HDD, կոշտ սկավառակ, կոշտ սկավառակ - այս բոլորը հայտնի տվյալների պահպանման մեկ սարքի անուններն են: Այս նյութում մենք ձեզ կպատմենք նման սկավառակների տեխնիկական հիմքի, այն մասին, թե ինչպես կարելի է տեղեկատվություն պահել դրանց վրա, ինչպես նաև այլ տեխնիկական նրբությունների և գործունեության սկզբունքների մասին:
Կոշտ սկավառակի սարք
Այս պահեստային սարքի լրիվ անվանման հիման վրա `կոշտ սկավառակի սկավառակ (HDD), դուք հեշտությամբ կարող եք հասկանալ, թե որն է իր աշխատանքի հիմքում: Նրանց էժանության և ամրության շնորհիվ այս պահեստային լրատվամիջոցները տեղադրվում են տարբեր համակարգիչներում ՝ ԱՀ, նոութբուք, սերվեր, պլանշետ և այլն: HDD- ի տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ հսկայական քանակությամբ տվյալներ պահելու հնարավորություն է ՝ միաժամանակ ունենալով շատ փոքր չափեր: Ստորև կխոսենք դրա ներքին կառուցվածքի, գործունեության սկզբունքների և այլ առանձնահատկությունների մասին: Եկեք սկսենք:
Հերմոբլոկ և էլեկտրոնիկայի տախտակ
Դրա վրա կանաչ ապակեպլաստե և պղնձի հետքերը, էլեկտրական էներգիայի մատակարարման և SATA վարդակի միացման միակցիչների հետ միասին, կոչվում են կառավարման խորհուրդը (Տպագրված տպաքանակ, PCB): Այս ինտեգրալային միացումը ծառայում է սկավառակի աշխատանքը համակարգչով համակարգչի և HDD- ի ներսում առկա բոլոր գործընթացների կառավարման համաժամացմանը: Սև ալյումինի պատյանն ու ներսում եղածը կոչվում է կնքված միավոր (Ղեկավար և սկավառակների ժողով, HDA):
Ինտեգրված միացումի կենտրոնում կա մի մեծ չիպ - սա միկրոկոնտրիչ (Micro Controller Unit, MCU): Այսօրվա HDD- ում միկրոպրոցեսորը պարունակում է երկու բաղադրիչ. կենտրոնական հաշվարկային միավոր (Կենտրոնական պրոցեսորային ստորաբաժանում, CPU), որը զբաղվում է բոլոր հաշվարկներով, և կարդալ և գրել ալիք - հատուկ սարք, որը անալոգային ազդանշանը գլխից դարձնում է դիսկրետ, երբ այն զբաղված է ընթերցմամբ, և հակառակը `ձայնագրման ընթացքում թվային է անալոգային: Միկրոպրոցեսորը ունի մուտքային / ելքային նավահանգիստներորի միջոցով այն կառավարում է տախտակում տեղակայված մնացած տարրերը և տեղեկատվություն է փոխանակում SATA կապի միջոցով:
Շղթայի վրա տեղադրված մեկ այլ չիպ է DDR SDRAM- ը (հիշողության չիպ): Դրա գումարը որոշում է կոշտ սկավառակի քեշի ծավալը: Այս չիպը բաժանվում է որոնվածի հիշողության, որը մասամբ պարունակվում է ֆլեշ կրիչի մեջ և պրոցեսորի համար անհրաժեշտ բուֆերը `որոնվածի մոդուլները բեռնելու համար:
Երրորդ չիպը կոչվում է շարժիչի և գլխի վերահսկիչ (Ձայնի կծիկի շարժիչի վերահսկիչ, VCM վերահսկիչ): Այն կառավարում է էլեկտրաէներգիայի լրացուցիչ աղբյուրներ, որոնք տեղակայված են տախտակում: Դրանք սնուցվում են միկրոպրոցեսորով և նախադրիչի անջատիչ (կանխամտիչը), որը պարունակում է կնքված միավորի մեջ: Այս կարգավորիչը ավելի շատ էներգիա է պահանջում, քան տախտակի վրա գտնվող մյուս բաղադրիչները, քանի որ այն պատասխանատու է բշտիկի պտտման և գլուխների շարժման համար: Preamplifier- անջատիչի առանցքը կարող է աշխատել 100 ջեռուցվող ջեռուցման ժամանակ: Երբ իշխանությունը մատակարարվում է HDD- ին, միկրոկոնտրիչը բեռնաթափում է ֆլեշի չիպի պարունակությունը հիշողության մեջ և սկսում է կատարել դրա մեջ դրված հրահանգները: Եթե ծածկագիրը չկարողանա պատշաճ կերպով բեռնել, ապա HDD- ն անգամ չի կարողանա սկսել խթանումը: Բացի այդ, ֆլեշ հիշողությունը կարող է ինտեգրվել միկրոկոնտրիչի մեջ և չի պարունակվում տախտակում:
Գտնվում է միացման վրա թրթռման ցուցիչ (ցնցիչ ցուցիչ) որոշում է ցնցումների մակարդակը: Եթե նա համարում է իր ինտենսիվությունը վտանգավոր, ազդանշան կուղարկվի շարժիչի և գլխի կառավարման հսկիչին, որից հետո նա անմիջապես կայանում է գլուխների կայանման մեջ կամ ամբողջովին դադարեցնում է HDD- ի ռոտացիան: Տեսականորեն, այս մեխանիզմը նախատեսված է HDD- ն տարբեր մեխանիկական վնասներից պաշտպանելու համար, չնայած գործնականում նրա համար շատ բան չի ստացվում: Հետևաբար, դուք չպետք է գցեք կոշտ սկավառակը, քանի որ դա կարող է հանգեցնել թրթռման սենսորի անբավարար գործողության, ինչը կարող է առաջացնել սարքի ամբողջական անգործություն: Որոշ HDD- ներ ունեն թրթռանքի նկատմամբ գերզգայուն ցուցիչներ, որոնք արձագանքում են դրա աննշան դրսևորմանը: Տվյալները, որոնք ստանում են VCM- ն, օգնում են ղեկավարների շարժը ճշգրտելուն, ուստի սկավառակները հագեցված են այս սենսորներից առնվազն երկուսով:
HDD- ը պաշտպանելու համար նախատեսված մեկ այլ սարք է անցումային լարման սահմանափակիչ (Անցումային լարման ճնշում, TVS), որը նախատեսված է էլեկտրաէներգիայի հզորացման դեպքում հնարավոր ձախողումը կանխելու համար: Կարող են լինել մի քանի նման սահմանափակումներ մի շրջանով:
Հերմոբլոկի մակերես
Ինտեգրալային միացման տախտակի տակ կան կոնտակտներ շարժիչներից և գլուխներից: Այստեղ դուք կարող եք տեսնել գրեթե անտեսանելի տեխնիկական անցք (շնչառության անցք), որը հավասարեցնում է միավորը փակված տարածքում ներսից և դրսից ճնշումը ՝ ոչնչացնելով այն առասպելը, որ կոշտ սկավառակի ներսում կա վակուում: Դրա ներքին տարածքը ծածկված է հատուկ ֆիլտրով, որը փոշին և խոնավությունը ուղղակիորեն չի փոխանցում HDD:
Hermobic- ն insides է
Կնքված միավորի ծածկույթի տակ, որը մետաղի սովորական շերտ է և ռետինե դդակ, որը պաշտպանում է այն խոնավությունից և փոշուց, կան մագնիսական սկավառակներ:
Նրանք կարող են նաև կանչվել նրբաբլիթներ կամ ափսեներ (պլատերներ): Սկավառակները սովորաբար պատրաստվում են ապակուց կամ ալյումինից, որոնք նախապես փայլեցվել են: Այնուհետև դրանք ծածկված են տարբեր նյութերի մի քանի շերտերով, որոնց շարքում կա նաև ֆերոմագնիս - նրա շնորհիվ կա կոշտ սկավառակի վրա տեղեկատվություն ձայնագրելու և պահելու հնարավորություն: Թիթեղների և վերևի նրբաբլիթի վերևում են սահմանազերծողներ (դամպեր կամ անջատիչներ): Նրանք նույնիսկ արտահոսում են օդն ու նվազեցնում ձայնային աղմուկը: Սովորաբար պատրաստված է պլաստիկից կամ ալյումինից:
Անջատիչ ափսեներ, որոնք պատրաստված էին ալյումինից, ավելի լավ են հաղթահարել կնքված գոտում օդի ջերմաստիճանը իջեցնելը:
Գլխի մագնիսական բլոկ
Տեղակայված փակագծերի ծայրերում մագնիսական գլխի բլոկ (Head Stack Assembly, HSA), տեղադրված են կարդալ / գրել ղեկավարները: Երբ spindle- ը դադարեցված է, դրանք պետք է լինեն ճաշ պատրաստելու տարածքում, սա այն վայրն է, որտեղ գտնվում են աշխատանքային կոշտ սկավառակի գլուխները այն ժամանակ, երբ լիսեռը չի աշխատում: Որոշ HDD- ներում կայանումը տեղի է ունենում պլաստիկե պատրաստման վայրերում, որոնք տեղակայված են ափսեներից դուրս:
Կոշտ սկավառակի նորմալ շահագործման համար անհրաժեշտ է հնարավորինս մաքուր օդը, որը պարունակում է առնվազն օտար մասնիկներ: Ժամանակի ընթացքում սկավառակում քսայուղի և մետաղի միկրո մասնիկները կազմում են: Դրանք դուրս բերելու համար HDD- ները սարքավորված են շրջանառության զտիչներ (ռեսուրսացման զտիչ), որոնք անընդհատ հավաքում և թակարդում են նյութերի շատ փոքր մասնիկներ: Դրանք տեղադրվում են օդային հոսանքների ուղու վրա, որոնք ձևավորվում են սալերի պտտման պատճառով:
HDD- ում տեղադրված են neodymium մագնիսներ, որոնք կարող են գրավել և պահել այնպիսի քաշ, որը կարող է լինել իր սեփականից 1300 անգամ ավելին: HDD- ում այդ մագնիսների նպատակն է սահմանափակել գլուխների շարժը `դրանք վերևում պահելով պլաստիկ կամ ալյումինե բլիթներից:
Մագնիսական գլխի բլոկի մեկ այլ մաս է կծիկ (ձայնային կծիկ): Մագնիսների հետ միասին այն ձևավորվում է BMG շարժիչորը BMG- ի հետ միասին է դիրքավորող (ակտուատոր) - սարքեր, որոնք շարժում են գլուխները: Այս սարքի պաշտպանիչ մեխանիզմը կոչվում է սեղմիչ (ակտիվացնող փական): Այն ազատում է BMG- ին, հենց որ spindle- ն հասնի բավարար արագության: Ազատման գործընթացում ներգրավված է օդային ճնշումը: Կողպեքը կանխում է գլուխների ցանկացած շարժումը նախապատրաստական վիճակում:
BMG- ի տակ կլինի ճշգրիտ կրող: Այն պահպանում է այս միավորի սահունությունն ու ճշգրտությունը: Կա նաև ալյումինի խառնուրդից պատրաստված մի մաս, որը կոչվում է ռոկեր (բազուկ): Վերջում, գարնանային կախոցի վրա, գտնվում են գլուխները: Ռոքերից գնում է ճկուն մալուխ (Flexibleկուն տպագիր տպաքանակ, FPC), որը տանում է էլեկտրոնային տախտակին միացնող պահոցը:
Ահա կծիկը, որը միացված է մալուխին.
Այստեղ դուք կարող եք տեսնել կրողը.
Ահա BMG- ի կոնտակտները.
Դդակ (բամբակ) օգնում է ապահովել ամուր բռնելով: Դրա շնորհիվ օդը սկավառակներ է մտնում սկավառակներով և գլուխներ ունենում միայն այն բացման միջոցով, որը հավասարեցնում է ճնշումը: Այս սկավառակի կոնտակտները պատված են լավագույն ոսկեզօծմամբ, ինչը բարելավում է հաղորդունակությունը:
Բնական տիպի հավաքույթ.
