mitin se ekziston një vakum brenda hard drive. Sipërfaqja e saj e brendshme është e mbuluar me një filtër të veçantë që nuk kalon pluhur dhe lagështirë direkt në HDD.
HDA e brendshme
Nën mbulesën e bllokut hermetik, i cili është një shtresë e zakonshme metalike dhe një copë litari prej gome që e mbron atë nga lagështia dhe pluhuri, ka disqe magnetike.
Ata gjithashtu mund të thirren pancakes ose pllakat (Platters). Disqet zakonisht janë prej qelqi ose alumini që janë para-lëmuar. Pastaj ata janë të mbuluar me disa shtresa të substancave të ndryshme, ndër të cilat ka një ferromagnet - falë tij, është e mundur të regjistrojnë dhe ruajnë informacionin në një hard disk. Midis pllakave dhe mbi shkumësin më të lartë janë të vendosura. përndarësit (dampers ose separators). Ata barazojnë rrjedhën e ajrit dhe zvogëlojnë zhurmën akustike. Zakonisht e bërë nga plastike ose alumini.
Pllaka ndarëse, të cilat ishin bërë prej alumini, bëjnë një punë më të mirë të uljes së temperaturës së ajrit brenda zonës hermetike.
Bllok Magnetik Shef
Në skajet e kllapave të vendosura në bllok kokë magnetike (Shefi Stack Assembly, HSA), krerët e leximit / shkrimit janë të vendosura. Kur gishti është ndalur, ato duhet të vendosen në zonën përgatitore - ky është vendi ku kryetarët e hard diskit të punës janë të vendosura në momentin kur boshti nuk funksionon. Në disa HDD, parkimi ndodh në fushat përgatitore plastike që ndodhen jashtë pllakave.
Për funksionimin normal të hard disku kërkon aq të pastër që të jetë e mundur, ajri që përmban një minimum prej grimcave të huaja. Me kalimin e kohës, mikroskopet e lubrifikantit dhe metalit formohen në akumulator. Për t'i nxjerrë ato, HDD janë të pajisura filtra të qarkullimit (filtri i recirkulacionit), i cili vazhdimisht grumbullon dhe mban grimca shumë të vogla të substancave. Ata janë të instaluar në rrugën e rrjedhës së ajrit, të cilat janë formuar për shkak të rrotullimit të pllakave.
Në NZHMD vendosni magnete neodymium të aftë për të tërhequr dhe mbajtur një peshë që mund të jetë 1300 herë më e madhe se e vetja. Qëllimi i këtyre magneteve në HDD është të kufizojë lëvizjen e kokat duke i mbajtur ato mbi pancakes plastike ose alumin.
Një pjesë tjetër e asamblesë të kokës magnetike është spirale (spirale zëri). Së bashku me magnet, ajo formon BMG drivei cili, së bashku me BMH është positioner (actuator) - një pajisje që lëviz kokën. Mekanizmi mbrojtës për këtë pajisje quhet bllokohet (shulat e aktorit). Lëshon BMG sa më shpejt që gishti merr një numër të mjaftueshëm të revolucioneve. Në procesin e lirimit përfshihej presioni i rrjedhës së ajrit. Shtrëngimi pengon çdo lëvizje të kokave në gjendjen përgatitore.
Nën BMG do të ketë një saktësi. Mirëmban dhe saktësinë e kësaj njësie. Ekziston edhe një përbërës i bërë nga aliazh alumini, i cili quhet pendë (Krahu). Në fund të saj, në një pezullim pranveror, janë kokat. Nga karriget lëkundëse kabllo fleksibël (Circuit Printed Flexible, FPC) që çon në pad kontaktues që lidhet me bordin e elektronikës.
Këtu është spiralja, e cila është e lidhur me kabllo:
Këtu ju mund të shihni ndikimin:
Këtu janë kontaktet e BMG:
copë litari (copë litari) ndihmon në sigurimin e një rrokjeje të shtrënguar. Për shkak të kësaj, ajri hyn në njësi me disqe dhe kryeson vetëm përmes një vrime që barazon presionin. Kontaktet e këtij disku janë të mbuluara me dorheqjen më të mirë, gjë që përmirëson përçueshmërinë.
