Nws yog magnetic. Nws yog hluav taws xob. Nws yog photonic. Tsis yog, qhov no tsis yog qhov tshiab superhero trio los ntawm Marvel ntug. Nws yog hais txog kev khaws cia peb cov ntaub ntawv muaj nuj nqis digital. Peb yuav tsum khaws cia rau qhov chaw, ruaj ntseg thiab ruaj khov, yog li peb tuaj yeem nkag mus thiab hloov pauv lawv nyob rau hauv ib lub qhov muag. Tsis nco qab Iron Man thiab Thor - peb tab tom tham txog hard drives!
Yog li cia peb dhia mus rau hauv lub cev ntawm cov cuab yeej peb siv niaj hnub no los khaws ntau lab cov ntaub ntawv.
Koj tig kuv puag ncig, tus me nyuam
Mechanical hard drive cia (hard disk drive, HDD) tau ua tus txheej txheem cia rau cov khoos phis tawj thoob ntiaj teb rau ntau tshaj 30 xyoo, tab sis cov thev naus laus zis tom qab nws laus dua.
IBM tso tawm thawj qhov kev lag luam HDD , nws muaj peev xwm ntau npaum li 3,75 MB. Thiab nyob rau hauv dav dav, nyob rau hauv tag nrho cov xyoo no cov qauv ntawm tus tsav tsis tau hloov ntau. Nws tseem muaj cov disks uas siv magnetization khaws cov ntaub ntawv, thiab muaj cov khoom siv los nyeem / sau cov ntaub ntawv. Hloov Ib yam, thiab muaj zog heev, yog cov ntaub ntawv uas tuaj yeem khaws cia rau ntawm lawv.
Xyoo 1987 tau ua tau txog $350; Hnub no koj tuaj yeem yuav 14 TB: hauv 700 000 lub sij hawm lub ntim.
Peb yuav saib cov cuab yeej uas tsis zoo ib yam, tab sis kuj tsim nyog los ntawm cov qauv niaj hnub: 3,5-nti HDD Seagate Barracuda 3 TB, tshwj xeeb tshaj yog cov qauv. , notorious rau nws ΠΈ . Lub tsav peb tab tom kawm twb tuag lawm, yog li qhov no yuav zoo li kev txiav txim siab ntau dua li kev qhia txog kev xav ntawm lub cev.
Feem ntau ntawm lub hard drive yog cam khwb cia hlau. Cov rog hauv cov cuab yeej siv thaum lub sijhawm siv zog tuaj yeem ua rau hnyav heev, yog li cov hlau tuab tiv thaiv kev khoov thiab kev co ntawm rooj plaub. Txawm tias me me 1,8-nti HDDs siv hlau ua cov khoom siv vaj tsev, tab sis lawv feem ntau yog ua los ntawm txhuas es tsis yog hlau vim lawv yuav tsum tau ua kom lub teeb li sai tau.
Tig lub tsav dhau, peb pom lub rooj tsav xwm luam tawm thiab ntau qhov txuas. Lub connector nyob rau sab saum toj ntawm lub rooj tsavxwm yog siv rau lub cev muaj zog uas tig lub disks, thiab hauv qab peb (los ntawm sab laug mus rau sab xis) yog jumper pins uas tso cai rau koj mus configure tus tsav rau tej configurations, ib tug SATA (Serial ATA) cov ntaub ntawv connector , thiab SATA fais fab txuas.
Serial ATA thawj zaug tshwm sim hauv 2000. Hauv cov khoos phis tawj desktop, qhov no yog tus qauv siv los txuas cov tsav mus rau lwm lub computer. Cov ntawv qhia tshwj xeeb tau dhau los ntau qhov kev hloov kho, thiab tam sim no peb tab tom siv version 3.4. Peb lub hard drive corpse yog ib tug laus version, tab sis qhov txawv tsuas yog ib tug pin nyob rau hauv lub hwj chim connector.
