HDD, disco duro, disco duro: todos estes son os nomes dun coñecido dispositivo de almacenamento de datos. Neste material contaremos sobre a base técnica de tales unidades, sobre como se pode almacenar a información neles e sobre outros matices técnicos e principios de funcionamento.
Dispositivo de disco duro
Con base no nome completo deste dispositivo de almacenamento - un disco duro (HDD) - podes entender facilmente o que está no corazón do seu traballo. Pola súa baratosidade e durabilidade, estes soportes de almacenamento instálanse en varios ordenadores: ordenadores, portátiles, servidores, tabletas, etc. Unha característica distintiva do disco duro é a posibilidade de almacenar cantidades enormes de datos, tendo unhas dimensións moi pequenas. A continuación falaremos da súa estrutura interna, dos principios de funcionamento e doutras características. Comecemos!
Hermoblock e tarxeta electrónica
Chámase a franxa verde de fibra de vidro e cobre, xunto cos conectores para conectar a fonte de alimentación e a toma SATA. taboleiro de control (Placa de circuítos impresos, PCB). Este circuíto integrado serve para sincronizar o funcionamento do disco cun PC e a xestión de todos os procesos no disco duro. Chámase a caixa negra de aluminio e o que hai dentro unidade selada (Head and Disk Assembly, HDA).
No centro do circuíto integrado hai un gran chip - isto microcontrolador (Unidade de micro controlador, MCU). No disco duro de hoxe, o microprocesador contén dous compoñentes: unidade central de computación (Central Processor Unit, CPU), que trata de todos os cálculos e canle de lectura e escritura - un dispositivo especial que converte un sinal analóxico dunha cabeza a un discreto cando está lendo ocupado e viceversa - dixital a analóxico durante a gravación. O microprocesador ten portos de entrada / saídamediante o que xestiona os restantes elementos situados no taboleiro e intercambia información a través da conexión SATA.
Outro chip situado no circuíto é DDR SDRAM (chip de memoria). A súa cantidade determina o volume da caché do disco duro. Este chip divídese na memoria do firmware, parcialmente contida na unidade flash, e o búfer necesario polo procesador para cargar os módulos do firmware.
O terceiro chip chámase controlador de motor e cabeza (Controlador de voz coil, controlador VCM). Xestiona fontes de enerxía adicionais que se atopan no taboleiro. Están alimentados por un microprocesador e interruptor de preamplificador (preamplificador) contida na unidade selada. Este controlador require máis enerxía que os outros compoñentes do taboleiro, xa que é o responsable da rotación do fuso e do movemento das cabezas. O núcleo do conmutador preamplificador é capaz de funcionar quentado a 100 ° C. Cando se alimenta o disco duro, o microcontrolador descarga o contido do chip flash na memoria e comeza a executar as instrucións establecidas nel. Se o código non se carga correctamente, o HDD nin sequera poderá iniciar a promoción. Ademais, a memoria flash pode integrarse no microcontrolador e non estar contida no taboleiro.
Situado no circuíto sensor de vibración (sensor de choque) determina o nivel de axitación. Se considera que a súa intensidade é perigosa, enviarase un sinal ao motor e controlador de cabeza, despois do cal aparcará inmediatamente as cabezas ou detén completamente a rotación do disco duro. En teoría, este mecanismo está deseñado para protexer o disco duro de diversos danos mecánicos, aínda que na práctica non lle serve moito. Polo tanto, non debería deixar caer o disco duro, porque isto pode levar a un funcionamento inadecuado do sensor de vibración, o que pode provocar unha completa inoperabilidade do dispositivo. Algúns discos duros teñen sensores hipersensibles á vibración, que responden á súa menor manifestación. Os datos que recibe VCM axudan a axustar o movemento das cabezas, polo que os discos están equipados con polo menos dous destes sensores.
Outro dispositivo deseñado para protexer o HDD é limitador de tensión transitoria (Supresión de tensión transitoria, TVS), deseñado para evitar posibles fallos en caso de sobrecargas. Pode haber varios limitadores nun circuíto.
Superficie hermoblock
Baixo a placa de circuíto integrado hai contactos de motores e cabezas. Aquí podes ver un buraco técnico case invisible (burato para respirar), que iguala a presión dentro e fóra da área selada da unidade, destruíndo o mito de que hai un baleiro dentro do disco duro. A súa área interior está cuberta cun filtro especial que non pasa o po e a humidade directamente no disco duro.
Interior hermóbico
Baixo a cuberta da unidade selada, que é unha capa regular de metal e unha xunta de goma que a protexe da humidade e do po, hai discos magnéticos.
Tamén poden ser chamados filloas ou chapas (pratos). Os discos normalmente están feitos en vidro ou aluminio pre-pulido. Despois cóbranse con varias capas de varias substancias, entre as que tamén hai un ferromagnete - grazas a el hai a posibilidade de gravar e almacenar información nun disco duro. Entre as placas e por enriba da crepe superior están delimitadores (amortiguadores ou separadores). Incluso saen fluxos de aire e reducen o ruído acústico. Normalmente está feito de plástico ou aluminio.
As placas separadoras de aluminio conseguen mellorar a temperatura do aire dentro da zona selada.
