HDD, disg galed, gyriant caled - enwau pob dyfais storio data adnabyddus yw'r rhain i gyd. Yn y deunydd hwn byddwn yn dweud wrthych am sail dechnegol gyriannau o'r fath, ynghylch sut y gellir storio gwybodaeth arnynt, ac am naws dechnegol ac egwyddorion gweithredu eraill.
Dyfais gyriant caled
Yn seiliedig ar enw llawn y ddyfais storio hon - gyriant disg caled (HDD) - gallwch chi ddeall yn hawdd beth sydd wrth wraidd ei waith. Oherwydd eu rhad a'u gwydnwch, mae'r cyfryngau storio hyn wedi'u gosod mewn amrywiol gyfrifiaduron: cyfrifiaduron personol, gliniaduron, gweinyddwyr, tabledi, ac ati. Nodwedd nodedig o'r HDD yw'r gallu i storio llawer iawn o ddata, tra bod ganddo ddimensiynau bach iawn. Isod, byddwn yn siarad am ei strwythur mewnol, egwyddorion gweithredu a nodweddion eraill. Dewch inni ddechrau!
Bwrdd Hermoblock ac electroneg
Gelwir y traciau gwydr ffibr gwyrdd a chopr arno, ynghyd â'r cysylltwyr ar gyfer cysylltu'r cyflenwad pŵer a'r jac SATA. bwrdd rheoli (Bwrdd Cylchdaith Argraffedig, PCB). Mae'r gylched integredig hon yn cydamseru gweithrediad y ddisg gyda PC a rheoli'r holl brosesau y tu mewn i'r HDD. Gelwir yr achos alwminiwm du a'r hyn sydd y tu mewn uned wedi'i selio (Cynulliad Pen a Disg, HDA).
Yng nghanol y gylched integredig mae sglodyn mawr - hwn microcontroller (Uned Micro-Reolwyr, MCU). Yn HDD heddiw, mae'r microbrosesydd yn cynnwys dwy gydran: uned gyfrifiadurol ganolog (Uned Prosesydd Canolog, CPU), sy'n delio â'r holl gyfrifiadau, a darllen ac ysgrifennu sianel - dyfais arbennig sy'n trosi signal analog o ben i un arwahanol pan fydd yn brysur yn darllen, ac i'r gwrthwyneb - digidol i analog wrth recordio. Mae gan y microbrosesydd porthladdoedd mewnbwn / allbwnmae'n rheoli'r elfennau sy'n weddill ar y bwrdd ac yn cyfnewid gwybodaeth trwy'r cysylltiad SATA.
Sglodyn arall sydd wedi'i lleoli ar y gylched yw DDR SDRAM (sglodyn cof). Mae ei swm yn pennu cyfaint y storfa gyriant caled. Rhennir y sglodyn hwn yn y cof firmware, wedi'i gynnwys yn rhannol yn y gyriant fflach, a'r byffer sydd ei angen ar y prosesydd er mwyn llwytho'r modiwlau firmware.
Gelwir y trydydd sglodyn rheolydd injan a phen (Rheolydd Modur Llais Coil, rheolwr VCM). Mae'n rheoli ffynonellau pŵer ychwanegol sydd ar y bwrdd. Maent yn cael eu pweru gan ficrobrosesydd a switsh preamp (preamplifier) wedi'i gynnwys yn yr uned wedi'i selio. Mae'r rheolydd hwn yn gofyn am fwy o egni na'r cydrannau eraill ar y bwrdd, gan ei fod yn gyfrifol am gylchdroi'r werthyd a symudiad y pennau. Mae craidd y switsh preamplifier yn gallu gweithio wrth ei gynhesu i 100 ° C! Pan gyflenwir pŵer i'r HDD, mae'r microcontrolwr yn dadlwytho cynnwys y sglodyn fflach i'r cof ac yn dechrau gweithredu'r cyfarwyddiadau a nodir ynddo. Os yw'r cod yn methu â llwytho'n iawn, ni fydd yr HDD hyd yn oed yn gallu cychwyn yr hyrwyddiad. Hefyd, gellir integreiddio cof fflach i'r microcontroller, ac nid yw wedi'i gynnwys ar y bwrdd.
Wedi'i leoli ar y gylched synhwyrydd dirgryniad (synhwyrydd sioc) sy'n pennu lefel yr ysgwyd. Os yw'n ystyried bod ei ddwyster yn beryglus, bydd signal yn cael ei anfon at yr injan a'r rheolydd rheoli pen, ac ar ôl hynny mae'n parcio'r pennau ar unwaith neu'n atal cylchdroi'r HDD yn llwyr. Mewn theori, mae'r mecanwaith hwn wedi'i gynllunio i amddiffyn yr HDD rhag iawndal mecanyddol amrywiol, er yn ymarferol nid yw'n gweithio llawer iddo. Felly, ni ddylech ollwng y gyriant caled, oherwydd gall hyn arwain at weithrediad annigonol y synhwyrydd dirgryniad, a all achosi anweithgarwch llwyr i'r ddyfais. Mae gan rai HDDs synwyryddion sy'n hypersensitif i ddirgryniad, sy'n ymateb i'w amlygiad lleiaf. Mae'r data y mae VCM yn ei dderbyn yn helpu i addasu symudiad y pennau, felly mae gan y disgiau o leiaf ddau synhwyrydd o'r fath.
