Na co se skládá pevný disk?
Pevný disk, pevný disk - to vše jsou názvy jednoho známého úložného zařízení. V tomto materiálu vám povíme o technickém základu takových pohonů, o tom, jak mohou být na nich uloženy informace ao dalších technických odstínech a zásadách provozu.
Obsah
Zařízení s pevným diskem
Na základě úplného názvu tohoto úložného zařízení - pevného disku (HDD) - můžete bez námahy pochopit, co je základem jeho práce. Vzhledem k nízkým nákladům a trvanlivosti jsou tato paměťová média nainstalována do různých počítačů: počítačů, notebooků, serverů, tablet atd. Výraznou vlastností HDD je schopnost ukládat obrovské množství dat, přičemž má velmi malé rozměry. Níže popisujeme její vnitřní strukturu, principy práce a další rysy. Začněme!
Napájecí zdroj a deska elektroniky
Zelené sklolaminátové a měděné dráhy na něm spolu s konektory pro připojení napájecího zdroje a konektoru SATA se nazývají Deska s plošnými spoji (PCB). Tento integrovaný obvod se používá k synchronizaci disku s počítačem a vedení všech procesů uvnitř pevného disku. Černé hliníkové těleso a to, co je uvnitř, se nazývá uzavřená jednotka (Head and Disk Assembly, HDA).
Ve středu integrovaného obvodu je velký čip - jedná se o mikrokontrolér (Micro Controller Unit, MCU). V dnešních pevných discích obsahuje mikroprocesor dvě složky: centrální výpočetní jednotku (Centrální procesorová jednotka, CPU), která provádí všechny výpočty, a čtecí a zapisovací kanál , speciální zařízení, které přenáší analogový signál z hlavy na diskrétní, když je zaneprázdněn a naopak digitální na analogové při nahrávání. Mikroprocesor má vstupní / výstupní porty , s kterými řídí ostatní prvky umístěné na desce a provádí výměnu informací prostřednictvím spojení SATA.
Druhý čip, umístěný na schématu, je paměť DDR SDRAM (paměťový čip). Jeho číslo určuje objem mezipaměti pevného disku. Tento čip je rozdělen na paměť firmwaru, částečně obsaženou v jednotce flash, a vyrovnávací paměť, kterou procesor potřebuje k načtení firmwarových modulů.
Třetí čip se nazývá řídicí jednotka motoru s hlasovou cívkou (regulátor VCM). Řídí další napájecí zdroje, které jsou umístěny na desce. Jsou napájeny mikroprocesorem a spínačem předzesilovače obsaženým v uzavřené jednotce. Tento regulátor vyžaduje více energie než ostatní součásti na desce, protože je odpovědný za otáčení vřetena a pohyb hlavy. Jádro přepínacího předzesilovače je schopno pracovat při ohřátí na 100 ° C! Když je HDD napájen, mikrokontrolér uvolní obsah flash čipu do paměti a začne provádět instrukce v něm. Pokud se kód nezdaří správně načíst, HDD dokonce nebude moci začít propagovat. Také může být do mikrokontroléru zabudována flash paměť a nesmí být obsažena na desce.
Šokový snímač umístěný na diagramu určuje úroveň otřesů. Pokud se domnívá, že je intenzita nebezpečná, vysílá se do řídící jednotky motoru a řídící jednotky signál, po kterém okamžitě zaparkuje hlavy nebo úplně zastaví otáčení HDD. Teoreticky je tento mechanismus navržen tak, aby chránil HDD před různými mechanickými poškozeními, avšak v praxi to s ním nefunguje. Proto není nutné vypustit pevný disk, protože může vést k nedostatečnému provozu čidla vibrací, což může způsobit úplnou nefunkčnost zařízení. Některé jednotky HDD mají senzory přecitlivělé na vibrace a reagují na nejmenší projev vibrací. Data, která přijímá VCM, pomáhají při úpravě pohybu hlav, takže disky jsou vybaveny alespoň dvěma takovými snímači.
Dalším zařízením určeným k ochraně pevného disku je přechodový napěťový supresor (TVS), který je navržen tak, aby zabránil možnému selhání v případě výboje napájení. V jednom schématu může být několik takových omezovačů.
Povrch HDA
Pod deskou integrovaných obvodů jsou kontakty z motorů a hlav. Zde je také vidět téměř neviditelná technická díra (dýchací otvor), která vyrovnává tlak uvnitř a vně hermetické zóny jednotky a ničí mýtus, že uvnitř pevného disku je vakuum. Vnitřní oblast je pokrytá speciálním filtrem, který neproudí prach a vlhkost přímo do pevného disku.
Interní HDA
Pod krytem hermetického bloku, což je obvyklá kovová vrstva a gumové těsnění, které chrání před vlhkostí a prachem, jsou magnetické disky.
Mohou být také nazývány palačinky nebo talíře . Disky jsou obvykle vyrobeny ze skla nebo hliníku, které byly předem leštěné. Pak jsou pokryty několika vrstvami různých látek, mezi něž patří feromagnet - díky němu je možné zaznamenávat a ukládat informace na pevný disk. Klapky nebo oddělovače se nacházejí mezi deskami a nad nejvyšším plackem. Vyrovnávají tok vzduchu a snižují akustický zvuk. Obvykle z plastu nebo hliníku.
Oddělovací desky, které byly vyrobeny z hliníku, mají lepší úlohu při snižování teploty vzduchu uvnitř hermetické zóny.
