HDD, қатты диск, қатты диск - бұл барлық белгілі бір сақтау құрылғысының есімдері. Бұл материалда біз осындай дискілердің техникалық негіздері, оларға ақпараттың қалай сақталуы және басқа техникалық нюанстар мен жұмыс қағидалары туралы айтып береміз.
Қатты диск құрылысы
Бұл сақтау құрылғысының толық атауына негізделген - қатты диск (HDD) - оның жұмысының негізінде жатқан нәрсені оңай түсінуге болады. Оны төмен шығындар мен ұзақ мерзімділікке байланысты, бұл жадта әртүрлі компьютерлерде орнатылған: компьютерлер, ноутбуктар, серверлер, планшеттер және т.б. HDD-нің айрықша ерекшелігі - өте үлкен мөлшерде деректерді сақтау мүмкіндігі, ал өте кіші өлшемдерге ие. Төменде біз оның ішкі құрылымын, жұмыс қағидаларын және басқа да ерекшеліктерін суреттейміз. Бастайық!
Қуат бумасы және электроника тақтасы
Жасыл шыны шыны және оған мыс жолдар, сонымен қатар қуат көзі мен SATA ұяшығын жалғау үшін қосқыштар басқару тақтасы (Баспа схемасы, ПКБ). Бұл интегралды схема дискіні компьютермен синхрондау үшін қолданылады және HDD ішіндегі барлық процестерді басқарады. Қара алюминий корпусы және оның ішіндегі нәрсе деп аталады ауа өткізбейтін блок (Head және Disk Assembly, HDA).
Интегралды схеманың ортасында үлкен чип болып табылады микроконтроллер (Micro Controller Unit, MCU). Бүгінгі HDD микропроцессорында екі компонент бар: орталық есептеуіш қондырғысы (Орталық процессорлық блок, процессор), ол барлық есептеулермен айналысады, және арнаны оқу және жазу - аналогтық сигналды басынан бастап дискретті бірге аударатын арнайы құрылғы, керісінше - жазу кезінде сандық-аналогтық. Микропроцессор бар I / O порттары, оның көмегімен ол басқармада орналасқан басқа элементтерді басқарады және SATA байланысы арқылы ақпаратпен алмасады.
Диаграммада орналасқан басқа чип DDR SDRAM (жад микросхемасы) болып табылады. Оның саны қатты диск кэшінің көлемін анықтайды. Бұл чип флэш-дискке ішінара енгізілген микробағдарламаның жадына бөлінеді және процессордың бағдарламалық жасақтама модульдерін жүктеуге қажетті буферлік жады бөлінеді.
Үшінші чип деп аталады қозғалтқышты реттегіш және бастары (Voice Coil Motor контроллері, VCM контроллері). Ол бортында орналасқан қосымша қуат көздерін басқарады. Олар микропроцессормен жұмыс істейді алдын ала реттегішті ауыстырыңыз (алдын ала сүзгіші), тығыздалған бөлікте орналасқан. Бұл контроллер борттың басқа бөліктеріне қарағанда көп күш талап етеді, себебі ол шпиндельді айналдыруға және бастардың қозғалысына жауап береді. Коммутатордың предусилизаторының ядросы 100 ° C дейін қыздыру арқылы жұмыс істей алады! HDD қуаттылса, микроконтроллер флэш-чиптің мазмұнын жадқа шығарады және оған нұсқауларды орындауға кіріседі. Егер код дұрыс жүктелмесе, HDD тіпті жарнаманы бастайды. Сондай-ақ, флэш-жады микроконтроллерге салынуы мүмкін және бортында жоқ.
Картада орналасқан діріл сенсоры (шок сенсоры) шағылу деңгейін анықтайды. Егер ол қарқындылығын қауіпті деп санаса, қозғалтқышқа және бас басқармасының контроллеріне сигнал жіберіледі, содан кейін ол дереу бастарын ұстайды немесе қатты дискінің айналуын тоқтатады. Теорияда бұл механизм қатты дискіні әртүрлі механикалық зақымдан қорғауға арналған, бірақ іс жүзінде онымен жақсы жұмыс істемейді. Сондықтан, қатты дискіні тастау қажет емес, себебі ол діріл сенсорының дұрыс жұмыс істемеуіне әкелуі мүмкін, бұл құрылғының толық жұмыс істемеуіне әкелуі мүмкін. Кейбір қатты дискілерде діріл сезіміне сезімтал датчиктер бар, олар дірілдің ең аз көрінісіне жауап береді. VCM қабылдайтын деректер бастардың қозғалысын реттеуге көмектеседі, сондықтан дискілер кемінде екі осындай сенсормен жабдықталған.
