HDD, hard disk, hard disk - të gjithë këta janë emrat e një pajisje të mirënjohur për ruajtjen e të dhënave. Në këtë material do t'ju tregojmë për bazën teknike të njësive të tilla, për mënyrën sesi mund të ruhen informacionet në to, dhe për nuancat e tjera teknike dhe parimet e funksionimit.
Pajisja e diskut të ngurtë
Bazuar në emrin e plotë të kësaj pajisje ruajtëse - një hard disk (HDD) - lehtë mund të kuptoni se çfarë qëndron në zemër të punës së saj. Për shkak të lirëësisë dhe qëndrueshmërisë së tyre, këto media ruajtëse janë instaluar në kompjuterë të ndryshëm: PC, laptopë, serverë, tablet, etj. Një tipar dallues i HDD është aftësia për të ruajtur sasi të mëdha të të dhënave, ndërsa ka dimensione shumë të vogla. Më poshtë do të flasim për strukturën e saj të brendshme, parimet e funksionimit dhe veçoritë e tjera. Le të fillojmë!
Hermoblock dhe bordi elektronik
Gjurmët e qelqit me fije qelqi dhe bakri në të, së bashku me lidhësit për lidhjen e furnizimit me energji elektrike dhe fole SATA, quhen bordi i kontrollit (Bordi i Qarkut i Shtypur, PCB). Ky qark i integruar shërben për të sinkronizuar funksionimin e diskut me një PC dhe menaxhimin e të gjitha proceseve brenda HDD. Caseështja e zezë e aluminit dhe ajo që është brenda quhet njësi e mbyllur (Shefi dhe Kuvendi i Disqeve, HDA).
Në qendër të qarkut të integruar është një çip i madh - kjo microcontroller (Njësia e Mikro Kontrolluesve, MCU). Në HDD-në e sotme, mikroprocesori përmban dy përbërës: njësi informatike qendrore (Njësia Qendrore e Procesorit, CPU), e cila merret me të gjitha llogaritjet, dhe lexoni dhe shkruani kanalin - një pajisje e veçantë që shndërron një sinjal analog nga një kokë në një diskrete kur është i zënë me leximin, dhe anasjelltas - dixhital në analog gjatë regjistrimit. Mikroprocesori ka portet hyrëse / dalëseme anë të të cilave ai menaxhon elementet e mbetura të vendosura në tabelë dhe shkëmben informacione përmes lidhjes SATA.
Një çip tjetër i vendosur në qark është DDR SDRAM (çip memorie). Shuma e tij përcakton vëllimin e cache-it të hard drive-it. Ky çip ndahet në memorjen e firmware-it, i përmbajtur pjesërisht në flash drive, dhe tampon i nevojshëm nga procesori për të ngarkuar modulet e firmware-it.
Chipi i tretë quhet kontrollues motori dhe koka (Kontrollues Motor Voice Coil, kontrollues VCM). Ajo menaxhon burime shtesë të energjisë që janë të vendosura në tabelë. Ata mundësohen nga një mikroprocesor dhe ndërprerësi preampa (paramplifikuesi) që përmbahet në njësinë e mbyllur. Ky kontrollues kërkon më shumë energji sesa përbërësit e tjerë në tabelë, pasi është përgjegjës për rrotullimin e gishtit dhe lëvizjen e kokat. Bërthama e ndërprerësit parafjalës është në gjendje të funksionojë kur nxehet në 100 ° C! Kur furnizohet me energji elektrike nga HDD, mikrokontrolluesi shkarkon përmbajtjen e çipit flash në memorje dhe fillon të ekzekutojë udhëzimet e përcaktuara në të. Nëse kodi nuk arrin të ngarkojë siç duhet, HDD nuk do të jetë në gjendje të fillojë promovimin. Gjithashtu, memorja flash mund të integrohet në mikrokontrollues, dhe të mos përmbahet në tabelë.
E vendosur në qark sensori i dridhjes (sensori i shokut) përcakton nivelin e lëkundjes. Nëse ai e konsideron intensitetin e tij të rrezikshëm, një sinjal do t'i dërgohet kontrollorit të motorit dhe kontrollit të kokës, pas së cilës ai menjëherë parkon kokat ose ndalon plotësisht rotacionin e HDD. Në teori, ky mekanizëm është krijuar për të mbrojtur HDD nga dëmtimet e ndryshme mekanike, megjithëse në praktikë nuk funksionon shumë për të. Prandaj, nuk duhet ta hidhni hard diskun, sepse kjo mund të çojë në funksionimin joadekuat të sensorit të dridhjes, i cili mund të shkaktojë një mosveprim të plotë të pajisjes. Disa HDD kanë sensorë që janë mbindjesiv ndaj dridhjeve, të cilat i përgjigjen manifestimit të tij më të vogël. Të dhënat që merr VCM ndihmojnë në rregullimin e lëvizjes së kokat, kështu që disqet janë të pajisur me të paktën dy nga këta sensorë.