Hauv kev sib txuas cov ntaub ntawv, nws yog siv los txais thiab txais cov ntaub ntawv. : Pins A + thiab A- yog siv rau hloov cov lus qhia thiab cov ntaub ntawv rau lub hard drive, thiab pins B yog rau txais cov cim. Qhov kev siv cov khoom sib txuas ua ke no txo ββqis qhov cuam tshuam ntawm hluav taws xob nrov ntawm lub teeb liab, txhais tau tias lub cuab yeej tuaj yeem ua haujlwm sai dua.
Yog hais tias peb tham txog lub hwj chim, peb pom tias lub connector muaj ib tug khub ntawm kev sib cuag ntawm txhua qhov voltage (+3.3, +5 thiab +12V); Txawm li cas los xij, feem ntau ntawm lawv tsis siv vim tias HDDs tsis xav tau ntau lub zog. Cov qauv Seagate tshwj xeeb no siv tsawg dua 10 watts nyob rau hauv lub cev muaj zog. Cov kab mob uas cim PC yog siv rau them ua ntej: Qhov no tso cai rau koj tshem tawm thiab txuas lub hard drive thaum lub computer tseem ua haujlwm (qhov no hu ua kub swapping).
Tiv tauj nrog PWDIS tag tso cai hard drive, tab sis qhov kev ua haujlwm no tsuas yog txhawb nqa los ntawm version SATA 3.3, yog li hauv kuv lub tsav nws tsuas yog lwm +3.3V fais fab kab. Thiab tus pin kawg, sau tias SSU, tsuas yog qhia rau lub computer seb lub hard drive puas txhawb nqa cov cuab yeej sib txuas. staggered tig.
Ua ntej lub khoos phis tawj siv tau, cov tsav tsheb hauv lub cuab yeej (uas peb yuav pom sai sai) yuav tsum tig mus rau qhov nrawm. Tab sis yog tias muaj ntau lub hard drives ntsia hauv lub tshuab, tom qab ntawd qhov kev thov tam sim lub zog tuaj yeem ua mob rau lub cev. Maj mam tig cov spindles kiag li tshem tawm qhov ua tau ntawm cov teeb meem zoo li no, tab sis koj yuav tsum tau tos ob peb feeb ua ntej nkag mus rau HDD tag nrho.
Los ntawm kev tshem tawm lub rooj tsav xwm hauv Circuit Court, koj tuaj yeem pom tias nws txuas mus rau cov khoom hauv lub cuab yeej li cas. HDD tsis kaw, tsuas yog qhov kev zam ntawm cov cuab yeej nrog ntau heev muaj peev xwm - lawv siv helium es tsis txhob muaj huab cua vim tias nws muaj teeb meem tsawg dua hauv kev tsav tsheb nrog ntau cov disks. Ntawm qhov tod tes, koj yuav tsum tsis txhob nthuav tawm cov kev sib xyaw ua ke rau qhov chaw qhib.
Ua tsaug rau kev siv cov khoom sib txuas zoo li no, tus naj npawb ntawm cov ntsiab lus nkag los ntawm cov av thiab plua plav tuaj yeem nkag mus rau hauv tus tsav yog txo; muaj ib lub qhov nyob rau hauv cov ntaub ntawv hlau (qhov loj dawb dot nyob rau sab laug ces kaum ntawm daim duab) uas tso cai rau ambient siab nyob rau hauv.
Tam sim no hais tias PCB raug tshem tawm, cia peb saib dab tsi nyob hauv. Muaj plaub lub ntsiab chips:
- LSI B64002: Lub ntsiab tswj nti uas ua cov lus qhia, hloov cov ntaub ntawv ntws tawm hauv thiab tawm, kho qhov yuam kev, thiab lwm yam.
- Samsung K4T51163QJ: 64 MB DDR2 SDRAM clocked ntawm 800 MHz, siv rau cov ntaub ntawv caching
- Smooth MCKXL: tswj lub cev muaj zog uas tig cov discs
- Winbond 25Q40BWS05: 500 KB ntawm serial flash nco siv los khaws cov tsav lub firmware (me ntsis zoo li lub khoos phis tawj BIOS)
PCB Cheebtsam ntawm HDD sib txawv yuav txawv. Qhov loj dua yuav tsum tau cache ntau dua (cov monsters niaj hnub tshaj plaws tuaj yeem muaj txog 256 MB ntawm DDR3), thiab lub ntsiab tswj nti yuav ua tau me ntsis ntxiv hauv kev ua yuam kev, tab sis tag nrho qhov sib txawv tsis zoo li ntawd.
Qhib lub tsav yog ib qho yooj yim, tsuas yog unscrew ob peb Torx bolts thiab voila! Peb nyob hauv ...
Muab hais tias nws yuav siv sij hawm ntau ntawm cov cuab yeej, peb cov xim tam sim ntawd kos rau lub voj voog hlau loj; nws yooj yim to taub yog vim li cas drives thiaj li hu ua disk. Nws yog qhov tseeb los hu lawv daim hlau; lawv yog ua los ntawm iav los yog txhuas thiab coated nrog ob peb txheej ntawm cov khoom sib txawv. Lub 3TB tsav no muaj peb lub platters, txhais tau tias 500GB yuav tsum muab khaws cia rau ntawm txhua sab ntawm ib lub platter.
Cov duab yog plua plav heev, xws li cov paib qias neeg tsis phim qhov tseeb ntawm kev tsim thiab kev tsim khoom yuav tsum tau ua rau lawv. Hauv peb qhov piv txwv HDD, aluminium disk nws tus kheej yog 0,04 nti (1 mm) tuab, tab sis polished rau qhov uas qhov nruab nrab qhov siab ntawm qhov sib txawv ntawm qhov saum npoo yog tsawg dua 0,000001 nti (kwv yees li 30 nm).
Lub hauv paus txheej tsuas yog 0,0004 ntiv tes (10 microns) sib sib zog nqus thiab muaj ntau txheej txheej ntawm cov ntaub ntawv tso rau hauv cov hlau. Daim ntawv thov yog ua tiav siv ua raws li , npaj cov disk rau cov khoom siv hlau nplaum yooj yim siv los khaws cov ntaub ntawv digital.
Cov khoom no feem ntau yog ib qho nyuaj cobalt alloy thiab yog tsim los ntawm concentric voj voog, txhua qhov kwv yees li 0,00001 ntiv tes (kwv yees 250 nm) dav thiab 0,000001 ntiv tes (25 nm) tob. Nyob rau theem micro, hlau alloys tsim cov nplej zoo ib yam li xab npum npuas rau saum npoo dej.
Txhua nplej muaj nws tus kheej magnetic teb, tab sis nws muaj peev xwm hloov mus rau hauv ib tug muab kev taw qhia. Kev faib cov teb no ua rau cov ntaub ntawv me me (0s thiab 1s). Yog tias koj xav kawm ntxiv txog lub ncauj lus no, nyeem Yale University. Cov txheej txheej kawg yog txheej carbon rau kev tiv thaiv, thiab tom qab ntawd ib lub polymer kom txo tau kev sib txhuam. Ua ke lawv tsis ntau tshaj 0,0000005 nti (12 nm) tuab.
Peb mam li pom sai sai no vim li cas cov wafers yuav tsum tau tsim kom muaj kev tiv thaiv nruj, tab sis nws tseem ceeb kom paub tias Koj tuaj yeem dhau los ua tus tswv zoo siab ntawm cov cuab yeej tsim nrog nanometer precision!
Txawm li cas los xij, cia peb rov qab mus rau HDD nws tus kheej thiab saib dab tsi ntxiv hauv nws.
Cov xim daj qhia txog cov hlau npog uas ruaj ntseg fastens lub phaj rau spindle tsav electric motor - lub zog tsav uas tig cov disks. Hauv HDD no lawv tig ntawm qhov zaus ntawm 7200 rpm (revolutions / min), tab sis hauv lwm cov qauv lawv yuav ua haujlwm qeeb dua. Cov tsav qeeb qeeb muaj suab nrov qis thiab siv zog, tab sis kuj txo qis, thaum tsav ceev tuaj yeem ncav cuag qhov nrawm ntawm 15 rpm.
Txhawm rau txo kev puas tsuaj los ntawm plua plav thiab huab cua noo, siv recirculation lim (ntsuab square), sau cov khoom me me thiab tuav lawv sab hauv. Cua txav los ntawm kev sib hloov ntawm daim hlau ua kom muaj qhov tsis tu ncua los ntawm cov lim. Saum lub discs thiab tom ntej no mus rau lub lim muaj ib tug ntawm peb phaj separators: pab txo kev vibrations thiab tswj cov huab cua ntws raws li qhov ua tau.
Nyob rau sab laug sab sauv ntawm daim duab, lub xiav square qhia ib qho ntawm ob daim hlau nplaum ruaj khov. Lawv muab cov magnetic teb uas yuav tsum tau txav mus rau cov khoom qhia hauv liab. Cia peb cais cov ntsiab lus no kom pom lawv zoo dua.
Dab tsi zoo li lub thaj dawb yog lwm lub lim dej, tsuas yog qhov no tsuas yog lim tawm cov khoom thiab cov pa roj uas nkag los ntawm sab nraud los ntawm lub qhov peb pom saum toj no. Hlau spikes yog lub taub hau txav levers, ntawm qhov lawv nyob nyeem-sau taub hau hard drive. Lawv txav ntawm qhov nrawm nrawm ntawm qhov chaw ntawm daim hlau (sab sauv thiab qis).
Saib daim video no tsim los ntawm saib lawv ceev npaum li cas:
Tus tsim tsis siv dab tsi zoo li ; Txhawm rau txav cov levers, ib qho hluav taws xob tam sim no dhau los ntawm lub solenoid ntawm lub hauv paus ntawm levers.
Feem ntau lawv hu ua , vim hais tias lawv siv tib txoj cai siv nyob rau hauv cov neeg hais lus thiab microphones txav cov membranes. Cov tam sim no generates ib magnetic teb nyob ib ncig ntawm lawv, uas reacts rau lub teb tsim los ntawm cov hlau nplaum mus tas li.
Tsis txhob hnov ββqab cov ntaub ntawv lem me me, yog li qhov chaw ntawm caj npab yuav tsum yog qhov tseeb heev, ib yam li txhua yam hauv lub tsav. Qee lub hard drives muaj ntau theem qib uas ua rau muaj kev hloov me me hauv kev coj ntawm ib feem ntawm tag nrho qib.
Qee lub hard drives muaj cov ntaub ntawv sib tshooj. Lub tshuab no hu ua (shingled sib nqus kaw), thiab nws cov kev cai rau qhov raug thiab qhov chaw (uas yog, mus tas li ntaus ib qho taw tes) yog qhov nruj dua.
Thaum kawg ntawm ob txhais caj npab muaj rhiab heev nyeem-sau taub hau. Peb HDD muaj 3 platters thiab 6 lub taub hau, thiab txhua tus ntawm lawv ntab saum lub disk thaum nws tig. Yuav kom ua tiav qhov no, lub taub hau raug tshem tawm ntawm ultra-thin strips ntawm hlau.
Thiab ntawm no peb tuaj yeem pom tias yog vim li cas peb cov qauv anatomical tuag - tsawg kawg yog ib lub taub hau tau xoob, thiab txawm li cas los xij ua rau thawj zaug puas tsuaj kuj khoov ib txhais caj npab. Tag nrho lub taub hau feem ntau me me uas, raws li koj tuaj yeem pom hauv qab no, nws nyuaj heev kom tau txais daim duab zoo nrog lub koob yees duab tsis tu ncua.
Txawm li cas los xij, peb tuaj yeem muab qee qhov sib txawv. Grey block yog ib feem tsim tshwj xeeb hu ua "slider": Raws li lub disc rotates hauv qab nws, huab cua txaus tsim nqa, nqa lub taub hau tawm ntawm qhov chaw. Thiab thaum peb hais tias "lifts," peb txhais tau tias qhov sib txawv tsuas yog 0,0000002 ntiv tes dav, lossis tsawg dua 5 nm.
Ib qho ntxiv, thiab lub taub hau yuav tsis muaj peev xwm paub txog kev hloov pauv hauv qhov sib nqus ntawm qhov khiav; Yog hais tias lub taub hau tau dag rau ntawm qhov chaw, lawv tsuas yog khawb lub txheej. Qhov no yog vim li cas koj thiaj li yuav tsum tau lim cua hauv cov ntaub ntawv tsav tsheb: plua plav thiab ya raws ntawm qhov chaw tsav yuav tsuas ua rau lub taub hau tawg.
Ib tug me me hlau "ncej" nyob rau hauv lub kawg ntawm lub taub hau pab nrog tag nrho cov aerodynamics. Txawm li cas los xij, txhawm rau pom cov ntu uas ua qhov kev nyeem ntawv thiab sau ntawv, peb xav tau daim duab zoo dua.
Hauv daim duab no ntawm lwm lub hard drive, cov khoom siv nyeem / sau tau nyob hauv qab txhua qhov kev sib txuas hluav taws xob. Kev kaw cia yog ua los ntawm qhov system (thin film induction, TFI), thiab nyeem ntawv - ntaus ntawv (tunneling magnetoresistive device, TMR).
Cov teeb liab tsim los ntawm TMR tsis muaj zog heev thiab yuav tsum tau dhau los ntawm lub suab nrov kom nce qib ua ntej xa. Lub chip lub luag haujlwm rau qhov no yog nyob ze ntawm lub hauv paus ntawm cov levers hauv daim duab hauv qab no.
Raws li tau hais nyob rau hauv kev taw qhia rau tsab xov xwm, cov khoom siv kho tshuab thiab kev ua haujlwm ntawm lub hard drive tau hloov me ntsis hauv lub xyoo. Feem ntau ntawm tag nrho cov kev siv thev naus laus zis ntawm cov sib nqus thiab nyeem cov hau kev sib tw tau txhim kho, kev nce zuj zus, uas thaum kawg coj tus nqi ntawm cov ntaub ntawv khaws cia.
Txawm li cas los xij, mechanical hard drives muaj kev txwv ceev ceev. Nws yuav siv sijhawm los txav cov levers mus rau txoj haujlwm xav tau, thiab yog tias cov ntaub ntawv tau tawg thoob plaws cov kab sib txawv ntawm cov platters sib txawv, ces tus tsav yuav siv sijhawm li ob peb microseconds tshawb nrhiav cov khoom.
Ua ntej tsiv mus rau lwm hom tsav, cia peb qhia qhov kwv yees ceev ntawm ib qho HDD. Peb siv tus qauv ntsuas los ntsuas lub hard drive :
Thawj ob kab qhia tus naj npawb ntawm MB ib thib ob thaum ua raws li ntu ntu (ntev, daim ntawv teev npe tas mus li) thiab random (hloov mus thoob plaws hauv tag nrho cov tsav) nyeem thiab sau. Cov kab tom ntej no qhia txog tus nqi IOPS, uas yog tus naj npawb ntawm I / O cov haujlwm ua txhua thib ob. Cov kab kawg qhia qhov nruab nrab latency (lub sij hawm hauv microseconds) ntawm kev xa ntawv nyeem lossis sau ua haujlwm thiab tau txais cov ntaub ntawv tseem ceeb.
Feem ntau, peb siv zog los xyuas kom meej tias qhov tseem ceeb hauv thawj peb kab yog qhov loj npaum li qhov ua tau, thiab hauv kab kawg kom tsawg li tsawg tau. Tsis txhob txhawj txog tus lej lawv tus kheej, peb tsuas yog siv lawv rau kev sib piv thaum peb saib lwm hom tsav: lub zog-xeev tsav.
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