HDD қорғауға арналған тағы бір құрылғы - уақытша кернеу шектегіші (Өтпелі кернеуді басу, TVS), қуаттың шамадан тыс жоғалуы жағдайында ықтимал сәтсіздікке жол бермеуге арналған. Бір схемада осындай шектеулер болуы мүмкін.
HDA беті
Интегралды схема бойынша қозғалтқыштар мен бастардан байланыс бар. Мұнда сіз қатты дискідегі вакуумның мифін бұзып, деректің герметикалық аймағының ішіндегі және сыртындағы қысымды теңестіретін дерлік көрінбейтін техникалық тесігін (тыныс тесіктерін) көре аласыз. Ішкі аумағы шаң мен ылғалдылықты тікелей HDD ішіне өткізбейтін арнайы сүзгіден тұрады.
Ішкі HDA
Металл қаптамасы және оның ылғал мен шаңнан қорғайтын резеңке тығыздағыш болып табылатын герметикалық блоктың қақпағының астында магниттік дискілер бар.
Оларды да шақыруға болады құймақ немесе плиталар (паллет). Дискілер әдетте әйнек немесе алюминийден жасалады, ол алдын ала жалатылған. Содан кейін олар әртүрлі заттардың бірнеше қабатымен жабылған, олардың арасында ферромагнет бар - оған арқасында қатты дискідегі ақпаратты жазуға және сақтауға болады. Пластиналардың арасында және үстіңгі құймақ үстінде орналасқан. шектегіштер (демпфер немесе сепараторлар). Олар ауа ағынын теңестіреді және акустикалық шуды азайтады. Әдетте пластиктен немесе алюминийден жасалған.
Алюминийден жасалған бөлгіш пластиналар герметикалық аймақтың ішіндегі ауа температурасын төмендетуге арналған жақсы жұмыс жасайды.
Магнитті бас блок
Орналасқан жақшалардың соңында магниттік бас блок (Head Stack Assembly, HSA), оқу / жазу бастары орналасқан. Шпиндель тоқтатылғанда, дайындық аймағында орналасуы керек - жұмыс істемейтін қатты дискінің бастары білікше жұмыс істемейтін жерде орналасады. Кейбір қатты дискілерде пластикалық дайындық алаңдарында пластиналардан тыс орналасқан автотұрақ орын алады.
Қатты диск қалыпты жұмыс істеуі үшін мүмкіндігінше таза ауа қажет, кем дегенде шетелдік бөлшектер бар. Уақыт өте келе аккумуляторда майлау және металдың микрочастиктері пайда болады. Оларды шығару үшін HDD жабдықталған айналым сүзгілері (рециркуляция сүзгісі), заттардың өте ұсақ бөлшектерін үнемі жинап, сақтайды. Олар плиталардың айналуына байланысты қалыптасатын ауа ағынының жолында орнатылады.
NZHMD-де өз салмағынан 1300 есе үлкен болуы мүмкін салмақты ұстап тұруға қабілетті неодималы магниттер орнатылған. Бұл магниттердің HDD-дегі мақсаты пластикалық немесе алюминий құймақтарын ұстап, бастарының қозғалысын шектеу.
Магниттік бас корпусының тағы бір бөлігі катушкалар (дауыстық катушкалар). Магниттермен бірге ол пайда болады BMG жетегіол BMH бірге позиционер (Жетек) - бастарды жылжытатын құрылғы. Бұл құрылғының қорғау механизмі шақырылады бекітуші (Жетектің ысырмасы). Шпиндель революцияның жеткілікті мөлшерін алғаннан кейін BMG-ді босатады. Шығару процесінде ауа ағынының қысымы бар. Қысқыш препараттық жағдайда бастардың кез-келген қозғалысына кедергі келтіреді.
BMG астында нақты дәлел болады. Бұл құрылғының тегістігін және дәлдігін сақтайды. Сондай-ақ, алюминий қорытпасынан дайындалған компонент бар ауыртпалық (Қол). Соңында, көктемгі суспензияда - бастар. Рокерден келеді икемді кабель (Икемді баспа схемасы, FPC) электрондық тақтаға қосылатын байланыс алаңына әкеледі.
