top of page
Ảnh của tác giảOFREZH EDITOR

CÔNG NGHỆ PHẦN CỨNG: Nguyên lý hoạt động của ổ cứng từ tính


 

Hãy tưởng tượng mọi bức ảnh bạn chụp trong năm qua đều được lưu trong phạm vi một chấm mực từ một cây bút bi, đây gần như là cách dữ liệu nhỏ gọn được lưu trữ bên trong ổ đĩa cứng và trong video này chúng ta sẽ mở một bức ảnh ra  và xem làm thế nào mà toàn bộ giá trị sách của Thư viện có thể nằm gọn trong bề mặt của chiếc bàn kim loại này.

Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách mở ổ cứng này và trình bày chi tiết các thành phần bên trong, sau đó chúng ta sẽ đi sâu vào chính xác cách ổ đĩa lưu trữ dữ liệu bằng cách sử dụng một  đầu đọc và ghi  và trong quá trình này, chúng ta sẽ xem xét các khu vực rãnh ghi và miền từ tính của đĩa kim loại.

Cuối cùng, chúng ta sẽ khám phá một số tiến bộ mới nhất cho phép chứa trên một terabit dữ liệu trong mỗi inch vuông  của đĩa này.

Bây giờ chúng ta hãy đi sâu vào bên trong ổ đĩa này, chúng ta tìm thấy nhiều thành phần khác nhau ở đây là đĩa hoặc đĩa lưu trữ tất cả dữ liệu và tùy thuộc vào dung lượng lưu trữ của ổ đĩa có thể có nhiều thành phần  đĩa cao đĩa bao gồm một hợp kim nhôm magiê với nhiều lớp phủ của các hợp kim khác nhưng lớp chức năng từ tính là lớp mỏng 120 nanomet của hợp kim  tantalum crom Cobalt có các miền hoặc vùng từ tính nhỏ có Hướng có thể được điều khiển thông qua từ trường bên ngoài  đĩa được gắn trên một trục xoay quay với tốc độ 7200 vòng/phút bằng cách sử dụng động cơ  DC không chổi than ở Trung tâm của nó.


Tiếp theo là cụm ngăn xếp đầu với một cánh tay phía trên và một cánh tay bên dưới mỗi đĩa và có một thanh trượt và đầu ghi đọc ở phía sau.  Phần cuối của mỗi cánh tay, thanh trượt được thiết kế độc đáo sao cho nó bắt được luồng không khí được tạo ra bởi đĩa quay nhanh đến mức lố bịch và sử dụng luồng không khí đó để làm nổi hoặc bay phần đầu phía sau bên phải sao cho nó chỉ cách bề mặt của đĩa 15 nanomet hoặc khoảng 100 nguyên tử. Đĩa để tham khảo ở đây là độ dày của một tấm lá nhôm vì cụm cánh tay bay phía trên đĩa quay, nó chỉ nổi lên trên bề mặt khi nó ở tốc độ tối đa và khi đĩa không quay, cụm cánh tay được đặt sang một bên  một miếng nhựa nhỏ ở đây một động cơ cuộn dây thu âm bao gồm một cuộn dây và hai nam châm neodymium mạnh ở trên và dưới được sử dụng để di chuyển toàn bộ cụm tay đòn khi dòng điện chạy qua cuộn dây nó tạo ra một nam châm điện bị ảnh hưởng bởi  do đó, nam châm neodymium tạo ra một lực làm cho cánh tay di chuyển trên đĩa khi có dòng điện ngược truyền qua cuộn dây giọng nói, cánh tay bị ép theo hướng ngược lại, do đó cho phép kiểm soát vị trí chính xác của đầu bên phải Reed trong vòng 30 hoặc lâu hơn nanomet Ngoài ra, nam châm và cuộn dây giọng nói tạo ra một động cơ khá mạnh cho phép lắp ráp cánh tay nhẹ và đầu đọc bên phải di chuyển qua lại các rãnh khác nhau trên đĩa lên tới 20 lần một giây và thực hiện các điều chỉnh nhỏ cực kỳ nhanh để  kết nối với đầu đọc bên phải, một dải dây linh hoạt được định tuyến dọc theo cạnh của cánh tay và xuống đầu nối này để truyền tín hiệu ra bên ngoài vỏ ổ cứng và tới bảng mạch in hoặc PCB trên PCB, chúng ta có phần chính  bộ xử lý cũng như chip dram được sử dụng làm miếng đệm cho bộ xử lý và bộ đệm cho dữ liệu đến và đi được gắn thêm trên mảnh này là một con chip để điều khiển cuộn dây giọng nói và động cơ trục chính DC không chổi than, sau đó ở cạnh của  PCB là một đầu nối SATA kết nối với bo mạch chủ để liên lạc và một đầu nối riêng đi đến nguồn điện.


Các thành phần quan trọng bổ sung là miếng đệm bịt ​​kín đĩa khỏi môi trường bên ngoài và hai bộ lọc bắt mọi hạt bụi đi lạc.
Những bộ lọc này là cần thiết vì các đầu đọc ghi chỉ cách đĩa 15 nanomet và một hạt bụi có thể lớn tới 10.000 nanomet và có thể gây ra thiệt hại lớn nếu nó va chạm với đĩa 7200 RPM mà chúng ta đã xem qua nhiều trong số đó.  các thành phần này hãy xem chúng hoạt động như thế nào để bắt đầu Đĩa được chia thành các vòng tròn đồng tâm của các rãnh.

Các ổ cứng mới nhất có thể có hơn 500 000 rãnh trên chỉ một mặt. Các rãnh này sau đó được chia thành các khu vực và trong mỗi khu vực là một phần mở đầu hoặc Vùng đồng bộ hóa thông báo cho đầu đọc ghi tốc độ chính xác của đĩa quay và độ dài của mỗi bit dữ liệu.
 


Phần tiếp theo của cung là địa chỉ giúp đầu đọc ghi biết rãnh và cung nào hiện đang được định vị sau đó chúng ta có  dữ liệu thực tế được lưu trữ thường có bốn kilobyte dữ liệu cho mỗi khu vực tiếp theo là khu vực dành cho mã sửa lỗi hoặc ECC được sử dụng để xác minh rằng dữ liệu được lưu trữ trong khối được ghi và đọc chính xác và cuối cùng có một khoảng cách giữa khu vực này và khu vực  tiếp theo