Një pajisje tjetër e krijuar për të mbrojtur HDD është kufizues i tensionit kalimtar (Suppression Voltage Voltage, TVS), i krijuar për të parandaluar dështimin e mundshëm në rast të rritjeve të energjisë. Mund të ketë disa kufizues të tillë në një qark.
Sipërfaqja e Hermobllokut
Nën tabelën e qarkut të integruar ka kontakte nga motorë dhe koka. Këtu mund të shihni një vrimë teknike pothuajse të padukshme (vrimë frymë), e cila barazon presionin brenda dhe jashtë zonës së mbyllur të njësisë, duke shkatërruar mitin se ekziston një vakum brenda hard disk. Zona e saj e brendshme është e mbuluar me një filtër të veçantë që nuk kalon pluhur dhe lagështi direkt në HDD.
Rrjeta Hermobike
Nën mbulesën e njësisë së mbyllur, që është një shtresë e rregullt prej metali dhe një copë litari gome që e mbron atë nga lagështia dhe pluhuri, ka disqe magnetike.
Ata gjithashtu mund të quhen pancakes ose pllakat (Platters). Disqet zakonisht bëhen prej qelqi ose alumini që është para-lëmuar. Pastaj ato janë të mbuluara me disa shtresa të substancave të ndryshme, midis të cilave ekziston edhe një ferromagnet - falë tij ekziston aftësia për të regjistruar dhe ruajtur informacionin në një disk të vështirë. Midis pllakave dhe sipër petullës së sipërme janë përndarësit (prishës ose ndarës). Ata madje dalin nga flukset e ajrit dhe zvogëlojnë zhurmën akustike. Zakonisht bëhet prej plastike ose alumini.
Pllaka ndarëse, të cilat ishin bërë prej alumini, përballojnë më mirë uljen e temperaturës së ajrit brenda zonës së mbyllur.
Blloku magnetik i kokës
Në skajet e kllapave të vendosura në bllok magnetik i kokës (Shefi Stack Assembly, HSA), kokat e leximit / shkrimit janë të vendosura. Kur gypi është i ndalur, ato duhet të jenë në zonën e gatimit - ky është vendi ku kokat e një disku të vështirë punojnë në një kohë kur boshti nuk po funksionon. Në disa HDD, parkimi zhvillohet në zonat e përgatitjes plastike që ndodhen jashtë pllakave.
Për funksionimin normal të hard diskut, kërkohet sa më shumë ajër i pastër që përmban minimumin e grimcave të huaja. Me kalimin e kohës, mikroprotekulat e lubrifikantit dhe formës metalike në makinë. Për t'i prodhuar ato, HDD-të janë të pajisura filtrat e qarkullimit (filtri i recirkulimit), të cilat vazhdimisht mbledhin dhe bllokojnë grimcat shumë të vogla të substancave. Ata janë instaluar në shtegun e rrymave të ajrit, të cilat formohen për shkak të rrotullimit të pllakave.
Magnet neodymium janë instaluar në HDD, të cilat mund të tërheqin dhe mbajnë një peshë që mund të jetë 1300 herë më shumë se e veta. Qëllimi i këtyre magneteve në HDD është të kufizojë lëvizjen e kokat duke i mbajtur ato sipër pancakes plastike ose alumini.
Një pjesë tjetër e bllokut magnetik të kokës është spirale (spirale zëri). Së bashku me magnet, ajo formohet Makinë BMGqë së bashku me BMG është positioner (aktivizuesi) - një pajisje që lëviz kokat. Mekanizmi mbrojtës për këtë pajisje quhet lock (shul aktuatori). Liron BMG sapo gishti të ketë fituar shpejtësi të mjaftueshme. Në procesin e lëshimit, presioni i ajrit është i përfshirë. Kyçja parandalon çdo lëvizje të kokat në gjendjen e përgatitjes.
Nën BMG do të jetë një mbajtës preciz. Ai mban qetësinë dhe saktësinë e kësaj njësie. Ekziston edhe një pjesë e bërë nga aliazh alumini, e cila quhet pendë (Krahu). Në fund të saj, në një pezullim pranveror, kokat janë të vendosura. Nga lëkundësi shkon kabllo fleksibël (Qarku fleksibël i shtypur, FPC), që çon në jastëkun që lidhet me tabelën elektronike.