Міне, кабельге жалғанған катушкалар:
Мұнда сіз мойынтіректі көре аласыз:
Міне, BMG байланыстары:
Тығыздау (тығыздағыш) тығыз ұстауды қамтамасыз етеді. Осының арқасында ауа қысымды теңестіретін тесік арқылы тек қана дискілерге кіреді. Бұл дискінің контактілері өткізгіштігін жақсартатын жақсы алтынмен жабылған.
Типтік кронштейн жинағы:
Көктемгі сусындардың соңында шағын бөліктер - жылжытқыштар (сырғымалар). Олар бастарды пластинадан жоғары көтеріп, деректерді оқуға және жазуға көмектеседі. Қазіргі заманғы дисктерде басшылар металл құймақтарының бетінен 5-10 нм қашықтықта жұмыс істейді. Оқу және жазу туралы ақпарат элементтері сырғытқыштардың ең соңында орналасқан. Олар соншалықты аз, оларды тек микроскоп арқылы көре аласыз.
Бұл бөлшектер толығымен тегіс емес, өйткені олар өздерін аэродинамикалық ойықтары бар, олар жүгірткі ұшу биіктігін тұрақтандыруға қызмет етеді. Төмендегі ауа жасайды жастық (Аэрозольдық беті, ABS), пластинаның бетіне параллель рейсті қолдайды.
Preamp - бастарды басқаруға және оларға немесе олардан сигнал күшейтетін чип. Ол тікелей BMG-де орналасады, себебі бастарының шығарған сигналы жеткіліксіз қуатқа ие (шамамен 1 ГГц). Ерітінді аймағындағы күшейткіш болмаса, бұл жай интегралды схемаға жету жолында жайылып кетеді.
Осы құрылғыдан гравитациялық аймақтан гөрі көбірек жолдар бастарға әкеледі. Бұл қатты дискідегі уақыттың нақты бір нүктесінде олардың тек біреуімен ғана өзара әрекеттесе алатындығы түсіндіріледі. Микропроцессор алдын-ала сұраныс жібереді, ол ол үшін қажетті басы таңдайды. Дискіден олардың әрқайсысына бірнеше жол жүреді. Олар жерге орналастыру, оқу және жазу, миниатюралық дискілерді басқару, сканерді басқара алатын арнайы магниттік жабдықпен жұмыс жасау, бұл бастардың орналасуының дәлдігін арттыруға жауапты. Олардың бірі ұшу биіктігін реттейтін жылытқышқа апаруы керек. Бұл құрылыс келесідей жұмыс істейді: қыздырғыш жылытқыштан суспензеге дейін жылжытылады, ол слайдер мен рокердің қолын біріктіреді. Суспензия кіретін жылудан түрлі кеңейту параметрлері бар қорытпалардан жасалады. Температура көтерілгенде, ол пластинаға қарай итереді, сол арқылы оның қашықтықты азайтады. Жылу мөлшерін азайтқанда, кері әсер пайда болады - басы құймақтағы құсып кетеді.
Жоғарғы сепаратор осылай көрінеді:
Бұл фотосуретте басты бөліксіз және жоғарғы бөлгіш жоқ тығыздалған аймақ бар. Сондай-ақ төменгі магнит пен байқауға болады қысым сақинасы (пышақ қысқышы):
Бұл сақина бір-біріне қатысты қандай да бір қозғалысқа жол бермейтін құймақ блоктарын ұстайды:
Пластиналардың өздері жабылады білікке (шпиндельді тор):
Бірақ жоғарғы тақтайдың астында не бар:
Түсінуіңізше, бастардың орыны арнайы көмегімен жасалады сақиналарды бөлу (аралық сақина). Бұл магниттік емес қорытпалардан немесе полимерлерден жасалған жоғары дәлдіктегі бөлшектер:
HDA төменгі бөлігінде ауа сүзгісінен төмен орналасқан қысымды теңестіру кеңістігі бар. Ауа тығыздалған бөліктен тыс, әрине, шаң бөлшектерін қамтиды. Бұл мәселені шешу үшін бірнеше қабатты сүзгі орнатылды, ол бірдей дөңгелек сүзгіге қарағанда әлдеқайда қалың. Кейде сіз силикат гелінің іздерін таба аласыз, ол барлық ылғалды сіңіреді:
Қорытынды
Бұл мақалада ішкі қатты дискінің толық сипаттамасы берілген. Бұл материал сіз үшін қызықты болды және компьютерлік техника саласынан көптеген жаңа нәрселерді үйренуге көмектесті деп үміттенеміз.
