Li se mayetik. Li elektrik. Se fotonik. Non, sa a se pa yon nouvo trio superhero ki soti nan linivè Marvel. Li se sou estoke done presye dijital nou yo. Nou bezwen sere yo yon kote, an sekirite epi ki estab, pou nou ka jwenn aksè ak chanje yo nan yon bat je. Bliye Iron Man ak Thor - nou ap pale de disk di!
Se konsa, ann plonje nan anatomi aparèy nou itilize jodi a pou estoke dè milya de moso done.
Ou vire m byen, ti bebe
Mekanik depo kondwi difisil (disk disk kondwi, HDD) te estanda nan depo pou òdinatè atravè mond lan pou plis pase 30 ane, men teknoloji ki dèyè li se pi gran.
IBM te pibliye premye HDD komèsyal la , kapasite li te otan ke 3,75 MB. Ak an jeneral, pandan tout ane sa yo estrikti jeneral nan kondwi a pa te chanje anpil. Li toujou gen disk ki itilize mayetizasyon pou estoke done, epi gen aparèy pou li/ekri done sa yo. Chanje Menm bagay la tou, ak trè fò, se kantite done ki ka estoke sou yo.
An 1987 li te posib pou apeprè $ 350; Jodi a ou ka achte 14 TB: nan 700 000 fwa volim nan.
Nou pral gade nan yon aparèy ki pa egzakteman menm gwosè a, men tou desan pa estanda modèn: 3,5-pous HDD Seagate Barracuda 3 TB, an patikilye, modèl la. , notwa pou li yo и . Kondwi n ap etidye a deja mouri, kidonk sa a pral plis tankou yon otopsi pase yon leson anatomi.
Gwo dis lou a se metal jete. Fòs yo andedan aparèy la pandan itilizasyon aktif ka byen grav, kidonk metal epè anpeche koube ak Vibration nan ka a. Menm ti HDD 1,8-pous sèvi ak metal kòm yon materyèl lojman, men yo anjeneral yo te fè soti nan aliminyòm olye ke asye paske yo bezwen yo dwe lejè ke posib.
Vire kondwi a sou, nou wè yon tablo sikwi enprime ak plizyè konektè. Konektè nan tèt tablo a itilize pou motè a ki wotasyon disk yo, ak twa anba yo (de goch a dwat) se broch kavalye ki pèmèt ou konfigirasyon kondwi a pou sèten konfigirasyon, yon konektè done SATA (Serial ATA). , ak yon konektè pouvwa SATA.
Serial ATA premye parèt an 2000. Nan òdinatè Desktop, sa a se sistèm estanda ki itilize pou konekte kondui ak rès òdinatè a. Espesifikasyon fòma a te sibi anpil revizyon, epi kounye a n ap itilize vèsyon 3.4. Kadav kondwi difisil nou an se yon vèsyon ki pi gran, men diferans lan se sèlman yon PIN nan konektè pouvwa a.
Nan koneksyon done, yo itilize li pou resevwa ak resevwa done. : Pins A+ ak A- yo itilize pou transfè enstriksyon ak done sou kondwi a difisil, ak broch B yo se pou resevwa siyal sa yo. Itilizasyon kondiktè pè siyifikativman diminye efè bri elektrik sou siyal la, sa vle di aparèy la ka opere pi vit.
Si nou pale sou pouvwa, nou wè ke konektè a gen yon pè nan kontak nan chak vòltaj (+3.3, +5 ak +12V); sepandan, pifò nan yo pa itilize paske HDD yo pa bezwen anpil pouvwa. Modèl Seagate patikilye sa a itilize mwens pase 10 watt anba chaj aktif. Kontak ki make PC yo itilize pou prechaje: Karakteristik sa a pèmèt ou retire ak konekte kondwi a difisil pandan y ap òdinatè a kontinye ap travay (yo rele sa a echanj cho).
Kontakte ak tag PWDIS pèmèt Disk di, men fonksyon sa a sèlman sipòte nan vèsyon SATA 3.3, kidonk nan kondwi mwen an se jis yon lòt liy elektrik + 3.3V. Ak dènye zepeng la, ki make SSU, tou senpleman di òdinatè a si wi ou non kondwi di a sipòte teknoloji vire-up sekans. repati vire moute.
Anvan òdinatè a ka itilize yo, kondui yo andedan aparèy la (ki nou pral wè byento) dwe vire jiska plen vitès. Men, si genyen anpil disques di installé nan machin lan, lè sa a, yon demann pouvwa similtane toudenkou ka mal sistèm nan. Piti piti k ap vire spindles yo konplètman elimine posiblite pou pwoblèm sa yo, men ou pral oblije rete tann kèk segonn anvan ou jwenn aksè konplè a HDD la.
Lè w retire tablo sikwi a, ou ka wè ki jan li konekte ak eleman ki andedan aparèy la. HDD pa sele, ak eksepsyon de aparèy ki gen kapasite trè gwo - yo itilize elyòm olye pou yo lè paske li se anpil mwens dans epi li kreye mwens pwoblèm nan kondui ak yon gwo kantite disk. Nan lòt men an, ou pa ta dwe ekspoze kondwi konvansyonèl yo nan anviwònman an louvri.
Mèsi a itilizasyon konektè sa yo, kantite pwen antre nan ki pousyè tè ak pousyè ka antre andedan kondwi a minimize; gen yon twou nan ka metal la (gwo pwen an blan nan kwen ki pi ba gòch nan imaj la) ki pèmèt presyon anbyen rete andedan.
Kounye a ke yo retire PCB a, ann gade sa ki anndan an. Gen kat chips prensipal yo:
- LSI B64002: Chip kontwolè prensipal ki trete enstriksyon, transfere kouran done antre ak soti, korije erè, elatriye.
- Samsung K4T51163QJ: 64 MB DDR2 SDRAM revèy nan 800 MHz, yo itilize pou kachèt done
- Smooth MCKXL: kontwole motè a ki vire disk yo
- Winbond 25Q40BWS05: 500 KB seri flash memwa yo itilize pou estoke firmwèr kondwi a (yon ti jan tankou BIOS yon òdinatè)
Konpozan PCB diferan HDD yo ka varye. Pi gwo gwosè mande pou plis kachèt (monstr ki pi modèn yo ka gen jiska 256 MB nan DDR3), ak chip kontwolè prensipal la ka yon ti kras plis sofistike nan manyen erè, men an jeneral diferans yo pa tèlman gwo.
Ouvèti kondwi a se fasil, jis devise kèk boulon Torx ak vwala! Nou anndan...
Etandone ke li pran èstime nan aparèy la, atansyon nou imedyatman trase sou gwo sèk metal la; li fasil pou konprann poukisa kondui yo rele disk. Li kòrèk pou rele yo asyèt; yo te fè nan vè oswa aliminyòm ak kouvwi ak plizyè kouch nan diferan materyèl. Kondwi 3TB sa a gen twa plato, sa vle di 500GB ta dwe estoke sou chak bò yon plato.
Imaj la se byen pousyè, tankou plak sal pa matche ak presizyon nan konsepsyon ak fabrikasyon oblije fè yo. Nan egzanp HDD nou an, disk aliminyòm nan tèt li se 0,04 pous (1 mm) epè, men poli nan yon pwen ke wotè an mwayèn nan devyasyon yo sou sifas la se mwens pase 0,000001 pous (apeprè 30 nm).
Kouch debaz la se sèlman 0,0004 pous (10 mikron) gwo twou san fon epi li konsiste de plizyè kouch materyèl depoze sou metal la. Aplikasyon an fèt lè l sèvi avèk ki te swiv pa , prepare disk la pou materyèl debaz mayetik yo itilize pou estoke done dijital yo.
Materyèl sa a se tipikman yon alyaj Cobalt konplèks epi li konpoze de sèk konsantrik, chak apeprè 0,00001 pous (apeprè 250 nm) lajè ak 0,000001 pous (25 nm) gwo twou san fon. Nan nivo mikwo, alyaj metal fòme grenn ki sanble ak bul savon sou sifas dlo a.
Chak grenn gen pwòp jaden mayetik li, men li ka transfòme nan yon direksyon yo bay. Gwoupman jaden sa yo rezilta nan Bits done (0s ak 1s). Si ou vle aprann plis sou sijè sa a, li Inivèsite Yale. Kouch final yo se yon kouch kabòn pou pwoteksyon, ak Lè sa a, yon polymère diminye friksyon kontak. Ansanm yo pa plis pase 0,0000005 pous (12 nm) epè.
Nou pral byento wè poukisa wafer yo dwe fabrike nan tolerans sere sa yo, men li toujou etone reyalize ke Ou ka vin pwopriyetè fyè nan yon aparèy manifaktire ak presizyon nanomèt!
Sepandan, ann tounen nan HDD a li menm ak wè ki lòt bagay ki ladan l.
Koulè jòn montre kouvèti an metal ki byen tache plak la nan la spindle kondwi motè elektrik - yon kondwi elektrik ki wotasyon disk yo. Nan HDD sa a yo vire nan yon frekans 7200 rpm (revolisyon / min), men nan lòt modèl yo ka travay pi dousman. Kondwi dousman gen pi ba bri ak konsomasyon pouvwa, men tou, pi ba vitès, pandan y ap kondui pi vit ka rive nan vitès 15 rpm.
Pou diminye domaj ki te koze pa pousyè ak imidite lè a, sèvi ak filtè resikilasyon (kare vèt), kolekte ti patikil epi kenbe yo andedan. Air deplase pa wotasyon plak yo asire yon koule konstan nan filtè a. Pi wo pase disk yo ak akote filtè a gen youn nan twa plak separe: ede diminye vibrasyon epi kenbe koule lè a menm posib.
Nan pati anwo a gòch nan imaj la, kare ble a endike youn nan de leman yo bar pèmanan. Yo bay jaden mayetik ki nesesè pou deplase eleman ki endike an wouj la. Ann separe detay sa yo pou nou wè yo pi byen.
Ki sa ki sanble ak yon plak blan se yon lòt filtre, se sèlman yon sèl sa a filtre soti patikil ak gaz ki antre soti nan deyò a nan twou nou te wè anlè a. Spikes metal yo levye mouvman tèt yo, kote yo ye tèt li-ekri kondwi difisil. Yo deplase nan yon vitès fòmidab sou sifas plak yo (anwo ak pi ba).
Gade videyo sa a kreye pa Pou wè ki jan vit yo ye:
Konsepsyon an pa sèvi ak anyen tankou ; Pou deplase levye yo, yon kouran elektrik pase nan yon solenoid nan baz levye yo.
An jeneral yo rele yo , paske yo itilize menm prensip yo itilize nan moun kap pale ak mikwofòn pou deplase manbràn yo. Kouran an jenere yon jaden mayetik alantou yo, ki reyaji nan jaden an ki te kreye pa leman yo bar pèmanan.
Pa bliye ke done tracks ti, Se konsa, pwezante bra yo dwe trè presi, jis tankou tout lòt bagay nan kondwi a. Gen kèk kondui di ki gen plizyè etap levye ki fè ti chanjman nan direksyon sèlman yon pati nan tout levye a.
Gen kèk disk ki gen done tren ki sipèpoze youn ak lòt. Teknoloji sa a rele (anrejistreman mayetik bardo), ak kondisyon li yo pou presizyon ak pwezante (ki se, toujou ap frape yon pwen) yo menm pi sevè.
Nan fen bra yo gen tèt li-ekri trè sansib. HDD nou an gen 3 plato ak 6 tèt, ak chak nan yo naje pi wo a disk la pandan li wotasyon. Pou reyalize sa, tèt yo sispann sou bann ultra-mens metal.
Ak isit la nou ka wè poukisa echantiyon anatomik nou an te mouri - omwen youn nan tèt yo te vin lach, ak tou sa ki te lakòz domaj inisyal la tou bese youn nan bra yo. Tout eleman tèt la tèlman piti ke, jan ou ka wè anba a, li trè difisil pou jwenn yon bon foto ak yon kamera regilye.
Sepandan, nou ka pran pati endividyèl yo apa. Blòk la gri se yon pati espesyalman manifaktire ki rele "kurseur": Kòm disk la wotasyon anba li, koule lè a kreye leve, leve tèt la sou sifas la. Epi lè nou di "asansè," nou vle di yon espas ki se sèlman 0,0000002 pous lajè, oswa mwens pase 5 nm.
Nenpòt ki pi lwen, ak tèt yo pa yo pral kapab rekonèt chanjman nan jaden yo mayetik nan tras la; si tèt yo te kouche sou sifas la, yo ta tou senpleman grate kouch la. Se poutèt sa ou bezwen filtre lè a andedan ka kondwi a: pousyè ak imidite sou sifas kondwi a pral tou senpleman kraze tèt yo.
Yon ti "poto" metal nan fen tèt la ede ak aerodinamik jeneral. Sepandan, pou wè pati ki fè lekti ak ekri, nou bezwen yon foto pi bon.
Nan imaj sa a nan yon lòt kondwi difisil, aparèy li/ekri yo anba tout koneksyon elektrik yo. Anrejistreman fèt pa sistèm nan (endiksyon fim mens, TFI), ak lekti - aparèy (tunnel magnetoresistive device, TMR).
Siyal yo pwodwi pa TMR yo trè fèb epi yo dwe pase nan yon anplifikatè ogmante nivo yo anvan yo voye yo. Chip ki responsab pou sa a sitiye tou pre baz levye yo nan imaj ki anba a.
Jan sa di nan entwodiksyon atik la, eleman mekanik yo ak prensip fonksyònman yon kondwi difisil yo te chanje ti kras pandan ane yo. Pifò nan tout, teknoloji a nan tren mayetik ak tèt li-ekri te amelyore, kreye tren de pli zan pli etwat ak dans, ki finalman mennen nan yon ogmantasyon nan kantite enfòmasyon ki estoke.
Sepandan, mekanik disques gen limit vitès evidan. Li pran tan pou deplase levye yo nan pozisyon vle a, epi si done yo gaye sou diferan tren sou diferan plato, Lè sa a, kondwi a pral pase byen kèk mikrosgond pou chèche Bits.
Anvan w ale nan yon lòt kalite kondwi, an n endike vitès apwoksimatif yon HDD tipik. Nou itilize referans la pou evalye dis lou :
De premye liy yo endike kantite MB pa segonn lè w ap fè lekti ak ekri sekansyal (long, lis kontinyèl) ak o aza (tranzisyon atravè tout kondwi a). Pwochen liy lan montre valè IOPS, ki se kantite operasyon I/O ki fèt chak segonn. Dènye liy lan montre latansi an mwayèn (tan an mikrosgond) ant transmèt yon operasyon lekti oswa ekri ak resevwa valè done yo.
An jeneral, nou fè efò asire ke valè yo nan twa premye liy yo pi gwo ke posib, ak nan dènye liy lan pi piti ke posib. Pa enkyete sou nimewo yo tèt yo, nou pral jis itilize yo pou konparezon lè nou gade nan yon lòt kalite kondwi: kondwi nan eta solid.
Sous: www.habr.com