Këtu është mbështjellja që është e lidhur me kabllo:
Këtu mund të shihni kushinetat:
Këtu janë kontaktet e BMG:
copë litari (copë litari) ndihmon në sigurimin e një kontrolli të ngushtë. Për shkak të kësaj, ajri futet në njësi me disqe dhe koka vetëm përmes një hapjeje që barazon presionin. Kontaktet e këtij disku janë të veshura me prarim më të mirë, gjë që përmirëson përçueshmërinë.
Asamble tipike e kllapave:
Në skajet e pranverës pezullimet janë pjesë të vogla - sliders (Sliders). Ato ndihmojnë për të lexuar dhe shkruar të dhëna duke ngritur kokën sipër pllakave. Në disqet moderne, kokat punojnë në një distancë prej 5-10 nm nga sipërfaqja e petullave metalike. Elementet për leximin dhe shkrimin e informacionit gjenden në skajet e rrëshqitësve. Ata janë aq të vegjël saqë mund të shihen vetëm duke përdorur mikroskop.
Këto pjesë nuk janë absolutisht të sheshta, pasi ato kanë groove aerodinamike mbi to, të cilat shërbejnë për të stabilizuar lartësinë e fluturimit të rrëshqitësit. Ajri nën të krijon jastëk (Sipërfaqja e kushinetave të ajrit, ABS), e cila mbështet sipërfaqet paralele të fluturimit.
preamplifier - një çip përgjegjës për kontrollin e kokat dhe amplifikimin e sinjalit në ose prej tyre. Ndodhet drejtpërdrejt në BMG, sepse sinjali që prodhojnë kokat ka fuqi të pamjaftueshme (rreth 1 GHz). Pa një përforcues në një zonë të mbyllur, thjesht do të shpërndahej përgjatë rrugës për në qarkun e integruar.
Nga kjo pajisje drejt kokat ka më shumë gjurmët sesa në zonën e ngushtë. Kjo shpjegohet me faktin se një hard disk mund të bashkëveprojë vetëm me njërën prej tyre në një moment të caktuar kohor. Mikroprocesori dërgon kërkesa te para-përforcuesi në mënyrë që të zgjedh kokën e dëshiruar. Nga disku tek secila prej tyre ka disa këngë. Ata janë përgjegjës për tokëzimin, leximin dhe shkrimin, kontrollin e disqet miniaturë, punën me pajisje magnetike speciale që mund të kontrollojnë rrëshqitësin, i cili lejon të rritet saktësia e kokat. Njëri prej tyre duhet të çojë në një ngrohës, i cili rregullon lartësinë e fluturimit të tyre. Ky dizajn funksionon si ky: nxehtësia transferohet nga ngrohësi në pezullim, i cili lidh rrëshqitësin dhe karremin. Pezullimi është krijuar nga lidhjet që kanë parametra të ndryshëm të zgjerimit nga nxehtësia në hyrje. Me rritjen e temperaturës, ajo përkulet drejt pllakës, duke zvogëluar kështu distancën nga ajo në kokë. Me një rënie të sasisë së nxehtësisë, ndodh efekti i kundërt - koka lëviz larg nga zbritja.
Kështu duket ndarësi i lartë:
Në këtë foto ka një zonë të ngushtë pa një kokë dhe një ndarës të sipërm. Ju gjithashtu mund të vini re magnet më të ulët dhe unaza e presionit (pirg i plaçkitës):
Kjo unazë mban blloqe pancake së bashku, duke parandaluar çdo lëvizje në lidhje me njëra-tjetrën:
Pllaka vetë është e mbështjellë bosht (qendër spindle):
Dhe ja çfarë është nën pllakën e sipërme:
Siç mund ta shihni, vendi për kokat është krijuar duke përdorur speciale unaza spacer (unaza spacer). Këto janë pjesë me precizion të lartë që janë bërë nga lidhjet ose polimeret jo magnetike:
Në fund të njësisë së presionit ka një hapësirë për barazimin e presionit, e vendosur direkt nën filtrin e ajrit. Ajri që është jashtë njësisë së mbyllur, natyrisht, 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 mbi të mund të gjenden gjurmë të xhelit silikat, i cili duhet të thithë tërë lagështinë në vetvete:
Përfundim
Ky artikull jepte një përshkrim të hollësishëm të brendshëm të HDD. Shpresojmë që ky material të ishte interesant për ju dhe ndihmoi të mësoni shumë nga fusha e pajisjeve kompjuterike.