Asamble tipike mbajtëse:
Në fund të pezullimit pranverë janë pjesë të vogla - sliders (Sliders). Ato ndihmojnë për të lexuar dhe shkruar të dhënat duke hequr kokën mbi pllakat. Në drejtimet moderne, krerët punojnë në një distancë prej 5-10 nm nga sipërfaqja e pancakes metalike. Elementet e leximit dhe të shkrimit të informacionit janë të vendosura në skajet e skajshme. Ato janë aq të vogla sa mund t'i shohësh vetëm duke përdorur një mikroskop.
Këto pjesë nuk janë plotësisht të sheshtë, pasi ato kanë në vetvete groove aerodinamike, të cilat shërbejnë për të stabilizuar lartësinë e fluturimit të slider. Ajri poshtë tij krijon jastëk (Air Bearing Surface, ABS), i cili mbështet fluturimin paralel me sipërfaqen e pllakës.
preamplifier - një çip që është përgjegjës për kontrollin e kokave dhe amplifikimin e sinjalit tek ata ose prej tyre. Ajo është e vendosur direkt në BMG, sepse sinjali i prodhuar nga kokat ka fuqi të pamjaftueshme (rreth 1 GHz). Pa një amplifikator në zonën hermetike, thjesht do të zhduket në rrugën drejt qarkut të integruar.
Nga kjo pajisje, më shumë këngë të çojnë në koka sesa në zonën hermetike. Kjo shpjegohet me faktin se hard disk mund të ndërveprojë me vetëm një prej tyre në një pikë të caktuar në kohë. Mikroprocesori i dërgon kërkesa preampës në mënyrë që të zgjedhë kokën që i nevojitet. Nga disku në secilën prej tyre shkon në disa këngë. Ata janë përgjegjës për argumentim, lexim dhe shkrim, menaxhimin e disqeteve miniaturë, duke punuar me pajisje të veçanta magnetike që mund të kontrollojnë slider, e cila lejon për të rritur saktësinë e vendndodhjes së krerëve. Një prej tyre duhet të çojë në një ngrohës që rregullon lartësinë e fluturimit të tyre. Kjo ndërtesë punon si kjo: ngrohja është transferuar nga ngrohësi në pezullim, e cila lidh slider dhe krahun karrige lëkundëse. Pezullimi është krijuar nga lidhjet që kanë parametra të ndryshëm të zgjerimit nga nxehtësia hyrëse. Kur temperatura ngrihet, ajo bends drejt pjatë, duke zvogëluar distancën nga ajo në kokë. Kur redukton sasinë e nxehtësisë, ndodh efekti i kundërt - kokën largohet nga zbritja.
Kjo është mënyra se si duket ndarja e lartë:
Kjo foto përmban një zonë të mbyllur pa një njësi kokë dhe një ndarje të sipërme. Gjithashtu mund të vëreni magnetin më të ulët dhe unazë presioni (pirg pllakash):
Ky unazë mban blloqe të pancakes së bashku, duke parandaluar çdo lëvizje në lidhje me njëri-tjetrin:
Pllakat vetë janë të lidhura bosht (shpërndarja e gishtit):
Por ajo që është nën pllakën e lartë:
Siç mund ta kuptoni, vendi për kokat krijohet me ndihmën e veçantë unaza ndarëse (unaza spacer). Këto janë pjesë me saktësi të lartë që janë bërë nga lidhjet jo-magnetike ose polimeret:
Në fund të HDA ekziston një hapësirë e barazimit të presionit që ndodhet direkt nën filtrin e ajrit. Ajri që është jashtë njësisë së mbyllur sigurisht përmban grimca pluhuri. Për të zgjidhur këtë problem, është instaluar një filtër me shumë shtresa, i cili është shumë më i trashë se i njëjti filtër rrethor. Ndonjëherë mund të gjesh gjurmë të një xhake silikati, e cila duhet të thithë gjithë lagështinë:
përfundim
Ky artikull ka dhënë një përshkrim të hollësishëm të HDD-së së brendshme. Shpresojmë që ky material ishte interesant për ju dhe ndihmoi të mësoni shumë gjëra të reja nga fusha e pajisjeve kompjuterike.
