Thực đơn
trang chủTừ

Nguyên lý hoạt động của ổ cứng. Chi tiết và đơn giản về ổ cứng hay còn gọi là HDD (ổ đĩa cứng)

Ngày nay sẽ không quá lời khi nói rằng đại đa số người dùng máy tính đều quen thuộc với khái niệm " ổ cứng máy tính." Họ biết rằng mọi máy tính đều có một “bộ nhớ” lưu trữ tất cả thông tin như phim, nhạc, ảnh, trò chơi và chương trình. Tuy nhiên, rất ít từ Tổng số những người thích nhìn chằm chằm vào màn hình đã hiểu sâu hơn về thiết bị lưu trữ bí ẩn này hơn là hiểu biết rằng “đây là một vật hình chữ nhật trong đó tất cả các tập tin được lưu trữ một cách khó hiểu”. Và chính xác là dành cho những độc giả muốn tìm hiểu sâu hơn và tìm hiểu cách thức hoạt động của ổ cứng, cũng như hiểu cấu trúc của nó, bài viết này đã được viết, trong đó chúng tôi sẽ giải quyết những vấn đề này một cách đơn giản và bằng tiếng Nga.

Ổ cứng máy tính hoạt động như thế nào?

Đầu tiên hãy làm chuyến tham quan nhỏ vào lịch sử. Ổ cứng đầu tiên được IBM tạo ra cách đây gần sáu thập kỷ, vào năm 1957. Dung lượng của nó là 5 megabyte - con số lố bịch theo tiêu chuẩn ngày nay, nhưng vào thời điểm đó, nó là một bước đột phá công nghệ thực sự. Sau một thời gian, các kỹ sư của cùng công ty đã tạo ra một ổ cứng có dung lượng 30 MB và thêm 30 MB trong khoang di động. Vì cấu trúc đĩa này gợi lên sự liên tưởng đến việc đánh dấu hộp mực cho loại carbine Winchester phổ biến ở Mỹ - “.30-30” - nên các nhà thiết kế đã đặt cho đĩa cứng này tên mã là “Winchester”. Một sự thật thú vị là ở thời hiện đại ở phương Tây Đĩa cứng Hầu như không còn ai gọi nó như vậy nữa, nhưng trong môi trường nói tiếng Nga, cái tên này đã bén rễ vững chắc hơn nhiều, đồng thời tạo ra một phiên bản viết tắt tiện lợi - “vint”, được sử dụng rộng rãi trong lời nói thông tục.

Thiết kế ổ cứng

Bây giờ chúng ta hãy chuyển thẳng đến phần nổi bật của chương trình và bắt đầu với nó thiết bị nội bộ. Thiết kế ổ cứng bao gồm các thành phần sau.

1. Một khối đĩa từ hay còn gọi là. “Bánh kếp” (từ một đến ba miếng trong một khối, nằm chồng lên nhau) - về cơ bản là thành phần chính ổ cứng. Mỗi đĩa từ được làm bằng nhôm hoặc thủy tinh và được phủ một vật liệu sắt từ, thường là crom dioxide. Dữ liệu được ghi vào lớp từ bằng đầu từ.
2. Khối đầu từ - là một cánh tay rocker được kết nối với vi mạch chuyển đổi bộ khuếch đại để khuếch đại tín hiệu nhận được khi đọc từ đĩa. Ở đầu các tấm rocker có các đầu từ tương tác với đĩa từ khi thực hiện thao tác đọc và ghi.
3. Động cơ trục chính là động cơ điện đặc biệt dùng để tăng tốc đĩa từ. Tùy thuộc vào model ổ cứng, con số này có thể đạt tới 15.000 vòng/phút. Thiết kế của động cơ dựa trên việc sử dụng vòng bi (bóng và thủy động lực), giúp động cơ hoạt động im lặng và không tạo ra rung động.
4. Bảng điều khiển – mạch tích hợp, chức năng của nó là điều khiển hoạt động của ổ cứng bằng cách chuyển đổi các tín hiệu được truyền từ đầu từ thành tín hiệu mà máy tính có thể hiểu được.

Ổ cứng hoạt động như thế nào

Sau khi nghiên cứu từng thành phần riêng lẻ, chúng ta có thể vẽ ra một bức tranh hoàn chỉnh về những gì đang xảy ra và mô tả từng bước cách thức hoạt động của ổ cứng máy tính. Vì vậy, ổ cứng được cấp nguồn - bộ điều khiển điện tử sẽ gửi tín hiệu đến động cơ trục chính, động cơ này bắt đầu quay các đĩa từ được cố định chắc chắn vào trục của nó. Sau khi đạt tốc độ quay cần thiết, tại đó xuất hiện một khe hở không khí giữa bánh kếp và đầu, loại bỏ khả năng tiếp xúc của chúng, người điều khiển sẽ đưa các đầu về phía chúng ở một khoảng cách “làm việc”, tức là khoảng 10 nanomet (một phần tỷ của một mét, hãy tưởng tượng!).

Dữ liệu đầu tiên nhận được từ ổ cứng được bật luôn là thông tin dịch vụ hay còn gọi là thông tin dịch vụ. "không có đường ray". Nó chứa thông tin về trạng thái của ổ cứng và các đặc điểm của nó. Nếu vì lý do nào đó không thể lấy được thông tin này, thiết bị sẽ không khởi động và không hoạt động.
Nếu dữ liệu dịch vụ được nhận thành công và không có lỗi thì giai đoạn làm việc với thông tin được ghi trực tiếp trên đĩa sẽ bắt đầu. Rất có thể, bạn đã bị dày vò bởi câu hỏi - "nó được ghi lại như thế nào?" Chúng tôi trả lời: các đầu từ, dưới tác động của các xung dòng điện, có khả năng từ hóa các phần của đĩa, từ đó hình thành các bit (các số 0 logic và các số 1 logic khác nhau theo hướng của mô men từ). Nói cách khác, tất cả thông tin trên ổ cứng của máy tính là các phần được từ hóa khác nhau, sau khi được chuyển đổi thành tín hiệu tiêu chuẩn, sẽ được máy tính nhận dạng và hiển thị cho người dùng ở dạng mà người dùng có thể hiểu được. Cần lưu ý rằng các khu vực này được cấu trúc chặt chẽ - chúng đại diện cho cái gọi là. "dấu vết", tức là các vùng hình vòng trên bề mặt đĩa từ.