Magnetický blok hlavy
Na koncích držáků umístěných v bloku magnetických hlav (HSA) jsou umístěny čtecí / zapisovací hlavy. Když je vřeteno zastaven, měli by být v přípravné oblasti - to je místo, kde jsou hlavy pracovního pevného disku umístěny v době, kdy hřídel nefunguje. U některých pevných disků dochází k parkování na plastových preparativních oblastech, které se nacházejí mimo desky.
Pro normální provoz na pevném disku je třeba co nejčistší, obsahující minimální cizí částice. Časem se v akumulátoru vytvářejí mikročástice maziva a kovu. Výstupy jsou vybaveny recirkulačními filtry , které neustále sbírají a uchovávají velmi malé částice látek. Jsou instalovány v cestě proudění vzduchu, které jsou vytvořeny díky otáčení desek.
V NZHMD instalujte neodymové magnety, které mohou přilákat a udržet váhu, která může být 1300krát větší než její vlastní. Účelem těchto magnetů na pevném disku je omezit pohyb hlavic tím, že je drží na plastových nebo hliníkových plackách.
Další částí magnetické hlavy je hlasová cívka. Spolu s magnety vytváří pohon BMG , který společně s BMG tvoří pohon (pohon) - zařízení, které pohání hlavy. Ochranný mechanismus pro toto zařízení se nazývá západka (západka pohonu). Osvobozuje BMG, jakmile vřeteno zvedne dostatečný počet otáček. Při procesu uvolňování se jednalo o tlak vzduchu. Svorka zabraňuje jakémukoli pohybu hlavy v přípravném stavu.
Pod BMG bude přesné ložisko. Zachovává hladkost a přesnost tohoto přístroje. K dispozici je také součást z hliníkové slitiny, která se nazývá paprsek . Na svém konci jsou na pružinovém závěsu umístěny hlavy. Ohebný kabel (Flexibilní tištěný obvod, FPC) vede z kyvného ramene k kontaktní ploše, která je připojena k desce elektroniky.
Zde je cívka, která je připojena k kabelu:
Zde vidíte ložisko:
Zde jsou kontakty BMG:
Těsnění zajišťuje pevné uchopení. Z tohoto důvodu vzduch vstupuje do jednotky s disky a hlavami pouze přes otvor, který vyrovnává tlak. Kontakty tohoto disku jsou pokryty nejjemnějším zlacením, což zlepšuje vodivost.
Typická sestava držáku:
Na konci pružinového závěsu jsou malé části - posuvníky (posuvníky). Pomáhají číst a zapisovat data zvednutím hlavy nad deskami. V moderních pohonech pracují hlavy ve vzdálenosti 5-10 nm od povrchu kovových placinek. Prvky informací o čtení a zápisu jsou umístěny na konec posuvníků. Jsou tak malé, že je lze vidět pouze pomocí mikroskopu.
Tyto části nejsou zcela ploché, protože mají na sebe aerodynamické drážky, které slouží k stabilizaci výšky letu jezdce. Vzduch pod ním vytváří polštář (Air Bearing Surface, ABS), který udržuje let rovnoběžný s povrchem desky.
Předzesilovač je čip, který je zodpovědný za ovládání hlav a zesílení signálu k nim nebo z nich. Je umístěn přímo v BMG, protože signál generovaný hlavami má nedostatečný výkon (asi 1 GHz). Bez zesilovače v utěsněné zóně by se prostě rozptýlil na cestě k integrovanému obvodu.
Z tohoto zařízení je více stop k hlavám než k hermetické zóně. To se vysvětluje skutečností, že pevný disk může komunikovat pouze s jedním z nich v určitém okamžiku. Mikroprocesor pošle požadavky na předzesilovač tak, aby vybíral potřebnou hlavu. Z disku na každý z nich je několik stop. Jsou odpovědní za uzemnění, čtení a zápis, správu miniaturních pohonů a práci se speciálním magnetickým zařízením, které ovládají posuvník, což umožňuje zvýšit přesnost umístění hlav. Jeden z nich by měl vést k ohřívači, který reguluje výšku letu. Tato konstrukce funguje takto: teplo je přenášeno z ohřívače na závěs, který spojuje posuvník a houpací rameno. Suspenze je vytvořena ze slitin, které mají odlišné expanzní parametry od příchozího tepla. Když teplota stoupá, ohýbá se směrem k desce, čímž se zmenší její vzdálenost od hlavy k hlavě. Při snižování množství tepla se objevuje opačný efekt - hlava se pohybuje od plastu.
Tak vypadá horní oddělovač:
Tato fotografie obsahuje zapečetěnou oblast bez hlavy a horní oddělovač. Můžete si také všimnout spodního magnetu a upínacího kroužku (upínací svorky):
Tento prstenec drží bloky palačinek dohromady a zabraňuje jakémukoli vzájemnému pohybu:
Samotné desky jsou navlečeny na vřetenovém náboji:
Ale co je pod vrchní deskou:
Jak je vidět, prostor pro hlavy je vytvořen pomocí speciálních dělicích kroužků (distančních kroužků). Jedná se o vysoce přesné součásti vyrobené z nemagnetických slitin nebo polymerů:
Ve spodní části HDA je umístěn vyrovnávací prostor tlaku umístěný přímo pod vzduchovým filtrem. Vzduch, který je mimo uzavřenou jednotku, samozřejmě obsahuje částice prachu. K vyřešení tohoto problému je nainstalován vícevrstvý filtr, který je mnohem silnější než stejný kruhový filtr. Někdy najdete na sobě stopy silikátového gelu, který by měl absorbovat veškerou vlhkost:
Závěr
Tento článek poskytuje podrobný popis vnitřního pevného disku. Doufáme, že tento materiál byl pro vás zajímavý a pomohl se dozvědět spoustu nových věcí z oblasti počítačového vybavení.