HDD, disco duro, disco duro: todos estes son os nomes dun dispositivo de almacenamento coñecido. Neste material falaremos sobre as bases técnicas destas unidades, sobre como se pode almacenar a información neles e sobre os outros matices técnicos e principios de funcionamento.
Dispositivo de disco duro
Baseado no nome completo deste dispositivo de almacenamento - unha unidade de disco duro (HDD) - pode comprender sen esforzo o que subxace ao seu traballo. Debido ao seu baixo custo e durabilidade, estes soportes de almacenamento están instalados en varios ordenadores: PC, portátiles, servidores, tablets, etc. Unha característica distintiva do disco duro é a capacidade de almacenar grandes cantidades de datos, aínda que posúe dimensións moi pequenas. A continuación describimos a súa estrutura interna, os seus principios de traballo e outras características. Empecemos!
Power pack e tarxeta electrónica
As pistas verdes de fibra de vidro e cobre nelas, xunto cos conectores para conectar a fonte de alimentación e a toma SATA, son chamadas tarxeta de control (Placa de circuito impreso, PCB). Este circuíto integrado úsase para sincronizar o disco cun PC e guiar todos os procesos dentro do HDD. Chámase a carcasa de aluminio negro e o que está no seu interior Unidade hermética (Asemblea de cabezas e discos, HDA).
No centro do circuíto integrado hai un gran chip microcontrolador (Micro Controller Unit, MCU). No disco duro de hoxe o microprocesador contén dous compoñentes: Unidade informática central (Central Processor Unit, CPU), que trata de todos os cálculos e canle de lectura e escritura - un dispositivo especial que traduce un sinal analóxico da cabeza a un discreto cando está ocupado lendo e viceversa: dixital a analóxico durante a gravación. O microprocesador posúe Portos de E / S, coa axuda da cal xestiona os outros elementos situados no taboleiro e realiza o intercambio de información a través da conexión SATA.
O outro chip, situado no diagrama, é unha memoria DDR SDRAM (chip de memoria). O seu número determina o volume da caché do disco duro. Este chip divídese na memoria do firmware, parcialmente contida na unidade flash, e na memoria tampón necesaria para que o procesador cargue os módulos de firmware.
Chámase o terceiro chip controlador e cabezas de control de motor (Controlador de motor de voz en bobina, controlador VCM). Xestiona fontes de alimentación adicionais que se atopan no taboleiro. Son alimentados por un microprocesador e preamplificador de conmutación (preamplificador) contido nunha unidade selada. Este controlador require máis potencia que os outros compoñentes do taboleiro, xa que é responsable da rotación do eixe e do movemento das cabezas. O núcleo do preamplificador de conmutación é capaz de funcionar se se quenta a 100 ° C. Cando o disco duro está alimentado, o microcontrolador descarga os contidos do chip flash na memoria e comeza a executar as instrucións nel. Se o código non se inicia correctamente, o HDD nin sequera poderá iniciar a promoción. Ademais, a memoria flash pode integrarse no microcontrolador e non estar incluída no taboleiro.
Situado no mapa sensor de vibración (sensor de choque) determina o nivel de axitación. Se considera que a súa intensidade é perigosa, enviarase un sinal ao controlador do motor e do control de cabeza, tras o cal parará inmediatamente as cabezas ou deterá a rotación do disco duro. En teoría, este mecanismo está deseñado para protexer o disco duro con varios danos mecánicos, pero na práctica non funciona ben. Polo tanto, non é necesario soltar o disco duro, xa que pode provocar un funcionamento inadecuado do sensor de vibración, o que pode causar unha inoperabilidade completa do dispositivo. Algúns discos duros teñen sensores sensibles á vibración que responden á menor manifestación de vibración. Os datos que recibe o VCM axuda a axustar o movemento das cabezas, polo que os discos están equipados con polo menos dous deses sensores.
Outro dispositivo deseñado para protexer o disco duro limitador de tensión transitoria (Supresión de tensión transitoria, TVS), deseñada para evitar posibles fallos en caso de sobretensións. Nun esquema pode haber varios limitadores.
Superficie da HDA
Baixo o circuíto integrado hai contactos dos motores e as cabezas. Aquí tamén se pode ver un buraco técnico case invisible (hoyo respiratorio), que iguala a presión dentro e fóra da zona hermética da unidade, destruíndo o mito de que hai un baleiro dentro do disco duro. A súa área interna está cuberta cun filtro especial que non pasa o po e a humidade directamente no disco duro.
HDA interno
Baixo a tapa do bloque hermético, que é unha capa de metal habitual e unha xunta de goma que o protexe da humidade e do po, hai discos magnéticos.
Tamén poden ser chamados panquecas ou placas (platos). Os discos son normalmente feitos de vidro ou aluminio pre-pulido. Entón están cubertos con varias capas de diversas substancias, entre as que hai un ferromagnet - grazas a el, é posible gravar e almacenar información nun disco duro. Entre as placas e por riba da panqueca superior atópanse. delimitadores (amortecedores ou separadores). Igualan o fluxo de aire e reducen o ruído acústico. Xeralmente feito de plástico ou aluminio.
As placas de separación, feitas de aluminio, fan un mellor traballo para reducir a temperatura do aire dentro da zona hermética.
Bloque magnético
Nos extremos dos soportes situados en bloque magnético (Head Stack Assembly, HSA), sitúanse cabezas de lectura / escritura. Cando o husillo estea parado, deberían estar situados na área preparatoria: este é o lugar onde se atopan as cabezas do disco duro de traballo no momento en que o eixe non funciona. Nalgúns discos duros, o aparcamento ocorre en áreas preparatorias de plástico que se atopan fóra das placas.
Para o funcionamento normal do disco duro require o máis limpo posible, o aire que contén un mínimo de partículas estranxeiras. Co tempo, forman parte das acumulacións de micropartículas de lubricante e metal. Para sacalos, os HDD están equipados filtros de circulación (filtro de recirculación), que recolle e retén constantemente pequenas partículas de substancias. Están instalados no trazado do fluxo de aire, que se forman debido á rotación das placas.
En NZHMD puxéronse imáns de neodimio capaces de atraer e manter un peso que pode ser 1300 veces maior que o seu. O propósito destes imáns no disco duro é limitar o movemento das cabezas manténdose sobre panquecas de plástico ou de aluminio.
Outra parte do conxunto de cabezas magnéticas é bobina (bobina de voz). Xunto cos imáns, forma Unidade BMGque, xunto con BMH é posicionador (actuador): un dispositivo que move as cabezas. Chámase o mecanismo de protección deste dispositivo fixador (traba do actuador). Libera o BMG en canto o husillo recolla un número suficiente de revolucións. No proceso de liberación implicou a presión do fluxo de aire. A pinza evita calquera movemento das cabezas no estado preparatorio.
Baixo BMG haberá un rolamento de precisión. Mantén a suavidade e precisión desta unidade. Hai tamén un compoñente fabricado en aliaxe de aluminio chamado xugo (brazo). No seu extremo, nunha suspensión de primavera, están as cabezas. Do rockeiro chega cable flexible (Circuíto impreso flexible, FPC) que leva ao bloque de contacto que se conecta á tarxeta electrónica.
Aquí está a bobina, que está conectada ao cable:
Aquí podes ver o rolamento:
Aquí tes os contactos de BMG:
Xunta (xunta) axuda a asegurar un agarre axustado. Debido a isto, o aire entra na unidade con discos e diríxese só a través dun buraco que iguala a presión. Os contactos deste disco están cubertos polo mellor dourado, o que mellora a condutividade.
Conxunto de soporte típico:
Ao final das primavera as suspensións son pezas pequenas - barras de desprazamento (barras de desprazamento). Axudan a ler e escribir datos levantando a cabeza por riba das placas. Nas unidades modernas, as cabezas funcionan a unha distancia de 5-10 nm da superficie das crepes de metal. Os elementos de información de lectura e escritura están situados nos extremos dos cursores. Son tan pequenos que só se poden ver mediante un microscopio.
Estas pezas non son completamente planas, xa que teñen sobre si mesmas ranuras aerodinámicas, que serven para estabilizar a altura do voo do control deslizante. O aire que hai a continuación crea almofada (Air Bearing Surface, ABS), que soporta o voo paralelo á superficie da placa.
Preamplificador - Un chip responsable de controlar as cabezas e de amplificar o sinal a eles ou a elas. Está situado directamente no BMG, xa que o sinal producido pola cabeza non ten enerxía suficiente (aproximadamente 1 GHz). Sen un amplificador na zona hermética, só se disiparía no camiño cara ao circuíto integrado.
A partir deste dispositivo, máis pistas levan ás cabezas que á zona hermética. Isto explícase polo feito de que o disco duro só pode interactuar cun deles nun determinado momento. O microprocesador envía solicitudes ao preamplificador para elixir a cabeza que necesita. Do disco a cada un deles vai en varias pistas. Son responsables da aterraxe, lectura e escritura, xestión de unidades en miniatura, traballando con equipos magnéticos especiais que poden controlar o control deslizante, o que permite aumentar a precisión da localización das cabezas. Un deles debe levar a un aquecedor que regule a altura do seu voo. Esta construción funciona así: o calor transfírese do calefactor á suspensión, que conecta o control deslizante e o balancín. A suspensión créase a partir de aliaxes que teñen diferentes parámetros de expansión da calor entrante. Cando a temperatura sobe, inclínase cara á placa, reducindo así a distancia da mesma á cabeza. Ao reducir a cantidade de calor prodúcese o efecto contrario: a cabeza afástase da panqueca.
Así é como se ve o separador superior:
Esta foto contén unha zona selada sen unha unidade principal e un separador superior. Tamén pode observar o imán inferior e anel de presión (abrazadeiras):
Este anel garda bloques de panqueiques xuntos, evitando calquera movemento relativo un ao outro:
As mesmas placas están encerradas eixe (eixo do eixo):
Pero o que está baixo a placa superior:
Como podes entender, o lugar para as cabezas créase coa axuda de especiais separar aneis (aneis espaciadores). Trátase de pezas de alta precisión feitas de aliaxes ou polímeros non magnéticos:
No fondo do HDA hai un espazo de compensación de presión situado debaixo do filtro de aire. O aire que está fóra da unidade selada, por suposto, contén partículas de po. Para resolver este problema, instálase un filtro multicapa, que é moito máis espeso que o mesmo filtro circular. Ás veces podes atopar trazos dun xel de silicato sobre el, que debería absorber toda a humidade:
Conclusión
Este artigo proporcionou unha descrición detallada do disco duro interno. Agardamos que este material fose interesante para vostede e axudou a aprender moitas cousas novas no campo dos equipos informáticos.