Điều quan trọng cần lưu ý là khối đầu là một mảnh, vì vậy tất cả các đầu trong đó đều di chuyển đồng bộ - do đó, chúng luôn nằm trên cùng một rãnh của từng chiếc bánh riêng lẻ. Dựa trên điều này, các đường ray tạo thành một hình trụ trong mặt phẳng thẳng đứng. Hơn nữa, mỗi track bao gồm các phân đoạn được gọi là “sector”. Khi ghi thông tin vào các lĩnh vực này, đầu từ sẽ thay đổi từ trường và khi đọc thông tin, chúng chỉ cần nắm bắt nó. Sau khi hiểu cấu trúc vật lý của việc lưu trữ dữ liệu, chúng ta có thể kết luận rằng dung lượng của ổ cứng bằng tích của số trụ, số đầu và số cung.

Định dạng ổ cứng của bạn

Câu chuyện về cách thức hoạt động của ổ cứng máy tính không thể gọi là trọn vẹn nếu nó không đề cập đến chủ đề định dạng. Định dạng là một quá trình đặc biệt để đánh dấu vùng lưu trữ thông tin của ổ cứng, bản chất của nó là tạo ra các cấu trúc nhất định để truy cập dữ liệu này, chẳng hạn hệ thống tập tin, bằng cách ghi lại thông tin dịch vụ nhất định. Trong trường hợp này, dữ liệu được lưu trữ trước đó sẽ bị hủy (tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể khôi phục được). Thông thường, định dạng được thực hiện khi cài đặt (hoặc cài đặt lại) hệ điều hành trên máy tính, vì tùy chọn tốt nhất cho việc này là đĩa "sạch", được định dạng, xóa dữ liệu khỏi hệ điều hành trước đó. Để không làm mất thông tin cần thiết, theo quy định, vít vít, trước tiên, được chia thành nhiều phân vùng một cách hợp lý - trong trường hợp này, định dạng sẽ chỉ được yêu cầu cho phân vùng mà hệ điều hành sẽ được cài đặt, trong khi dữ liệu trên các phân vùng còn lại sẽ không bị ảnh hưởng, đây là một cách tiếp cận rất thân thiện với người dùng.

Hướng dẫn

Thiết kế ổ cứng bao gồm một khối đĩa kim loại được phủ một lớp phủ đặc biệt có khả năng ghi nhớ và lưu trữ tác động từ trường. Thiết kế hiện đại bao gồm 1-3 đĩa được cân bằng hoàn hảo và có bề mặt phẳng hoàn hảo vì tốc độ quay khá cao và đạt từ 7200 đến 10000 vòng / phút và độ chính xác định vị của các đầu phải cao.

Đầu từ đặc biệt được sử dụng để ghi và đọc thông tin trên đĩa. Thông thường, hai cái trên mỗi đĩa - ở cả hai mặt. Khi tiếp xúc với các xung hiện tại, các đầu từ tạo thành một từ trường và từ hóa một phần của đĩa với mômen từ theo một hướng nhất định (logic “một” hoặc logic “không”). Quá trình ghi được thực hiện bằng cách cấp một xung dòng điện vào thời điểm cần thiết, đầu từ được đặt đúng vị trí. Khi đọc thông tin từ đĩa, đầu đọc phản ứng với những thay đổi trong từ trường bằng cách kích thích dòng điện trong chúng. Tín hiệu tương tự loại này được đọc và chuyển đổi sang kỹ thuật số. Ở dạng này nó được chuyển vào hệ thống máy tính.

Thông tin trên đĩa từ được đặt và lưu trữ trên các rãnh dưới dạng các vòng tròn tập trung. Tất cả các đầu từ của ổ cứng tạo thành một khối chung. Di chuyển từ rãnh đĩa này sang rãnh đĩa khác cùng một lúc. Một đầu phục vụ một mặt của đĩa. Nghĩa là, những cái đầu nằm trên cùng một đường ở trên đĩa khác nhau tại bất kỳ thời điểm nào. Như vậy bộ này các đường ray tạo thành một hình trụ. TRONG Gần đây Một bộ truyền động điện từ được sử dụng để di chuyển các đầu từ. Họ di chuyển xung quanh trục của họ. Cuộn dây cố định với mặt tráiđầu, di chuyển chúng lên trên bề mặt đĩa bằng nam châm điện. Các đầu không được phép chạm vào đĩa; khi ngắt khỏi nguồn điện, chúng sẽ bị di chuyển khỏi bề mặt sang một bên.

Mỗi rãnh đĩa được chia thành các cung - các phần tử nhỏ nhất không gian đĩa với dung lượng lưu trữ 512 byte. Tổng dung lượng bộ nhớ của ổ cứng có thể được xác định bằng tích của số đầu, trụ và số cung. Cũng cần lưu ý rằng trong quá trình sản xuất đĩa, các cung và rãnh bị lỗi sẽ được hình thành. Quá trình này không thể tránh được. Những khu vực này không được tính đến trong quá trình hoạt động. Điều chính là bản thân đĩa có tổng dung lượng cần thiết.

Vị trí hợp lý của các đầu, hình trụ và các khu vực thường khác với vị trí vật lý và được chỉ định trên vỏ ổ cứng. Các thông số được lưu vào ổ cứng Chương trình cài đặt, sau đó máy tính làm việc với phân tích logic. Để khớp các giá trị vật lý và logic của thiết bị, hãy sử dụng thủ tục đặc biệt– dịch các tham số đĩa. Khối này nằm trên chính ổ cứng và chuyển đổi các hành lang logic thành hành lang vật lý, từ đó cung cấp quyền truy cập vào phần mong muốn của đĩa vật lý.

Ổ cứng hay còn gọi là ổ cứng là một trong những thành phần quan trọng nhất hệ thống máy tính. Mọi người đều biết về điều này. Nhưng không phải tất cả mọi người người dùng hiện đại về nguyên tắc thậm chí còn hiểu cách thức hoạt động của ổ cứng. Nguyên lý hoạt động nhìn chung khá đơn giản để hiểu cơ bản, nhưng có một số sắc thái sẽ được thảo luận thêm.

Câu hỏi về mục đích và phân loại ổ cứng?

Tất nhiên, câu hỏi về mục đích chỉ mang tính tu từ. Bất kỳ người dùng nào, ngay cả người dùng cấp thấp nhất, sẽ trả lời ngay rằng ổ cứng (hay còn gọi là ổ cứng, hay còn gọi là ổ cứng). ổ cứng hoặc HDD) sẽ trả lời ngay là nó dùng để lưu trữ thông tin.

Nói chung, điều này là đúng. Đừng quên rằng trên ổ cứng, ngoài hệ điều hành và Tập tin người dùng, có các khu vực khởi động do HĐH tạo ra, nhờ đó nó khởi động, cũng như các nhãn nhất định mà bạn có thể nhanh chóng tìm thấy thông tin cần thiết trên đĩa.

Mẫu mã hiện đại khá đa dạng: ổ cứng thông thường, ổ cứng ngoài, trạng thái rắn tốc độ cao Ổ SSD, mặc dù thông thường người ta không phân loại chúng cụ thể là ổ cứng. Tiếp theo, chúng tôi đề xuất xem xét thiết bị và nguyên lý làm việc chăm chỉđĩa, nếu không đầy đủ thì ít nhất cũng đủ để hiểu các thuật ngữ và quy trình cơ bản.

Xin lưu ý rằng cũng có một phân loại đặc biệt về ổ cứng hiện đại theo một số tiêu chí cơ bản, trong đó có những tiêu chí sau:

  • phương pháp lưu trữ thông tin;
  • loại phương tiện truyền thông;
  • cách tổ chức tiếp cận thông tin.

Tại sao ổ cứng được gọi là ổ cứng?

Ngày nay, nhiều người dùng thắc mắc tại sao lại gọi ổ cứng là liên quan đến vũ khí nhỏ. Có vẻ như, điểm chung giữa hai thiết bị này là gì?

Thuật ngữ này xuất hiện vào năm 1973, khi ổ cứng HDD đầu tiên trên thế giới xuất hiện trên thị trường, thiết kế của nó bao gồm hai ngăn riêng biệt trong một hộp kín. Dung lượng mỗi ngăn là 30 MB, đó là lý do tại sao các kỹ sư đặt cho đĩa tên mã “30-30”, hoàn toàn phù hợp với nhãn hiệu súng “30-30 Winchester” phổ biến lúc bấy giờ. Đúng vậy, vào đầu những năm 90 ở Mỹ và Châu Âu, cái tên này gần như không còn được sử dụng, nhưng nó vẫn còn phổ biến trong không gian hậu Xô Viết.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ổ cứng

Nhưng chúng ta lạc đề. Nguyên lý hoạt động của ổ cứng có thể được mô tả ngắn gọn là các quá trình đọc hoặc ghi thông tin. Nhưng làm thế nào điều này xảy ra? Để hiểu nguyên lý hoạt động của ổ cứng từ tính, trước tiên bạn cần nghiên cứu cách thức hoạt động của nó.

Bản thân ổ cứng là một tập hợp các tấm, số lượng tấm có thể từ bốn đến chín, được kết nối với nhau bằng một trục (trục) gọi là trục xoay. Các tấm được đặt chồng lên nhau. Thông thường, vật liệu để sản xuất chúng là nhôm, đồng thau, gốm sứ, thủy tinh, v.v. Bản thân các tấm này có một lớp phủ từ tính đặc biệt dưới dạng vật liệu gọi là đĩa, dựa trên oxit gamma ferrite, oxit crom, bari ferrite, v.v. Mỗi tấm như vậy dày khoảng 2 mm.

Các đầu xuyên tâm (một đầu cho mỗi tấm) chịu trách nhiệm ghi và đọc thông tin, cả hai bề mặt đều được sử dụng trong các tấm. Tốc độ của nó có thể dao động từ 3600 đến 7200 vòng / phút và hai động cơ điện chịu trách nhiệm di chuyển các đầu.

Trong trường hợp này, nguyên tắc hoạt động cơ bản của ổ cứng máy tính là thông tin không được ghi ở bất cứ đâu mà ở những vị trí được xác định nghiêm ngặt, được gọi là các khu vực, nằm trên các đường hoặc rãnh đồng tâm. Để tránh nhầm lẫn, các quy tắc thống nhất sẽ được áp dụng. Điều này có nghĩa là nguyên lý hoạt động của bộ truyền động trên ổ cứng, từ quan điểm của họ cấu trúc logic, phổ quát. Vì vậy, ví dụ, quy mô của một ngành, được coi là tiêu chuẩn đơn trên toàn thế giới là 512 byte. Lần lượt, các lĩnh vực được chia thành các cụm, là chuỗi các lĩnh vực liền kề. Và điểm đặc biệt trong nguyên lý hoạt động của ổ cứng về vấn đề này là việc trao đổi thông tin được thực hiện bởi toàn bộ cụm (toàn bộ chuỗi các ngành).

Nhưng việc đọc thông tin diễn ra như thế nào? Nguyên lý hoạt động của bộ truyền động từ cứng các đĩa trông như thế này: sử dụng một giá đỡ đặc biệt, đầu đọc di chuyển theo hướng xuyên tâm (xoắn ốc) đến rãnh mong muốn và khi xoay, nó được định vị phía trên một khu vực nhất định và tất cả các đầu có thể di chuyển đồng thời, không chỉ đọc cùng một thông tin từ các rãnh khác nhau mà còn từ các đĩa (đĩa) khác nhau. Tất cả các rãnh có cùng số sê-ri thường được gọi là hình trụ.

Trong trường hợp này, có thể nhận ra thêm một nguyên lý hoạt động của ổ cứng: đầu đọc càng gần bề mặt từ tính (nhưng không chạm vào) thì mật độ ghi càng cao.

Thông tin được viết và đọc như thế nào?

Ổ cứng, hay ổ cứng, được gọi là từ tính vì chúng sử dụng các định luật vật lý của từ tính do Faraday và Maxwell xây dựng.

Như đã đề cập, các tấm làm bằng vật liệu nhạy cảm không từ tính được phủ một lớp phủ từ tính, độ dày của lớp này chỉ vài micromet. Trong quá trình hoạt động, một từ trường xuất hiện, có cái gọi là cấu trúc miền.

Miền từ tính là vùng từ hóa của hợp kim sắt bị giới hạn nghiêm ngặt bởi các ranh giới. Hơn nữa, nguyên lý hoạt động của đĩa cứng có thể được mô tả ngắn gọn như sau: khi tiếp xúc với từ trường bên ngoài, từ trường của đĩa cứng bắt đầu được định hướng chặt chẽ dọc theo các đường từ và khi ngừng ảnh hưởng, các vùng từ hóa dư sẽ xuất hiện. trên các đĩa, trong đó thông tin trước đây có trong trường chính được lưu trữ.

Để sáng tạo trường bên ngoài khi viết, đầu đọc sẽ phản hồi và khi đọc, vùng từ hóa dư nằm đối diện với đầu sẽ tạo ra lực điện động hoặc EMF. Khi đó mọi thứ đều đơn giản: sự thay đổi trong EMF tương ứng với sự thống nhất trong mã nhị phân, và sự vắng mặt hoặc kết thúc của nó bằng không. Thời gian thay đổi của EMF thường được gọi là phần tử bit.

Ngoài ra, bề mặt từ tính, hoàn toàn dựa trên những cân nhắc của khoa học máy tính, có thể được liên kết dưới dạng một chuỗi điểm nhất định của các bit thông tin. Tuy nhiên, vì vị trí của những điểm như vậy không thể được tính toán chính xác tuyệt đối nên bạn cần cài đặt một số điểm đánh dấu được chỉ định trước trên đĩa để giúp xác định vị trí mong muốn. Việc tạo các dấu như vậy được gọi là định dạng (nói đại khái là chia đĩa thành các rãnh và các cung gộp lại thành cụm).

Cấu trúc logic và nguyên lý hoạt động của ổ cứng về mặt định dạng

Đối với tổ chức logic của ổ cứng, định dạng được đặt lên hàng đầu ở đây, trong đó có hai loại chính được phân biệt: cấp độ thấp (vật lý) và cấp độ cao (logic). Nếu không có những bước này thì không có cách nào đưa ổ cứng vào được điều kiện làm việc không cần phải nói chuyện. Về cách khởi tạo ổ cứng mới, sẽ được thảo luận riêng.

Định dạng cấp thấp bao gồm tác động vật lý lên bề mặt của ổ cứng, tạo ra các cung nằm dọc theo rãnh. Điều tò mò là nguyên lý hoạt động của ổ cứng là mỗi khu vực được tạo ra có một địa chỉ duy nhất, bao gồm số của khu vực đó, số rãnh mà nó nằm trên đó và số của bên. của đĩa. Do đó, khi tổ chức truy cập trực tiếp, cùng một RAM sẽ truy cập trực tiếp vào một địa chỉ nhất định, thay vì tìm kiếm thông tin cần thiết trên toàn bộ bề mặt, nhờ đó đạt được hiệu suất (mặc dù đây không phải là điều quan trọng nhất). Xin lưu ý rằng khi thực hiện định dạng cấp thấp, tất cả thông tin sẽ bị xóa hoàn toàn và trong hầu hết các trường hợp, không thể khôi phục được.

Một điều nữa là định dạng logic (trong hệ thống Windows, đây là định dạng nhanh hoặc định dạng nhanh). Ngoài ra, các quy trình này cũng có thể áp dụng để tạo các phân vùng logic, là một khu vực nhất định của ổ cứng chính hoạt động theo các nguyên tắc giống nhau.

Định dạng logic chủ yếu ảnh hưởng đến khu vực hệ thống, bao gồm giày cao cổ và bảng phân vùng (Bản ghi khởi động), bảng phân bổ tệp (FAT, NTFS, v.v.) và thư mục gốc(Thư mục gốc).

Thông tin được ghi vào các phần thông qua cụm thành nhiều phần và một cụm không thể chứa hai đối tượng (tệp) giống hệt nhau. Trên thực tế, việc tạo một phân vùng hợp lý sẽ tách nó ra khỏi phân vùng chính phân vùng hệ thống, do đó thông tin được lưu trữ trên đó không thể thay đổi hoặc xóa trong trường hợp có lỗi và lỗi.

Đặc điểm chính của ổ cứng

tôi nghĩ ở phác thảo chung Nguyên lý hoạt động của ổ cứng hơi rõ ràng. Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang các đặc điểm chính giúp đưa ra bức tranh hoàn chỉnh về tất cả các khả năng (hoặc khuyết điểm) của ổ cứng hiện đại.

Nguyên lý hoạt động của ổ cứng và các đặc tính chính của nó có thể hoàn toàn khác nhau. Để hiểu những gì Chúng ta đang nói về, chúng ta hãy nêu bật các thông số cơ bản nhất đặc trưng cho tất cả các thiết bị lưu trữ thông tin hiện được biết đến:

  • công suất (khối lượng);
  • hiệu suất (tốc độ truy cập dữ liệu, đọc và ghi thông tin);
  • giao diện (phương thức kết nối, loại bộ điều khiển).

Dung lượng thể hiện tổng lượng thông tin có thể được ghi và lưu trữ trên ổ cứng. Ngành công nghiệp sản xuất ổ cứng HDD đang phát triển nhanh chóng đến mức ngày nay các loại ổ cứng có dung lượng khoảng 2 TB trở lên đã được đưa vào sử dụng. Và, như người ta tin, đây không phải là giới hạn.

Giao diện là đặc điểm quan trọng nhất. Nó xác định chính xác cách thiết bị được kết nối với bo mạch chủ, bộ điều khiển nào được sử dụng, cách đọc và ghi được thực hiện, v.v. Các giao diện chính và phổ biến nhất là IDE, SATA và SCSI.

Ổ đĩa IDE thì khác giá thấp Tuy nhiên, trong số những nhược điểm chính là số lượng thiết bị được kết nối đồng thời bị hạn chế (tối đa bốn) và tốc độ truyền dữ liệu thấp (ngay cả khi có hỗ trợ truy cập trực tiếp vào bộ nhớ Ultra DMA hoặc giao thức Ultra ATA (Chế độ 2 và Chế độ 4). Người ta tin rằng việc sử dụng chúng cho phép bạn tăng tốc độ đọc/ghi lên 16 MB/s, nhưng trên thực tế, tốc độ này thấp hơn nhiều. lý thuyết, nên được bao gồm trong thiết bị. bo mạch chủ.

Nói về nguyên lý hoạt động của ổ cứng là gì và đặc điểm của nó thì chúng ta không thể bỏ qua đâu là ổ cứng kế nhiệm. Phiên bản IDE ATA. Ưu điểm của công nghệ này là tốc độ đọc/ghi có thể tăng lên 100 MB/s thông qua việc sử dụng bus Fireware IEEE-1394 tốc độ cao.

Cuối cùng, giao diện SCSI so với hai phần trước, nó linh hoạt và nhanh nhất (tốc độ ghi/đọc đạt 160 MB/s trở lên). Nhưng những ổ cứng như vậy có giá gần như gấp đôi. Nhưng số lượng thiết bị lưu trữ thông tin được kết nối đồng thời dao động từ bảy đến mười lăm, có thể thực hiện kết nối mà không cần tắt máy tính và chiều dài cáp có thể khoảng 15-30 mét. Thực ra cái này loại ổ cứng Phần lớn, nó không được sử dụng trên PC người dùng mà trên máy chủ.

Tốc độ, đặc trưng cho tốc độ truyền và thông lượng I/O, thường được biểu thị dưới dạng thời gian truyền và lượng dữ liệu tuần tự được truyền và biểu thị bằng MB/s.

Một số tùy chọn bổ sung

Nói về nguyên lý hoạt động của ổ cứng là gì và những thông số nào ảnh hưởng đến hoạt động của nó thì chúng ta không thể bỏ qua một số đặc điểm bổ sung, mà hiệu suất hoặc thậm chí tuổi thọ của thiết bị có thể phụ thuộc vào đó.