Գարնան վերջում կասեցումները փոքր չափի մասեր են. սողաններ (սողաններ): Դրանք օգնում են կարդալ և գրել տվյալներ ՝ գլուխը սալերից վերև բարձրացնելով: Ժամանակակից սկավառակներում գլուխները աշխատում են մետաղական նրբաբլիթների մակերևույթից 5-10 նմ հեռավորության վրա: Տեղեկություններ կարդալու և գրելու տարրերը տեղակայված են սողանցքների հենց ծայրերում: Դրանք այնքան փոքր են, որ կարելի է տեսնել միայն մանրադիտակի միջոցով:
Այս մասերը բացարձակապես հարթ չեն, քանի որ դրանց վրա առկա են աերոդինամիկական ակոսներ, որոնք ծառայում են սահողի թռիչքի բարձրության կայունացմանը: Տակ օդը ստեղծում է բարձ (Air Bearing Surface, ABS), որն օժանդակում է զուգահեռ թռիչքային ափսեի մակերեսներին:
Preamplifier - չիպեր, որոնք պատասխանատու են ղեկավարները կառավարելու և ազդանշանը դրանցից կամ դրանց ուժեղացման համար: Այն գտնվում է ուղղակիորեն BMG- ում, քանի որ ազդանշանը, որ ղեկավարները արտադրում են, անբավարար ուժ ունի (մոտ 1 ԳՀց): Առանց կնքված տարածքում ուժեղացուցիչի, այն պարզապես ցրված կլիներ ինտեգրալային միացում տանող ճանապարհի երկայնքով:
Այս սարքից դեպի գլուխները ավելի շատ հետքեր կան, քան դեպի ամուր գոտի: Դա բացատրվում է նրանով, որ կոշտ սկավառակը կարող է միայն որոշակի ժամանակահատվածում փոխազդել դրանցից մեկի հետ: Միկրոպրոցեսորը դիմումներ է ուղարկում նախաբաշխիչին, որպեսզի ընտրի ցանկալի գլուխը: Սկավառակից նրանցից յուրաքանչյուրում կան մի քանի հետքեր: Նրանք պատասխանատու են հիմնավորելու, կարդալու և գրելու, մանրանկարչություն կրիչներ վերահսկելու, հատուկ մագնիսական սարքավորումների հետ աշխատելու համար, որոնք կարող են սլաքը կառավարել, ինչը թույլ է տալիս բարձրացնել գլուխների ճշգրտությունը: Դրանցից մեկը պետք է տանի դեպի ջեռուցիչ, որը կարգավորում է իրենց թռիչքի բարձրությունը: Այս դիզայնը գործում է այսպես. Ջերմությունը փոխանցվում է ջեռուցիչից դեպի կախոցը, որը միացնում է սողանը և ճոճիչը: Կախոցը ստեղծվում է խառնուրդներից, որոնք տարբեր ընդլայնման պարամետրեր ունեն մուտքային ջերմությունից: Increasingերմաստիճանի բարձրացումով այն թեքվում է դեպի ափսեը, դրանով իսկ նվազեցնելով դրա հեռավորությունը գլխից: Heatերմության քանակի նվազմամբ, հակառակ էֆեկտը տեղի է ունենում `գլուխը հեռանում է նրբաբլիթից:
Այսպես է թվում լավագույն տարանջատողը.
Այս լուսանկարում կա խիտ գոտի, առանց գլուխների բլոկ և վերին բաժանարար: Կարող եք նկատել նաև ստորին մագնիս և ճնշման օղակ (պլատտերների սեղմիչ):
Այս օղակը միասին պահում է նրբաբլիթի բլոկները ՝ կանխելով միմյանց համեմատ ցանկացած շարժում.
Թիթեղներն ինքնին լարված են լիսեռ (spindle հանգույց):
Ահա թե ինչ է գտնվում վերին ափսեի տակ.
Ինչպես տեսնում եք, գլուխների տեղը ստեղծվում է հատուկի միջոցով spacer օղակներ (spacer rings): Սրանք բարձր ճշգրտության մասեր են, որոնք պատրաստված են ոչ մագնիսական համաձուլվածքից կամ պոլիմերներից:
Pressureնշման միավորի ներքեւի մասում կա ճնշման հավասարեցման տարածք, որը գտնվում է անմիջապես օդային ֆիլտրի տակ: Օդը, որը գտնվում է կնքված միավորից դուրս, իհարկե, պարունակում է փոշու մասնիկներ: Այս խնդիրը լուծելու համար տեղադրվում է բազմաշերտ ֆիլտր, որը շատ ավելի խիտ է, քան նույն շրջանաձև ֆիլտրը: Երբեմն դրա վրա կարելի է գտնել սիլիկատային գելի հետքեր, որոնք ինքնին պետք է ներծծեն ամբողջ խոնավությունը.
Եզրակացություն
Այս հոդվածում մանրամասն նկարագրվում էին HDD- ի ներքին մասերը: Հուսով ենք, որ այս նյութը ձեզ համար հետաքրքիր էր և օգնեց շատ բան սովորել համակարգչային տեխնիկայի ոլորտում:
