Tá sé maighnéadach. Tá sé leictreach. Is fótónach é. Ní hea, ní tríréad sárlaoch nua é seo ó na Cruinne Marvel. Baineann sé lenár sonraí digiteacha luachmhara a stóráil. Ní mór dúinn iad a stóráil áit éigin, sábháilte agus cobhsaí, ionas gur féidir linn rochtain a fháil orthu agus iad a athrú i bhfaiteadh na súl. Déan dearmad ar Iron Man agus Thor - táimid ag caint faoi thiomáineann crua!
Mar sin déanaimis tumadh isteach in anatamaíocht na ngléasanna a úsáidimid inniu chun na billiúin giotán sonraí a stóráil.
Casann tú mé ceart, a ghasúir
Meicniúil stóráil tiomáint crua (tiomáint diosca crua, HDD) an caighdeán stórála do ríomhairí ar fud an domhain ar feadh níos mó ná 30 bliain, ach tá an teicneolaíocht taobh thiar dó i bhfad níos sine.
D'eisigh IBM an chéad HDD tráchtála , bhí a chumas chomh mór le 3,75 MB. Agus go ginearálta, thar na blianta seo go léir níl mórán athrú tagtha ar struchtúr ginearálta an tiomána. Tá dioscaí ann fós a úsáideann maighnéadú chun sonraí a stóráil, agus tá gléasanna ann chun na sonraí sin a léamh/a scríobh. Athraithe Mar an gcéanna, agus an-láidir, tá an méid sonraí is féidir a stóráil orthu.
I 1987 bhí sé indéanta ar feadh thart ar $350; Inniu is féidir leat 14 TB a cheannach: in 700 000 uair an toirt.
Breathnóimid ar fheiste nach bhfuil díreach mar an gcéanna, ach freisin réasúnta de réir caighdeáin nua-aimseartha: an Seagate Barracuda 3,5 TB HDD 3-orlach, go háirithe, an tsamhail , notorious as a и . Tá an tiomáint atá á staidéar againn marbh cheana féin, mar sin beidh sé seo níos cosúla le hútóipse ná le ceacht anatamaíochta.
Is miotail theilgthe formhór an tiomántáin chrua. Is féidir leis na fórsaí taobh istigh den fheiste le linn úsáide gníomhach a bheith sách tromchúiseach, agus mar sin cuireann miotail tiubh cosc ar lúbadh agus creathadh an cháis. Úsáideann fiú HDDanna bídeacha 1,8-orlach miotail mar ábhar tithíochta, ach de ghnáth déantar iad as alúmanam seachas cruach toisc go gcaithfidh siad a bheith chomh héadrom agus is féidir.
Ag casadh an tiomáint os a chionn, feicimid bord ciorcad priontáilte agus roinnt chónaisc. Úsáidtear an cónascaire ag barr an bhoird don mhótar a rothlaíonn na dioscaí, agus is bioráin gheansaí iad na trí bhun (ó chlé go deas) a ligeann duit an tiomáint a chumrú le haghaidh cumraíochtaí áirithe, cónascaire sonraí SATA (Srathach ATA). , agus cónascaire cumhachta SATA.
Tháinig sraitheach ATA den chéad uair sa bhliain 2000. I ríomhairí deisce, is é seo an córas caighdeánach a úsáidtear chun tiomántáin a nascadh leis an gcuid eile den ríomhaire. Rinneadh go leor leasuithe ar an tsonraíocht formáide, agus tá leagan 3.4 in úsáid againn faoi láthair. Is leagan níos sine é ár gcorp tiomáint crua, ach níl an difríocht ach bioráin amháin sa chónascaire cumhachta.
I naisc sonraí, úsáidtear é chun sonraí a fháil agus a fháil. : Úsáidtear pionnaí A+ agus A- le haghaidh aistriú treoracha agus sonraí chuig an tiomántán crua, agus bioráin B le haghaidh ag fáil na comharthaí seo. Laghdaíonn an úsáid seo de sheoltóirí péireáilte go mór éifeacht torainn leictreach ar an gcomhartha, rud a chiallaíonn gur féidir leis an bhfeiste oibriú níos tapúla.
Má labhairt linn faoi chumhacht, feicimid go bhfuil an cónascaire péire teagmhálacha de gach voltas (+3.3, +5 agus +12V); áfach, ní úsáidtear an chuid is mó díobh toisc nach bhfuil mórán cumhachta ag teastáil ó HDDs. Úsáideann an tsamhail Seagate áirithe seo níos lú ná 10 vata faoi ualach gníomhach. Úsáidtear teagmhálaithe marcáilte PC le haghaidh réamhmhuirear: Ligeann an ghné seo duit an tiomántán crua a bhaint agus a nascadh fad a leanann an ríomhaire ag obair (ar a dtugtar malartú te).
Ligeann teagmháil le clib PWDIS tiomáint crua, ach ní thacaítear leis an bhfeidhm seo ach ó leagan SATA 3.3, mar sin i mo thiomáint níl ann ach líne cumhachta + 3.3V eile. Agus insíonn an bioráin dheireanach, lipéadaithe SSU, don ríomhaire an dtacaíonn an tiomántán crua le teicneolaíocht sníomh seicheamhach. tuislithe casadh suas.
Sula bhféadfaidh an ríomhaire iad a úsáid, ní mór do na thiomáineann taobh istigh den fheiste (a fheicfimid go luath) casadh suas go luas iomlán. Ach má tá go leor tiomántán crua suiteáilte sa mheaisín, ansin is féidir le hiarratas cumhachta comhuaineach tobann dochar a dhéanamh don chóras. Má dhéantar na fearsaidí de réir a chéile, cuireann sé deireadh leis an bhféidearthacht fadhbanna den sórt sin go hiomlán, ach beidh ort fanacht cúpla soicind sula bhfaighidh tú rochtain iomlán ar an HDD.
Trí an bord ciorcad a bhaint, is féidir leat a fheiceáil conas a nascann sé leis na comhpháirteanna taobh istigh den fheiste. HDD nach bhfuil séalaithe, cé is moite de ghléasanna a bhfuil cumais an-mhór acu - úsáideann siad héiliam in ionad aer toisc go bhfuil sé i bhfad níos lú dlúth agus cruthaíonn sé níos lú fadhbanna i dtiomáineann le líon mór dioscaí. Ar an láimh eile, níor cheart duit tiomántáin thraidisiúnta a nochtadh don timpeallacht oscailte.
A bhuíochas le húsáid chónaisc den sórt sin, íoslaghdaítear líon na bpointí iontrála trína bhféadfaidh salachar agus deannach a fháil taobh istigh den tiomáint; tá poll sa chás miotail (an ponc mór bán sa chúinne íochtair ar chlé den íomhá) a ligeann do bhrú comhthimpeallach fanacht taobh istigh.
Anois go bhfuil an PCB bainte, déanaimis féachaint ar cad atá taobh istigh. Tá ceithre phríomh-sliseanna ann:
- LSI B64002: Príomh-sliseanna rialtóra a phróiseálann treoracha, a aistríonn sruthanna sonraí isteach agus amach, a cheartaíonn earráidí, etc.
- Samsung K4T51163QJ: 64 MB DDR2 SDRAM clogáilte ag 800 MHz, a úsáidtear le haghaidh taisceadh sonraí
- MCKXL Smooth: rialaíonn an mótar a casadh na dioscaí
- Winbond 25Q40BWS05: 500 KB de chuimhne flash sraitheach a úsáidtear chun firmware an tiomántáin a stóráil (beagán cosúil le BIOS ríomhaire)
Féadfaidh na comhpháirteanna PCB de HDDanna éagsúla a bheith éagsúil. Éilíonn méideanna níos mó níos mó taisce (is féidir suas le 256 MB de DDR3 a bheith ag na arrachtaigh is nua-aimseartha), agus d'fhéadfadh go mbeadh an príomh-sliseanna rialaitheora beagán níos sofaisticiúla maidir le láimhseáil earráidí, ach ar an iomlán níl na difríochtaí chomh mór sin.
Tá sé éasca an tiomáint a oscailt, níl le déanamh ach cúpla bolt Torx agus voila a dhíscriú! Táimid istigh...
Ós rud é go dtógann sé an chuid is mó den fheiste, tarraingítear ár n-aird láithreach ar an gciorcal mór miotail; tá sé éasca a thuiscint cén fáth a dtugtar tiomántáin diosca. Tá sé ceart glaoch orthu plátaí; tá siad déanta as gloine nó alúmanam agus brataithe le roinnt sraitheanna d'ábhair éagsúla. Tá trí platters ag an tiomáint 3TB seo, rud a chiallaíonn gur chóir 500GB a stóráil ar gach taobh d'aon platter.
Tá an íomhá go leor deannaigh, ní hionann plátaí salach den sórt sin le cruinneas an dearadh agus na déantúsaíochta is gá chun iad a dhéanamh. In ár sampla HDD, tá an diosca alúmanaim féin 0,04 orlach (1 mm) tiubh, ach snasta a mhéid is go bhfuil airde meán na diallais ar an dromchla níos lú ná 0,000001 orlach (thart ar 30 nm).
Níl an bunchiseal ach 0,0004 orlach (10 miocrón) domhain agus tá sé comhdhéanta de shraith iolrach ábhar a chuirtear ar an miotal. Déantar iarratas trí úsáid a bhaint as ina dhiaidh sin , an diosca a ullmhú le haghaidh na n-ábhar maighnéadach bunúsach a úsáidtear chun sonraí digiteacha a stóráil.
De ghnáth is cóimhiotal cóbalt casta é an t-ábhar seo agus tá sé comhdhéanta de chiorcail chomhlárnacha, gach ceann acu thart ar 0,00001 orlach (thart ar 250 nm) ar leithead agus 0,000001 orlach (25 nm) domhain. Ag an leibhéal micrea, cruthaíonn cóimhiotail miotail grán cosúil le boilgeoga gallúnach ar dhromchla an uisce.
Tá a réimse maighnéadach féin ag gach grán, ach is féidir é a chlaochlú i dtreo áirithe. Is giotáin sonraí (0anna agus 1anna) a bhíonn mar thoradh ar réimsí den sórt sin a ghrúpáil. Más mian leat tuilleadh a fhoghlaim faoin ábhar seo, léigh ansin Ollscoil Yale. Is ciseal carbóin iad na bratuithe deiridh le haghaidh cosanta, agus ansin polaiméir chun cuimilte teagmhála a laghdú. Le chéile níl siad níos mó ná 0,0000005 orlach (12 nm) tiubh.
Feicfimid go luath cén fáth nach mór na sliseoga a mhonarú de réir lamháltais chomh daingean, ach is ábhar iontais fós é sin a thuiscint. Is féidir leat a bheith i do úinéir bródúil as feiste a mhonaraítear le cruinneas nanaiméadar!
Mar sin féin, a ligean ar dul ar ais go dtí an HDD féin agus a fheiceáil cad eile atá ann.
Taispeánann an dath buí an clúdach miotail a cheangail an pláta go daingean leis an mótar leictreach tiomáint fearsaid - tiomántán leictreach a rothlaíonn na dioscaí. Sa HDD seo rothlaíonn siad ag minicíocht 7200 rpm (réabhlóidí/nóiméad), ach i múnlaí eile féadfaidh siad oibriú níos moille. Tá torann agus tomhaltas cumhachta níos ísle ag tiomántáin mall, ach freisin luas níos ísle, agus is féidir le tiomántáin níos tapúla luasanna 15 rpm a bhaint amach.
Chun damáiste de bharr deannaigh agus taise aeir a laghdú, bain úsáid as scagaire athfhillte (cearnóg glas), ag bailiú cáithníní beaga agus iad a choinneáil taobh istigh. Cinntíonn aer a ghluaiseann trí rothlú na plátaí sreabhadh leanúnach tríd an scagaire. Os cionn na dioscaí agus in aice leis an scagaire tá ceann amháin de thrí deighilteoirí pláta: ag cabhrú le creathadh a laghdú agus sreabhadh aeir a chothabháil chomh cothrom agus is féidir.
Sa chuid uachtarach ar chlé den íomhá, léiríonn an chearnóg ghorm ceann amháin den dá bharra-mhaighnéad buan. Soláthraíonn siad an réimse maighnéadach is gá chun an comhpháirt a léirítear i dearg a bhogadh. Déanaimis na sonraí seo a scaradh chun iad a fheiceáil níos fearr.
Is é an rud atá cosúil le paiste bán ná scagaire eile, ní dhéanann ach an ceann seo scagadh ar na cáithníní agus na gáis a théann isteach ón taobh amuigh tríd an bpoll a chonaic muid thuas. Tá spikes miotail luamháin gluaiseachta ceann, ar a bhfuil siad suite cinn léigh-scríobh tiomáint crua. Bogann siad ar luas iontach ar feadh dhromchla na plátaí (uachtair agus íochtair).
Féach ar an bhfíseán seo cruthaithe ag féachaint cé chomh tapa agus atá siad:
Ní úsáideann an dearadh aon rud cosúil ; Chun na luamháin a bhogadh, cuirtear sruth leictreach trí solanóideach ag bun na luamháin.
Go ginearálta tugtar orthu , toisc go n-úsáideann siad an prionsabal céanna a úsáidtear i gcainteoirí agus micreafóin chun seicní a bhogadh. Gineann an sruth réimse maighnéadach timpeall orthu, a imoibríonn leis an réimse cruthaithe ag na maighnéid buana.
Ná déan dearmad go rianta sonraí beag bídeach, mar sin ní mór go mbeadh suíomh na n-arm thar a bheith beacht, díreach cosúil le gach rud eile sa tiomáint. Tá luamháin ilchéime ag roinnt tiomántán crua a dhéanann athruithe beaga ar threo cuid amháin den luamhán iomlán.
Tá rianta sonraí ag roinnt tiomántán crua a fhorluíonn dá chéile. Tugtar an teicneolaíocht seo (taifeadadh maighnéadach shingle), agus tá a riachtanais maidir le cruinneas agus suíomh (is é sin, pointe amháin a bhuail i gcónaí) níos déine fós.
Ag deireadh na n-arm tá cinnirí léamh-scríofa an-íogair. Tá 3 platters agus 6 cloigeann inár HDD, agus gach ceann acu snámháin os cionn an diosca mar a rothlaíonn sé. Chun seo a bhaint amach, cuirtear na cinnirí ar fionraí ar stiallacha miotail ultra-tanaí.
Agus anseo is féidir linn a fheiceáil cén fáth a bhfuair ár n-eiseamal anatamaíocha bás - d'éirigh ceann amháin de na cinn ar a laghad scaoilte, agus is cuma cad ba chúis leis an damáiste tosaigh lúbadh ceann de na hairm freisin. Tá comhpháirt iomlán an chinn chomh beag sin, mar a fheiceann tú thíos, go bhfuil sé an-deacair pictiúr maith a fháil de le ceamara rialta.
Mar sin féin, is féidir linn na codanna aonair a thógáil óna chéile. Is cuid a mhonaraítear go speisialta é an bloc liath ar a dtugtar "sleamhnán": De réir mar a rothlaíonn an diosca faoi, cruthaíonn an sreabhadh aer ardaitheoir, ag tógáil an ceann as an dromchla. Agus nuair a deirimid “ardaitheoirí,” is éard atá i gceist againn bearna nach bhfuil ach 0,0000002 orlach ar leithead, nó níos lú ná 5 nm.
Ar bith eile, agus ní bheidh na cinnirí in ann athruithe i réimsí maighnéadacha an rian a aithint; dá mbeadh na cinn ina luí ar an dromchla, ní dhéanfaidís ach an sciath a scratáil. Sin é an fáth go gcaithfidh tú an t-aer a scagadh taobh istigh den chás tiomána: ní dhéanfaidh deannaigh agus taise ar dhromchla an tiomáint ach na cinnirí a bhriseadh.
Cuidíonn "cuaille" miotail bídeach ag deireadh an chinn le haeraidinimic iomlán. Mar sin féin, chun na codanna a dhéanann an léitheoireacht agus an scríbhneoireacht a fheiceáil, ní mór dúinn grianghraf níos fearr.
San íomhá seo de thiomáint crua eile, tá na gléasanna léite/scríofa faoi na naisc leictreacha go léir. Déanann an córas an taifeadadh (ionduchtú scannán tanaí, TFI), agus léamh - feiste (feiste maighnéadoresistive tollánaithe, TMR).
Tá na comharthaí a tháirgtear trí TMR an-lag agus ní mór iad a chur trí aimplitheoir chun leibhéil a mhéadú sula seoltar iad. Tá an sliseanna atá freagrach as seo suite in aice le bonn na luamháin san íomhá thíos.
Mar a dúradh sa réamhrá don alt, is beag athrú a tháinig ar chomhpháirteanna meicniúla agus ar phrionsabal oibriúcháin tiomáint crua thar na blianta. An chuid is mó ar fad, feabhsaíodh teicneolaíocht na rianta maighnéadacha agus na cinn inléite, rud a chruthaigh rianta atá ag éirí níos cúinge agus níos dlúithe, rud a d'eascair méadú ar an méid faisnéise stóráilte ar deireadh thiar.
Mar sin féin, tá teorainneacha luais soiléire ag tiomántáin chrua mheicniúla. Tógann sé am chun na luamháin a aistriú go dtí an suíomh atá ag teastáil, agus má tá na sonraí scaipthe thar rianta éagsúla ar platters éagsúla, ansin beidh an tiomáint a chaitheamh go leor cúpla microseconds cuardach le haghaidh giotán.
Sula mbogaimid ar aghaidh go dtí cineál eile tiomána, cuirimis in iúl an neasluas atá ag HDD tipiciúil. D’úsáideamar an tagarmharc chun an tiomántán crua a mheas :
Léiríonn an chéad dá líne líon na MB in aghaidh an tsoicind nuair a léann agus scríobhann seicheamhach (liosta fada, leanúnach) agus randamach (aistrithe ar fud an tiomántáin ar fad). Taispeánann an chéad líne eile an luach IOPS, is é sin líon na n-oibríochtaí I/O a dhéantar gach soicind. Taispeánann an líne dheireanach an mheánfhanachta (am i micrishoicindí) idir oibríocht léamh nó scríobh a tharchur agus na luachanna sonraí a fháil.
Go ginearálta, déanaimid ár ndícheall a chinntiú go bhfuil na luachanna sa chéad trí líne chomh mór agus is féidir, agus sa líne dheireanach chomh beag agus is féidir. Ná bíodh imní ort faoi na huimhreacha iad féin, ní úsáidfimid ach iad chun comparáid a dhéanamh nuair a fhéachaimid ar chineál eile tiomána: an tiomántán soladstaide.
Foinse: will.com