Ở đây, vị trí đầu tiên là tốc độ quay, ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian tìm kiếm và khởi tạo (nhận dạng) của khu vực mong muốn. Đây là cái gọi là thời gian ẩn giấu tìm kiếm - khoảng thời gian mà khu vực được yêu cầu được xoay sang đầu đọc. Ngày nay, một số tiêu chuẩn đã được áp dụng cho tốc độ trục chính, được biểu thị bằng số vòng quay trên phút với thời gian trễ tính bằng mili giây:

  • 3600 - 8,33;
  • 4500 - 6,67;
  • 5400 - 5,56;
  • 7200 - 4,17.

Dễ dàng nhận thấy rằng tốc độ càng cao thì càng tốn ít thời gian tìm kiếm các cung và về mặt vật lý, trên mỗi vòng quay của đĩa trước khi đặt đầu đọc đến điểm định vị đĩa mong muốn.

Một thông số khác là tốc độ truyền nội bộ. Trên các rãnh bên ngoài, nó ở mức tối thiểu, nhưng tăng lên khi chuyển dần sang các rãnh bên trong. Do đó, quá trình chống phân mảnh tương tự, di chuyển dữ liệu được sử dụng thường xuyên đến các khu vực nhanh nhất của đĩa, không gì khác hơn là di chuyển nó sang rãnh bên trong có tốc độ đọc cao hơn. Tốc độ bên ngoài có giá trị cố định và trực tiếp phụ thuộc vào giao diện được sử dụng.

Cuối cùng, một trong điểm quan trọngđược liên kết với sự hiện diện của bộ nhớ đệm hoặc bộ đệm của ổ cứng. Trên thực tế, nguyên lý hoạt động của ổ cứng về mặt sử dụng bộ đệm có phần giống với RAM hay bộ nhớ ảo. Bộ nhớ đệm càng lớn (128-256 KB) thì ổ cứng sẽ hoạt động càng nhanh.

Yêu cầu chính đối với ổ cứng

Trong hầu hết các trường hợp, không có quá nhiều yêu cầu cơ bản được áp dụng cho ổ cứng. Chủ yếu - lâu dài dịch vụ và độ tin cậy.

Tiêu chuẩn chính cho hầu hết các ổ cứng HDD là tuổi thọ khoảng 5-7 năm với thời gian hoạt động ít nhất là năm trăm nghìn giờ, nhưng đối với các ổ cứng cao cấp con số này ít nhất là một triệu giờ.

Về độ tin cậy, chức năng tự kiểm tra S.M.A.R.T. chịu trách nhiệm cho việc này, chức năng này theo dõi tình trạng của từng phần tử của ổ cứng, thực hiện giám sát liên tục. Dựa trên những dữ liệu thu thập được, thậm chí có những dự báo nhất định về sự xuất hiện của trục trặc có thể xảy ra hơn nữa.

Không cần phải nói rằng người dùng không nên đứng ngoài cuộc. Ví dụ, khi làm việc với HDD, việc duy trì tối ưu chế độ nhiệt độ(0 - 50 ± 10 độ C), tránh va đập, va đập và rơi ổ cứng, bụi hoặc các hạt nhỏ khác lọt vào, v.v. Nhân tiện, nhiều người sẽ tò mò khi biết rằng cũng chính những hạt khói thuốc lá đó xấp xỉ gấp đôi khoảng cách hơn giữa đầu đọc và bề mặt từ tính của ổ cứng và sợi tóc người - 5-10 lần.

Các vấn đề khởi tạo trong hệ thống khi thay thế ổ cứng

Bây giờ là một vài lời về những hành động cần thực hiện nếu vì lý do nào đó mà người dùng đã thay đổi ổ cứng hoặc cài đặt thêm ổ cứng.

Chúng tôi sẽ không mô tả đầy đủ quá trình này mà sẽ chỉ tập trung vào các giai đoạn chính. Đầu tiên bạn cần kết nối ổ cứng và nhìn vào nó cài đặt BIOS, cho dù thiết bị mới đã được xác định hay chưa, trong phần quản trị đĩa, hãy khởi tạo và tạo bản ghi khởi động, tạo một ổ đĩa đơn giản, gán cho nó một mã định danh (chữ cái) và định dạng nó bằng cách chọn một hệ thống tệp. Chỉ sau đó, “ốc vít” mới mới hoàn toàn sẵn sàng hoạt động.

Phần kết luận

Trên thực tế, đó là tất cả những gì liên quan ngắn gọn đến chức năng và đặc điểm cơ bản của ổ cứng hiện đại. Nguyên lý hoạt động của ổ cứng ngoài không được xem xét cơ bản ở đây, vì thực tế nó không khác gì những gì được sử dụng cho ổ cứng cố định. Sự khác biệt duy nhất là phương thức kết nối lưu trữ bổ sung tới máy tính hoặc máy tính xách tay. Kết nối phổ biến nhất là thông qua giao diện USB, được kết nối trực tiếp với bo mạch chủ. Đồng thời, nếu muốn đảm bảo hiệu suất tối đa, tốt hơn nên sử dụng chuẩn USB 3.0 (cổng bên trong được sơn Màu xanh), tất nhiên, với điều kiện là ổ cứng gắn ngoài hỗ trợ nó.

Mặt khác, tôi nghĩ rằng nhiều người ít nhất đã hiểu một chút về cách thức hoạt động của bất kỳ loại ổ cứng nào. Có lẽ đã đưa ra quá nhiều điều ở trên, đặc biệt là từ khóa học tuy nhiên, các nhà vật lý sẽ không thể hiểu đầy đủ tất cả các nguyên tắc và phương pháp cơ bản vốn có trong công nghệ sản xuất và sử dụng ổ cứng nếu không có điều này.

Khi máy tính khởi động, một bộ phần sụn được lưu trữ trong chip BIOS, kiểm tra thiết bị. Nếu mọi thứ đều ổn, nó sẽ chuyển quyền điều khiển sang bộ tải khởi động của hệ điều hành. Sau đó hệ điều hành tải và bạn bắt đầu sử dụng máy tính. Đồng thời, nó được lưu ở đâu trước khi bật máy tính? hệ điều hành? Làm thế nào mà bài luận bạn viết suốt đêm vẫn còn nguyên vẹn sau khi tắt PC? Một lần nữa, nó được lưu trữ ở đâu?

Được rồi, có lẽ tôi đã đi quá xa và các bạn đều biết rất rõ rằng dữ liệu máy tính được lưu trữ trên ổ cứng. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết nó là gì và hoạt động như thế nào, và vì bạn đang ở đây nên chúng tôi kết luận rằng chúng tôi muốn tìm hiểu. Nào, hãy cùng tìm hiểu nhé!