Bloque de cabeza magnético
Nos extremos dos soportes situados en bloque magnético de cabeza (Head Stack Assembly, HSA) localízanse cabezas de lectura / escritura. Cando o fuso está parado, deberían estar na área de cocción; este é o lugar onde se atopan as cabezas dun disco duro de traballo nun momento no que o eixe non funciona. Nalgúns discos duros, o estacionamento ten lugar en áreas de preparación de plástico que se atopan fóra das placas.
Para un funcionamento normal do disco duro é necesario un aire limpo o máis posible que conteña un mínimo de partículas estranxeiras. Co tempo, micropartículas de lubricante e metal fórmanse no accionamento. Para producilos, os HDD están equipados filtros de circulación (filtro de recirculación), que recollen e atrapan constantemente partículas moi pequenas de substancias. Instálanse no camiño das correntes de aire, que se forman debido á rotación das placas.
Os imáns de neodimio están instalados no HDD, que pode atraer e soster un peso que pode ser 1300 veces máis que o propio. O propósito destes imáns no disco duro é limitar o movemento das cabezas sosténdoas por riba das filloas de plástico ou aluminio.
Outra parte do bloque de cabeza magnética é bobina (bobina de voz). Xunto cos imáns, fórmase Unidade BMGque xunto con BMG é posicionador (actuador): un dispositivo que move as cabezas. Chámase mecanismo de protección deste dispositivo abrazadeira (pestillo actuador). Libera o BMG en canto o eixo gañou bastante velocidade. No proceso de liberación está implicada a presión do aire. O pestillo impide calquera movemento das cabezas no estado de preparación.
Baixo o BMG terá un rol de precisión. Mantén a suavidade e precisión desta unidade. Tamén hai unha parte feita en aleación de aluminio, que se chama balancín (brazo). No seu extremo, nunha suspensión de resorte, localízanse cabezas. Do balancín sae cable flexible (Circuito Impreso Flexible, FPC), que conduce á almofada que se conecta á placa electrónica.
Aquí está a bobina que está conectada ao cable:
Aquí podes ver o rodamento:
Aquí tes os contactos de BMG:
Xunta (xunta) axuda a asegurar o agarre. Debido a isto, o aire entra na unidade con discos e cabezas só a través dunha apertura que uniformiza a presión. Os contactos deste disco están revestidos coa dourada máis fina, o que mellora a condutividade.
Montaje de soporte típico:
Nos extremos da primavera hai pezas de pequeno tamaño. deslizantes (deslizantes). Axudan a ler e escribir datos levantando a cabeza por enriba das placas. Nas unidades modernas, as cabezas traballan a unha distancia de 5-10 nm da superficie das filloas metálicas. Os elementos para ler e escribir información atópanse nos extremos dos control deslizantes. Son tan pequenos que só se poden ver usando un microscopio.
Estas partes non son absolutamente planas, xa que teñen unhas rañuras aerodinámicas que serven para estabilizar a altura de voo do control deslizante. O aire debaixo crea almofada (Air Bearing Surface, ABS), que admite superficies de placas de voo paralelas.
Preamplificador - un chip encargado de controlar as cabezas e amplificar o sinal cara ou desde elas. Sitúase directamente no BMG, porque o sinal que producen as cabezas ten unha potencia insuficiente (aproximadamente 1 GHz). Sen un amplificador nunha zona selada, simplemente tería dispersado polo camiño cara ao circuíto integrado.
Deste dispositivo cara ás cabezas hai máis pistas que ata a zona axustada. Isto explícase polo feito de que un disco duro só pode interactuar con un deles nun determinado momento do tempo. O microprocesador envía solicitudes ao preamplificador para que seleccione a cabeza desexada. Do disco a cada unha delas hai varias pistas. Son os responsables de conectar a terra, ler e escribir, controlar unidades en miniatura, traballar con equipos magnéticos especiais que poden controlar o control deslizante, o que permite aumentar a precisión das cabezas. Un deles debe levar a un calefactor, que regula a altura do seu voo. Este deseño funciona así: a calor transfírese do calefactor á suspensión, que conecta o control deslizante e o balanceo. A suspensión créase a partir de aliaxes que teñen diferentes parámetros de expansión da calor entrante. Co aumento da temperatura, inclínase cara á placa, reducindo así a distancia desde ela ata a cabeza. Cunha diminución da cantidade de calor, prodúcese o efecto contrario: a cabeza afástase da panqueca.
Así parece o separador superior:
Nesta foto hai unha zona axustada sen bloque de cabezas e un separador superior. Tamén pode notar o imán inferior e anel de presión (abrazadeira):
Este anel mantén os bloques de filloas xuntos, impedindo calquera movemento respecto dos outros:
As placas en si están encaixadas eixo (eixo do eixo):
E aquí está o que está baixo a placa superior:
Como podes ver, o lugar para as cabezas créase con especial aneis espaciadores (aneis espaciadores). Trátase de pezas de alta precisión feitas a partir de aliaxes ou polímeros non magnéticos:
Na parte inferior da unidade de presión hai un espazo para a equiparación de presión, situado directamente baixo o filtro de aire. Por suposto, o aire que está fóra da unidade selada contén partículas de po. Para solucionar este problema, instálase un filtro multicapa, que é moito máis groso que o mesmo filtro circular. Ás veces pódense atopar restos de xel de silicato que deberían absorber toda a humidade en si mesma:
Conclusión
Este artigo ofrece unha descrición detallada das internas do HDD. Agardamos que este material fose interesante para ti e axudase a aprender moito do campo dos equipos informáticos.