Dyfais arall sydd wedi'i chynllunio i amddiffyn yr HDD yw cyfyngwr foltedd dros dro (Atal Foltedd Dros Dro, TVS), wedi'i gynllunio i atal methiant posibl rhag ofn y bydd ymchwydd pŵer. Gall fod sawl cyfyngwr o'r fath ar un cylched.
Arwyneb Hermoblock
O dan y bwrdd cylched integredig mae cysylltiadau gan moduron a phennau. Yma gallwch weld twll technegol bron yn anweledig (twll anadl), sy'n cydraddoli'r pwysau y tu mewn a'r tu allan i ardal wedi'i selio'r uned, gan ddinistrio'r myth bod gwactod y tu mewn i'r gyriant caled. Mae ei ardal fewnol wedi'i orchuddio â hidlydd arbennig nad yw'n pasio llwch a lleithder yn uniongyrchol i'r HDD.
Mewnosodiadau herobig
O dan orchudd yr uned wedi'i selio, sy'n haen reolaidd o fetel a gasged rwber sy'n ei amddiffyn rhag lleithder a llwch, mae disgiau magnetig.
Gellir eu galw hefyd crempogau neu platiau (platiau). Gwneir disgiau fel arfer o wydr neu alwminiwm sydd wedi'i rag-sgleinio. Yna maen nhw wedi'u gorchuddio â sawl haen o sylweddau amrywiol, ac mae ferromagnet yn eu plith hefyd - diolch iddo mae'r gallu i recordio a storio gwybodaeth ar ddisg galed. Rhwng y platiau ac uwchlaw'r crempog uchaf mae delimiters (damperi neu wahanyddion). Maent hyd yn oed yn llifo llif aer ac yn lleihau sŵn acwstig. Fel arfer wedi'i wneud o blastig neu alwminiwm.
Mae platiau gwahanydd, a oedd wedi'u gwneud o alwminiwm, yn ymdopi'n well â gostwng tymheredd yr aer y tu mewn i'r parth wedi'i selio.
Bloc pen magnetig
Ar bennau'r cromfachau sydd wedi'u lleoli yn bloc pen magnetig (Head Stack Assembly, HSA), mae pennau darllen / ysgrifennu wedi'u lleoli. Pan fydd y werthyd yn cael ei stopio, dylent fod yn yr ardal goginio - dyma'r man lle mae pennau disg galed sy'n gweithio wedi'u lleoli ar adeg pan nad yw'r siafft yn gweithio. Mewn rhai HDDs, mae parcio yn digwydd ar fannau paratoi plastig sydd y tu allan i'r platiau.
Ar gyfer gweithrediad arferol y ddisg galed, mae angen aer glân â phosibl sy'n cynnwys lleiafswm o ronynnau tramor. Dros amser, mae micropartynnau o iraid a metel yn ffurfio yn y dreif. Er mwyn eu hallbwn, mae HDDs wedi'u cyfarparu hidlwyr cylchrediad (hidlydd ail-gylchredeg), sy'n casglu ac yn dal gronynnau bach iawn o sylweddau yn gyson. Fe'u gosodir yn llwybr ceryntau aer, sy'n cael eu ffurfio oherwydd cylchdroi'r platiau.
Mae magnetau neodymiwm wedi'u gosod yn yr HDD, a all ddenu a dal pwysau a all fod 1300 gwaith yn fwy na'i bwysau ei hun. Pwrpas y magnetau hyn yn yr HDD yw cyfyngu ar symudiad y pennau trwy eu dal uwchben crempogau plastig neu alwminiwm.
Rhan arall o'r bloc pen magnetig yw coil (coil llais). Ynghyd â magnetau, mae'n ffurfio Gyriant BMGsydd ynghyd â BMG yn saflewr (actuator) - dyfais sy'n symud y pennau. Gelwir y mecanwaith amddiffynnol ar gyfer y ddyfais hon clamp (clicied actuator). Mae'n rhyddhau'r BMG cyn gynted ag y bydd y werthyd wedi ennill digon o gyflymder. Yn y broses o ryddhau, mae pwysedd aer yn gysylltiedig. Mae'r glicied yn atal unrhyw symud y pennau yn y cyflwr paratoi.
O dan y BMG bydd dwyn manwl gywirdeb. Mae'n cynnal llyfnder a chywirdeb yr uned hon. Mae yna hefyd ran wedi'i gwneud o aloi alwminiwm, a elwir rociwr (braich). Ar ei ddiwedd, ar ataliad gwanwyn, mae pennau wedi'u lleoli. O'r rociwr yn mynd cebl hyblyg (Cylchdaith Argraffedig Hyblyg, FPC), gan arwain at y pad sy'n cysylltu â'r bwrdd electroneg.