Ổ cứng là gì

Theo truyền thống, chúng ta hãy xem định nghĩa về cứngđĩa trên Wikipedia:

ổ cứng (vít, ổ cứng, ổ đĩa từ cứng, HDD, HDD, HMDD) - thiết bị lưu trữ truy cập ngẫu nhiên dựa trên nguyên lý ghi từ.

Được sử dụng trong phần lớn các máy tính và cũng như các thiết bị lưu trữ được kết nối riêng biệt bản sao lưu dữ liệu như lưu trữ tập tin và như thế.

Hãy tìm hiểu nó một chút. Tôi thích thuật ngữ " ổ đĩa cứng ". Năm từ này truyền đạt bản chất. HDD là một thiết bị có mục đích lưu trữ dữ liệu được ghi trên đó trong thời gian dài. Cơ sở của ổ cứng là các đĩa cứng (nhôm) có lớp phủ đặc biệt, trên đó thông tin được ghi bằng các đầu đặc biệt.

Tôi sẽ không xem xét chi tiết quá trình ghi âm - về cơ bản đây là vật lý của các lớp cuối cấp ở trường và tôi chắc chắn rằng bạn không muốn đi sâu vào vấn đề này và đó hoàn toàn không phải là nội dung của bài báo.

Chúng ta cũng hãy chú ý đến cụm từ: “ truy cập ngẫu nhiên “Nói một cách đại khái, điều đó có nghĩa là chúng ta (máy tính) có thể đọc thông tin từ bất kỳ đoạn đường sắt nào vào bất kỳ lúc nào.

Một điều quan trọng là bộ nhớ HDD không dễ bay hơi, tức là dù có cắm điện hay không thì thông tin ghi trên máy sẽ không biến mất ở bất cứ đâu. Cái này sự khác biệt quan trọng bộ nhớ vĩnh viễn máy tính, từ tạm thời ().

Nhìn vào ổ cứng máy tính ngoài đời thực, bạn sẽ không nhìn thấy đĩa hay đầu, vì tất cả những thứ này được giấu trong một hộp kín (vùng kín). Bên ngoài, ổ cứng trông như thế này:

Tại sao máy tính lại cần ổ cứng?

Chúng ta hãy xem ổ cứng HDD là gì trong máy tính, tức là nó có vai trò gì trong PC. Rõ ràng là nó lưu trữ dữ liệu, nhưng bằng cách nào và cái gì. Ở đây chúng tôi nêu bật các chức năng sau của ổ cứng:

  • Lưu trữ hệ điều hành, phần mềm người dùng và cài đặt của chúng;
  • Lưu trữ tập tin người dùng: nhạc, video, hình ảnh, tài liệu, v.v.;
  • Sử dụng một phần dung lượng ổ cứng để lưu trữ dữ liệu không vừa với RAM (tệp hoán đổi) hoặc lưu trữ nội dung bộ nhớ truy cập tạm thời trong khi sử dụng chế độ ngủ;

Như bạn có thể thấy, ổ cứng máy tính không chỉ là nơi chứa ảnh, nhạc và video. Toàn bộ hệ điều hành được lưu trữ trên đó, ngoài ra, ổ cứng còn giúp chịu tải cho RAM, đảm nhận một số chức năng của nó.

Ổ cứng gồm những gì?

Chúng tôi đã đề cập một phần đến các thành phần của ổ cứng, bây giờ chúng tôi sẽ xem xét vấn đề này chi tiết hơn. Vì vậy, các thành phần chính của ổ cứng:

  • Khung — bảo vệ cơ chế ổ cứng khỏi bụi và hơi ẩm. Theo quy định, nó được bịt kín để hơi ẩm và bụi không lọt vào bên trong;
  • Đĩa (bánh kếp) - tấm làm bằng hợp kim kim loại nhất định, được phủ cả hai mặt, trên đó ghi lại dữ liệu. Số lượng đĩa có thể khác nhau - từ một (trong các tùy chọn ngân sách) đến nhiều đĩa;
  • Động cơ - trên trục xoay để cố định bánh kếp;
  • Khối đầu - thiết kế các đòn bẩy liên kết với nhau (cánh tay rocker) và đầu. Một phần của ổ cứng đọc và ghi thông tin vào nó. Đối với một chiếc bánh kếp, một cặp đầu được sử dụng, vì cả phần trên và phần dưới đều hoạt động;
  • Thiết bị định vị (thiết bị truyền động ) - một cơ chế điều khiển khối đầu. Bao gồm một cặp nam châm neodymium vĩnh cửu và một cuộn dây nằm ở cuối khối đầu;
  • Bộ điều khiển — chip điện tử quản lý công việcổ cứng;
  • Khu vực đậu xe - một vị trí bên trong ổ cứng bên cạnh các đĩa hoặc phần bên trong của chúng, nơi các đầu được hạ xuống (đứng) trong thời gian ngừng hoạt động để không làm hỏng bề mặt làm việc của bánh kếp.

Điều này thật đơn giản thiết bị cứngđĩa. Nó đã được hình thành từ nhiều năm trước và không có thay đổi cơ bản nào được thực hiện trong một thời gian dài. Và chúng ta tiếp tục.

Ổ cứng hoạt động như thế nào?

Sau khi cấp nguồn cho ổ cứng, động cơ, trên trục chính nơi gắn bánh kếp, bắt đầu quay. Sau khi đạt đến tốc độ hình thành luồng không khí liên tục trên bề mặt đĩa, các đầu bắt đầu di chuyển.

Trình tự này (đầu tiên các đĩa quay lên, sau đó các đầu bắt đầu hoạt động) là cần thiết để do luồng không khí tạo ra, các đầu sẽ nổi phía trên các tấm. Có, chúng không bao giờ chạm vào bề mặt của đĩa, nếu không đĩa sau sẽ bị hỏng ngay lập tức. Tuy nhiên, khoảng cách từ bề mặt của tấm từ đến các đầu quá nhỏ (~10 nm) nên bạn không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Sau khi khởi động, trước hết là thông tin dịch vụ về trạng thái cứng nhắcđĩa và những thứ khác thông tin cần thiết về anh ta, nằm trên cái gọi là đường số 0. Chỉ sau đó công việc với dữ liệu mới bắt đầu.

Thông tin trên ổ cứng của máy tính được ghi lại trên các rãnh, sau đó được chia thành các phần (giống như một chiếc bánh pizza được cắt thành từng miếng). Để ghi tệp, một số cung được kết hợp thành một cụm, đây là nơi nhỏ nhất có thể ghi tệp.

Ngoài phân vùng đĩa “ngang” này, còn có phân vùng “dọc” thông thường. Vì tất cả các đầu được kết hợp với nhau nên chúng luôn được đặt phía trên cùng một số rãnh ghi, mỗi đầu nằm phía trên đĩa riêng của nó. Như vậy, trong thời gian Hoạt động của ổ cứng những cái đầu dường như vẽ một hình trụ:

Trong khi HDD đang chạy, về cơ bản nó thực hiện hai lệnh: đọc và ghi. Khi cần thực thi lệnh ghi, khu vực trên đĩa nơi lệnh đó sẽ được thực hiện sẽ được tính toán, sau đó các đầu được định vị và trên thực tế, lệnh được thực thi. Kết quả sau đó được kiểm tra. Ngoài việc ghi dữ liệu trực tiếp vào đĩa, thông tin còn được lưu vào bộ đệm của nó.

Nếu bộ điều khiển nhận được lệnh đọc, trước tiên nó sẽ kiểm tra xem thông tin được yêu cầu có trong bộ đệm hay không. Nếu nó không có ở đó, tọa độ để định vị các đầu từ sẽ được tính toán lại, sau đó các đầu từ được định vị và dữ liệu được đọc.

Sau khi hoàn thành công việc, khi mất điện ổ cứng, các đầu máy sẽ tự động đậu vào khu vực đỗ xe.

Về cơ bản đây là cách ổ cứng máy tính hoạt động. Trong thực tế, mọi thứ phức tạp hơn nhiều, nhưng cho người dùng trung bình, rất có thể, những chi tiết như vậy là không cần thiết, vì vậy hãy kết thúc phần này và tiếp tục.

Các loại ổ cứng và nhà sản xuất

Hiện nay trên thị trường có 3 loại chính nhà sản xuất cứng nhắcđĩa: kỹ thuật số phương Tây(WD), Toshiba, Seagate. Chúng đáp ứng đầy đủ nhu cầu về các loại thiết bị và mọi yêu cầu. Các công ty còn lại hoặc bị phá sản, bị một trong ba công ty chính tiếp quản hoặc được chuyển mục đích sử dụng lại.

Nếu chúng ta nói về các loại ổ cứng, chúng có thể được chia như sau:

  1. Đối với máy tính xách tay, thông số chính là kích thước thiết bị 2,5 inch. Điều này cho phép chúng được đặt gọn gàng trong hộp đựng máy tính xách tay;
  2. Đối với PC - trong trường hợp này cũng có thể sử dụng 2,5 inch ổ cứng, nhưng theo quy định, 3,5 inch được sử dụng;
  3. Cứng bên ngoàiđĩa là thiết bị được kết nối riêng với PC/máy tính xách tay, thường đóng vai trò lưu trữ tệp.

Ngoài ra còn có một điều đặc biệt loại cứngđĩa - cho máy chủ. Chúng giống hệt với PC thông thường nhưng có thể khác nhau về giao diện kết nối và hiệu suất cao hơn.

Tất cả các cách phân chia HDD thành các loại khác đều xuất phát từ đặc điểm của chúng, vì vậy hãy cùng xem xét chúng.

Thông số ổ cứng

Vì vậy, các đặc điểm chính của ổ cứng máy tính:

  • Âm lượng — một chỉ báo về lượng dữ liệu tối đa có thể được lưu trữ trên đĩa. Điều đầu tiên họ thường nhìn vào khi chọn ổ cứng. Chỉ số này có thể đạt tới 10 TB, mặc dù đối với PC gia đình họ thường chọn 500 GB - 1 TB;
  • Yếu tố hình thức - kích thước của ổ cứng. Phổ biến nhất là 3,5 và 2,5 inch. Như đã đề cập ở trên, 2,5 inch trong hầu hết các trường hợp đều được lắp vào máy tính xách tay. Chúng cũng được sử dụng trong ổ cứng gắn ngoài. 3,5” được cài đặt trong PC và máy chủ. Yếu tố hình thức cũng ảnh hưởng đến âm lượng, vì đĩa lớn hơn có thể phù hợp với nhiều dữ liệu hơn;
  • Tốc độ trục chính - bánh xèo quay với tốc độ bao nhiêu? Phổ biến nhất là 4200, 5400, 7200 và 10000 vòng/phút. Đặc điểm này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng cũng như giá thành của thiết bị. Tốc độ càng cao thì cả hai giá trị càng lớn;
  • Giao diện - phương thức (loại trình kết nối) Kết nối ổ cứngđến máy tính. Giao diện phổ biến nhất cho ổ cứng gắn trong hiện nay là SATA (các máy tính cũ sử dụng IDE). Ổ cứng ngoài thường được kết nối qua USB hoặc FireWire. Ngoài những giao diện được liệt kê, còn có các giao diện như SCSI, SAS;
  • Dung lượng bộ đệm (bộ nhớ đệm) - gõ trí nhớ nhanh(loại RAM) ổ cứng được cài đặt trên bộ điều khiển, được thiết kế để lưu trữ tạm thời dữ liệu thường được truy cập nhất. Kích thước bộ đệm có thể là 16, 32 hoặc 64 MB;
  • Thời gian truy cập ngẫu nhiên — thời gian mà HDD được đảm bảo ghi hoặc đọc từ bất kỳ phần nào của đĩa. Phạm vi từ 3 đến 15 ms;

Ngoài các đặc điểm trên, bạn cũng có thể tìm thấy các chỉ số như:

Chào hỏi những người bạn!

Hôm nay chúng ta sẽ nói về một thứ như ổ cứng. Hiếm có người dùng máy tính nào lại chưa từng nghe đến nó!

Winchester, hay còn gọi là ổ cứng ( Ổ đĩa cứng Drive) hay còn gọi là ổ cứng là thiết bị dùng để lưu trữ thông tin.

HDD có tên tiếng lóng từ khẩu súng trường nổi tiếng mà người da trắng đã sử dụng để chinh phục nước Mỹ. Một trong những mẫu ổ cứng đầu tiên được chỉ định là "30/30", trùng khớp với cỡ nòng của loại súng này.

Dưới đây chúng ta sẽ nói về ổ cứng máy tính.

Ổ cứng máy tính hoạt động như thế nào?

Chúng ta sẽ xem xét cách sử dụng ổ cứng (cơ điện) truyền thống trong những máy tính cá nhân. Nó dựa trên một hoặc nhiều đĩa thông tin. Các mẫu ổ cứng đầu tiên sử dụng đĩa nhôm.

Nhưng những mô hình đầu tiên đó đã có size lớn và công suất thấp.

Ổ đĩa mềm và ổ cứng

Những chiếc “ốc vít” đó (tên lóng khác) có kích thước vật lý và dung lượng xấp xỉ bằng một ổ đĩa mềm 5,25 inch. Trong những ngày đầu của ngành công nghiệp máy tính, dữ liệu được lưu trữ trên đĩa mềm(đĩa mềm) 5,25 và 3,5 inch.

Ổ đĩa để đọc và ghi các đĩa như vậy được gọi là FDD (Đĩa mềm Lái xe).

Những chiếc đĩa này được làm từ một miếng nhựa tròn có phủ sắt từ ở cả hai mặt. Chúng mỏng và linh hoạt, đó là lý do tại sao ổ đĩa này có tên như vậy. Để bảo vệ chúng khỏi những tác động từ bên ngoài, những chiếc đĩa này được đặt trong một hộp nhựa hình vuông.

Đĩa trong ổ cứng HDD có cấu trúc tương tự, nhưng chúng dày hơn và không bị cong, điều này được phản ánh qua tên gọi. Một lớp oxit kim loại sắt từ mỏng được áp dụng cho đĩa như vậy bằng máy ly tâm. Dữ liệu được ghi và đọc bằng đầu từ.

Khi ghi vào đầu từ, nó được cung cấp tín hiệu thông tin, làm thay đổi hướng của các miền (hạt sắt từ) trong lớp sắt từ.

Khi đọc, các vùng từ hóa sẽ tạo ra dòng điện trong đầu, sau đó dòng điện này được xử lý bởi mạch điều khiển (bộ điều khiển). Yêu cầu về tốc độ và khối lượng dữ liệu không ngừng tăng lên. Những bộ óc giỏi nhất trên thế giới đã được gửi đến khu vực này. Và ổ cứng, giống như phần cứng còn lại của máy tính, liên tục được cải tiến.

Đĩa bắt đầu được làm từ thủy tinh và gốm thủy tinh. Điều này giúp giảm trọng lượng, độ dày và tăng tốc độ quay của chúng.

Tốc độ quay của đĩa tăng từ 3600 vòng/phút lên 5400, 7200, rồi lên 10.000 và thậm chí 15.000 vòng/phút!Để so sánh, giả sử tốc độ quay đĩa trong FDD là 360 vòng/phút.

Tốc độ quay càng cao thì dữ liệu được đọc càng nhanh.

Lớp sắt từ

Một lớp sắt từ có thể được áp dụng lên bề mặt đĩa theo hai cách - lắng đọng điện và lắng đọng chân không. Trong trường hợp đầu tiên, đĩa được ngâm trong dung dịch muối kim loại và một màng kim loại mỏng (coban) được lắng đọng trên đó.

Trong lắng đọng chân không, đĩa được đặt trong buồng kín, không khí được bơm ra khỏi nó và các hạt kim loại được lắng đọng bằng cách phóng điện.

Một lớp phủ carbon bảo vệ được phủ lên trên lớp từ tính. Nó bảo vệ lớp từ tính mỏng khỏi bị phá hủy (và mất thông tin) trong trường hợp có thể tiếp xúc với đầu.

Winchester có thể có một đĩa vật lý hoặc một số. Trong trường hợp sau, các đĩa được lắp ráp thành một cấu trúc duy nhất và quay đồng bộ. Mỗi đĩa có hai mặt được tráng một lớp sắt từ, dữ liệu được đọc bởi hai đầu khác nhau (nằm trên và dưới).

Các đầu cũng được lắp ráp thành một cấu trúc duy nhất và di chuyển đồng bộ.

Cơ cấu di chuyển các đầu bao gồm một cuộn dây và một nam châm vĩnh cửu cố định. Khi dòng điện chạy vào cuộn dây, một từ trường được tạo ra trong nó, tương tác với nam châm. Lực sinh ra sẽ di chuyển cuộn dây cùng với toàn bộ bộ phận chuyển động của cơ cấu (và cả các đầu nữa).

Cơ cấu này chứa một lò xo, khi không có điện sẽ di chuyển các đầu từ vị trí ban đầu (Khu vực đậu xe).Điều này bảo vệ đầu và đĩa khỏi bị hư hại.

Lưu ý rằng nam châm neodymium nhỏ tạo ra từ trường không đổi rất mạnh!

Trong điều kiện hoạt động, các đĩa quay với tốc độ không đổi, các đầu từ “lơ lửng” phía trên đĩa. Trong quá trình quay, một dòng khí động học xảy ra, nâng đầu lên. Khi công nghệ được cải tiến, khoảng cách giữa đầu và đĩa giảm dần.

Đến nay, nó đã được nâng lên vài chục nanomet!

Giảm khoảng cách cho phép bạn tăng mật độ ghi thông tin. Bằng cách này, nhiều thông tin hơn có thể được nén vào cùng một khoảng không gian.

Đầu đọc và ghi

Sử dụng ổ cứng hiện đại đầu từ điện trở.

Tinh thể từ điện trở có thể thay đổi điện trở tùy thuộc vào độ lớn và hướng của từ trường. Khi đầu từ đi qua các khu vực có từ hóa khác nhau, điện trở của nó sẽ thay đổi và được mạch điều khiển phát hiện.

Trên thực tế, đầu ổ cứng có hai đầu - đọc và ghi. Đầu ghi hoạt động theo nguyên tắc tương tự như đầu trong các máy ghi băng cũ sử dụng băng từ.

Nó chứa một lõi mở, trong khoảng trống đó tạo ra từ trường, làm thay đổi hướng của các miền từ trên bề mặt đĩa. Phần “cuộn dây” của đầu được in bằng phương pháp quang khắc.

Trục chính và HDA

Động cơ truyền động chính (trục chính), làm quay đĩa, chứa ổ trục thủy động. Nó khác với ổ bi ở chỗ nó có độ đảo hướng tâm ít hơn nhiều.

Trong các ổ cứng hiện đại, mật độ ghi thông tin rất cao, các track nằm rất gần nhau.

Dòng chảy xuyên tâm lớn sẽ không cho phép tăng mật độ ghi hoặc (khi khoảng cách giữa các rãnh giảm) đầu từ sẽ “nhảy” dọc theo các rãnh liền kề trong một vòng quay. Ổ trục thủy động chứa một lớp chất bôi trơn mỏng giữa các bộ phận chuyển động và cố định.

Tóm lại, chúng ta nói rằng trục chính, đĩa, đầu có bộ truyền động được đặt trong một ngăn riêng. Những mẫu ổ cứng đầu tiên có ngăn rò rỉ được trang bị bộ lọc với các ô rất nhỏ để cân bằng áp suất.

Sau đó, các ngăn kín xuất hiện, có một lỗ được đóng lại bằng màng dẻo. Màng có thể uốn cong theo cả hai hướng, bù đắp cho sự chênh lệch áp suất không khí bên trong và bên ngoài khoang bằng các đầu.

Trong phần tiếp theo của bài viết, chúng ta sẽ tiếp tục làm quen với cách thiết kế và hoạt động của ổ cứng.

Victor Geronda đã ở bên bạn. Hẹn gặp bạn trên blog!