Dyma'r coil sydd wedi'i gysylltu â'r cebl:
Yma gallwch weld y dwyn:
Dyma gysylltiadau BMG:
Gasged (gasged) yn helpu i sicrhau gafael tynn. Oherwydd hyn, mae aer yn mynd i mewn i'r uned gyda disgiau a phennau dim ond trwy agoriad sy'n cynyddu'r pwysau. Mae cysylltiadau'r ddisg hon wedi'u gorchuddio â'r goreuro gorau, sy'n gwella dargludedd.
Cynulliad Braced nodweddiadol:
Ar ddiwedd y gwanwyn mae ataliadau yn rhannau bach eu maint - llithryddion (llithryddion). Maent yn helpu i ddarllen ac ysgrifennu data trwy godi'r pen uwchben y platiau. Mewn gyriannau modern, mae pennau'n gweithio ar bellter o 5-10 nm o wyneb crempogau metel. Mae elfennau ar gyfer darllen ac ysgrifennu gwybodaeth i'w gweld ym mhen eithaf y llithryddion. Maent mor fach fel mai dim ond gan ddefnyddio microsgop y gellir eu gweld.
Nid yw'r rhannau hyn yn hollol wastad, gan fod rhigolau aerodynamig arnynt, sy'n sefydlogi uchder hedfan y llithrydd. Mae'r aer oddi tano yn creu gobennydd (Arwyneb Gan Aer, ABS), sy'n cynnal arwynebau plât hedfan cyfochrog.
Preamplifier - sglodyn sy'n gyfrifol am reoli'r pennau ac ymhelaethu ar y signal iddynt neu oddi wrthynt. Mae wedi'i leoli'n uniongyrchol yn y BMG, oherwydd nid oes gan y signal y mae'r pennau'n ei gynhyrchu ddigon o bŵer (tua 1 GHz). Heb fwyhadur mewn man wedi'i selio, byddai wedi gwasgaru ar hyd y llwybr i'r gylched integredig.
O'r ddyfais hon tuag at y pennau mae mwy o draciau nag i'r parth tynn. Esbonnir hyn gan y ffaith mai dim ond ar adeg benodol y gall disg galed ryngweithio ag un ohonynt. Mae'r microbrosesydd yn anfon ceisiadau at y rhagosodwr fel ei fod yn dewis y pen a ddymunir. O'r ddisg i bob un ohonynt mae sawl trac. Maent yn gyfrifol am seilio, darllen ac ysgrifennu, rheoli gyriannau bach, gweithio gydag offer magnetig arbennig a all reoli'r llithrydd, sy'n caniatáu cynyddu cywirdeb y pennau. Dylai un ohonynt arwain at wresogydd, sy'n rheoleiddio uchder eu hediad. Mae'r dyluniad hwn yn gweithio fel hyn: trosglwyddir gwres o'r gwresogydd i'r ataliad, sy'n cysylltu'r llithrydd a'r rociwr. Mae'r ataliad yn cael ei greu o aloion sydd â pharamedrau ehangu gwahanol i'r gwres sy'n dod i mewn. Gyda thymheredd cynyddol, mae'n plygu tuag at y plât, a thrwy hynny leihau'r pellter ohono i'r pen. Gyda gostyngiad yn y gwres, mae'r effaith gyferbyn yn digwydd - mae'r pen yn symud i ffwrdd o'r crempog.
Dyma sut mae'r gwahanydd uchaf yn edrych:
Yn y llun hwn mae parth tynn heb floc o bennau a gwahanydd uchaf. Gallwch hefyd sylwi ar y magnet is a cylch pwysau (clamp platiau):
Mae'r cylch hwn yn dal blociau crempog gyda'i gilydd, gan atal unrhyw symud mewn perthynas â'i gilydd:
Mae'r platiau eu hunain yn cael eu taro ymlaen siafft (canolbwynt gwerthyd):
A dyma beth sydd o dan y plât uchaf:
Fel y gallwch weld, mae'r lle ar gyfer y pennau yn cael ei greu gan ddefnyddio arbennig modrwyau spacer (modrwyau spacer). Mae'r rhain yn rhannau manwl uchel sy'n cael eu gwneud o aloion neu bolymerau anfagnetig:
Ar waelod yr uned bwysedd mae lle i gydraddoli pwysau, wedi'i leoli'n uniongyrchol o dan yr hidlydd aer. Mae'r aer sydd y tu allan i'r uned wedi'i selio, wrth gwrs, yn cynnwys gronynnau llwch. I ddatrys y broblem hon, mae hidlydd amlhaenog wedi'i osod, sy'n llawer mwy trwchus na'r un hidlydd crwn. Weithiau gellir dod o hyd i olion gel silicad arno, a ddylai amsugno'r holl leithder ynddo'i hun:
Casgliad
Roedd yr erthygl hon yn darparu disgrifiad manwl o fewnolion yr HDD. Gobeithiwn fod y deunydd hwn yn ddiddorol i chi ac wedi helpu i ddysgu llawer o faes offer cyfrifiadurol.
