Magnetika izany. Elektrisianina io. Photonic izany. Tsia, tsy trio superhero vaovao avy amin'ny universe Marvel. Mikasika ny fitehirizana ny angona nomerika sarobidy eto amintsika. Mila mitahiry azy ireo any amin'ny toerana azo antoka sy azo antoka isika, mba hahafahantsika miditra sy manova azy ireo ao anatin'ny indray mipi-maso. Adino ny Iron Man sy Thor - momba ny kapila mafy no resahina!
Andeha Γ ry hodinihintsika ny anatomie an'ireo fitaovana ampiasaintsika ankehitriny hitahirizana angon-drakitra an'arivony tapitrisa.
Ahodinao mihodinkodina aho, ry zaza
mekanika fitahirizana kapila mafy (kapila mafy, HDD) no fenitra fitahirizana ho an'ny solosaina eran'izao tontolo izao nandritra ny 30 taona mahery, saingy ny teknolojia ao ambadik'izany dia efa tranainy be.
IBM dia namoaka ny HDD ara-barotra voalohany , ny fahafahany dia mahatratra 3,75 MB. Ary amin'ny ankapobeny, nandritra ireo taona rehetra ireo ny rafitra ankapobeny ny fiara dia tsy niova be. Mbola misy kapila mampiasa andriamby hitehirizana angon-drakitra, ary misy fitaovana hamakiana/soratana izany angona izany. nanova Mitovy, ary tena matanjaka, ny habetsaky ny angona azo tehirizina ao aminy.
Tamin'ny 1987 dia azo atao izany eo ho eo amin'ny $350; ankehitriny afaka mividy 14 TB ianao: in 700 000 avoakan'ny volume.
Hijery fitaovana tsy mitovy habe isika, fa mendrika ihany koa amin'ny fenitra maoderina: ny 3,5-inch HDD Seagate Barracuda 3 TB, indrindra ny modely. , malaza amin'ny azy ΠΈ . Efa maty ny fiara ianarantsika, ka ho toy ny autopsy izany fa tsy fianarana anatomia.
Ny ankamaroan'ny fiara mafy dia vita amin'ny metaly. Ny hery ao anatin'ilay fitaovana mandritra ny fampiasana mavitrika dia mety ho tena matotra, noho izany ny metaly matevina dia manakana ny fiforetana sy ny fihovitrovitra ny raharaha. Na ny HDD kely 1,8-inch aza dia mampiasa metaly ho trano fonenana, fa matetika vita amin'ny alimo fa tsy vy satria mila maivana araka izay tratra.
Rehefa mamadika ny fiara dia mahita takelaka vita pirinty sy mpampitohy maromaro. Ny mpampitohy eo an-tampon'ny solaitrabe dia ampiasaina amin'ny maotera izay manodina ny kapila, ary ny telo ambany (avy amin'ny ankavia miankavanana) dia tsipika jumper izay ahafahanao manamboatra ny fiara ho an'ny fanamafisana sasany, mpampitohy data SATA (Serial ATA). , ary mpampitohy herinaratra SATA.
Ny serial ATA dia niseho voalohany tamin'ny taona 2000. Amin'ny solosaina desktop, ity no rafitra manara-penitra ampiasaina hampifandraisana ireo kapila amin'ny solosaina hafa. Ny famaritana ny endrika dia nandalo fanavaozana maro, ary mampiasa dikan-teny 3.4 izahay amin'izao fotoana izao. Ny fatin'ny kapila mafy anay dia dikan-teny tranainy, fa ny fahasamihafana dia pin iray monja amin'ny mpampitohy herinaratra.
Amin'ny fifandraisana data dia ampiasaina handraisana sy handraisana data. : Pin A+ sy A- no ampiasaina amin'ny famindrana torolalana sy angona amin'ny kapila mafy, ary ny pin B dia natao ho an'ny fandraisana ireo famantarana ireo. Mampihena be ny fiantraikan'ny tabataba elektrΓ΄nika eo amin'ny famantarana io fampiasana mpitari-tafika mampiaraka io, midika izany fa afaka miasa haingana kokoa ilay fitaovana.
Raha miresaka momba ny hery isika, dia hitantsika fa ny connecteur dia manana fifandraisana roa isaky ny malefaka (+3.3, +5 ary +12V); Na izany aza, ny ankamaroan'izy ireo dia tsy ampiasaina satria ny HDD dia tsy mila hery be. Ity modely Seagate manokana ity dia mampiasa latsaky ny 10 watts eo ambanin'ny entana mavitrika. Contacts voamarika PC dia ampiasaina amin'ny mialoha: Ity endri-javatra ity dia ahafahanao manaisotra sy mampifandray ny kapila mafy raha mbola mandeha ny solosaina (izany no antsoina hoe mafana swapping).
Afaka mifandray amin'ny tag PWDIS kapila mafy, fa ity fiasa ity dia tsy tohana afa-tsy amin'ny version SATA 3.3, ka amin'ny fiarako dia tsipika herinaratra + 3.3V hafa fotsiny. Ary ny pin farany, misy soratra hoe SSU, dia milaza fotsiny amin'ny solosaina raha toa ka manohana ny teknolojia spin-up ny kapila mafy. mihodinkodina mihodinkodina.
Alohan'ny ahafahan'ny solosaina mampiasa azy ireo dia tsy maintsy mihodina amin'ny hafainganam-pandeha tanteraka ny fiara ao anatin'ilay fitaovana (izay ho hitantsika tsy ho ela). Fa raha misy kapila mafy maro napetraka ao amin'ny milina, dia mety hanimba ny rafitra ny fangatahana herinaratra tampoka. Ny fihodinana tsikelikely ny spindles dia manafoana tanteraka ny mety hisian'ny olana toy izany, saingy tsy maintsy miandry segondra vitsivitsy ianao vao mahazo fidirana feno amin'ny HDD.
Amin'ny alΓ lan'ny fanesorana ny solaitrabe dia azonao jerena ny fomba mampifandray azy amin'ireo singa ao anatin'ilay fitaovana. HDD tsy voaisy tombo-kase, ankoatry ny fitaovana manana tanjaka be dia be - mampiasa helium izy ireo fa tsy rivotra satria tsy dia matevina loatra ary miteraka olana kely kokoa amin'ny fiara misy kapila marobe. Amin'ny lafiny iray, tsy tokony hampiharihary ny fiara mahazatra amin'ny tontolo misokatra.
Noho ny fampiasana connecteur toy izany dia mihena ny isan'ireo teboka fidirana izay ahafahan'ny loto sy ny vovoka miditra ao anaty fiara; misy lavaka ao amin'ny vata metaly (ilay teboka fotsy lehibe eo amin'ny zorony ambany havia amin'ny sary) izay mamela ny tsindry ambient mijanona ao anatiny.
Ankehitriny rehefa nesorina ny PCB dia andao hojerentsika izay ao anatiny. Misy karazany efatra lehibe:
- LSI B64002: Chip fanaraha-maso lehibe izay mandrindra ny torolalana, mamindra ny angona miditra sy mivoaka, manitsy ny lesoka, sns.
- Samsung K4T51163QJ: 64 MB DDR2 SDRAM dia 800 MHz, ampiasaina amin'ny cache data
- MCKXL Smooth: mifehy ny maotera izay manodina ny kapila
- Winbond 25Q40BWS05: 500 KB amin'ny fahatsiarovana tselatra serial ampiasaina hitahirizana ny firmware an'ny fiara (mitovitovy amin'ny BIOS amin'ny solosaina)
Ny singa PCB amin'ny HDD samihafa dia mety miovaova. Ny habe lehibe kokoa dia mitaky cache bebe kokoa (ny monsters maoderina indrindra dia afaka manana hatramin'ny 256 MB an'ny DDR3), ary ny chip controller lehibe dia mety ho sarotra kokoa amin'ny fitantanana ny fahadisoana, saingy amin'ny ankapobeny dia tsy dia lehibe loatra ny fahasamihafana.
Mora ny manokatra ny fiara, esory fotsiny ny bolts Torx vitsivitsy ary voila! Ao anatiny isika...
Raha jerena fa maka ny ampahany betsaka amin'ny fitaovana, dia voasarika avy hatrany amin'ny faribolana metaly lehibe ny saintsika; mora azo ny antony iantsoana ny fiara kapila. Rariny ny fiantsoana azy ireo takelaka; izy ireo dia vita amin`ny fitaratra na aluminium ary mifono amin`ny sosona maromaro ny fitaovana isan-karazany. Ity fiara 3TB ity dia manana lovia telo, midika izany fa ny 500GB dia tokony hotehirizina amin'ny lafiny tsirairay amin'ny lovia iray.
Ny sary dia somary vovoka, ny takelaka maloto toy izany dia tsy mifanaraka amin'ny fahamendrehan'ny famolavolana sy ny famokarana ilaina amin'ny fanamboarana azy ireo. Ao amin'ny ohatra HDD antsika, ny kapila aluminium dia 0,04 santimetatra (1 mm) matevina, saingy voapoizina ka ny haavon'ny salan'isa amin'ny fivilian-tany dia latsaky ny 0,000001 santimetatra (eo ho eo amin'ny 30 nm).
Ny sosona fototra dia 0,0004 santimetatra (10 microns) ihany ny halaliny ary misy sosona fitaovana maromaro napetraka eo amin'ny metaly. Ny fampiharana dia atao amin'ny fampiasana arahin'ny , manomana ny kapila ho an'ireo akora andriamby fototra ampiasaina hitahirizana angona nomerika.
Ity fitaovana ity dia mazΓ na firaka kobalta sarotra ary misy faribolana mivondrona, manodidina ny 0,00001 santimetatra eo ho eo (250 nm eo ho eo) ny sakany ary 0,000001 santimetatra (25 nm) ny halaliny. Amin'ny ambaratonga micro, ny firaka metaly dia mamorona voa mitovy amin'ny bubble savony eny ambonin'ny rano.
Ny voa tsirairay dia manana sahan'andriamby manokana, saingy azo ovaina amin'ny lalana iray izy io. Ny fanakambanana saha toy izany dia miteraka data bits (0s sy 1s). Raha te hianatra bebe kokoa momba ity lohahevitra ity ianao dia vakio Oniversite Yale. Ny coatings farany dia sosona karbaona ho fiarovana, ary avy eo polymère mba hampihenana ny fifandonana. Tsy mihoatra ny 0,0000005 santimetatra (12 nm) ny hateviny.
Ho hitantsika tsy ho ela ny antony tsy maintsy amboarina amin'ny fandeferana mafy toy izany ny wafer, saingy mbola mahagaga ihany ny mahatsapa fa Azonao atao ny lasa tompon'ny fitaovana vita amin'ny nanometer precision!
Na izany aza, andao hiverina amin'ny HDD mihitsy isika ary hijery izay ao anatiny.
Ny loko mavo dia mampiseho ny fonony metaly izay mamehy tsara ny takelaka amin'ny spindle mandeha motera elektrika - fiara elektrika izay manodina ny kapila. Amin'ity HDD ity dia mihodina amin'ny 7200 rpm (revolisiona / min), fa amin'ny modely hafa dia mety miasa miadana kokoa izy ireo. Ny fiara miadana dia manana tabataba sy fanjifana herinaratra ambany kokoa, saingy ambany kokoa ny hafainganam-pandeha, raha toa ka mahatratra 15 rpm ny hafainganam-pandeha haingana kokoa.
Mba hampihenana ny fahasimbana vokatry ny vovoka sy ny hamandoan'ny rivotra, ampiasao sivana recirculation (efajoro maitso), manangona potikely ary mitazona azy ao anatiny. Ny rivotra mihetsika amin'ny fihodinan'ny takelaka dia miantoka ny fikorianan'ny tsy tapaka amin'ny sivana. Eo ambonin'ny kapila ary eo akaikin'ny sivana dia misy iray amin'ireo telo fisarahana takelaka: manampy amin'ny fampihenana ny hovitrovitra ary mitazona ny fikorianan'ny rivotra araka izay azo atao.
Eo amin'ny ilany havia ambony amin'ny sary, ny efamira manga dia manondro ny iray amin'ireo andriamby bara roa maharitra. Izy ireo dia manome ny sahan'andriamby ilaina mba hamindrana ny singa voalaza amin'ny mena. Andao sarahintsika ireo antsipiriany ireo mba hahitana azy ireo tsara kokoa.
Ny sahala amin'ny paty fotsy dia sivana hafa, ity iray ity ihany no manasivana ny poti-javatra sy ny entona miditra avy any ivelany amin'ny alalan'ny lavaka hitanay etsy ambony. Ny spike metaly dia levers hetsika lohany, izay misy azy ireo mamaky-manoratra loha kapila mafy. Mivezivezy amin'ny hafainganam-pandeha mahery vaika izy ireo eo amin'ny velaran'ny takelaka (ambony sy ambany).
Jereo ity horonantsary noforonin'i mba hahitana ny hafainganam-pandehany:
Ny famolavolana dia tsy mampiasa zavatra toy izany ; Mba hampihetsi-po ny lever, dia misy korian-jiro mandalo amin'ny solenoida eo am-pototry ny lever.
Amin'ny ankapobeny dia antsoina izy ireo , satria mitovy amin'ny fitsipika ampiasaina amin'ny fanamafisam-peo sy mikrΓ΄ izy ireo mba hamindrana ireo membranes. Ny courant dia miteraka sahan'andriamby manodidina azy ireo, izay mamaly amin'ny saha noforonin'ny andriamby barazy maharitra.
Aza adino fa ny data tracks kely, noho izany ny fametrahana ny fitaovam-piadiana dia tokony ho tena marina, toy ny zavatra hafa rehetra ao anaty fiara. Ny kapila mafy sasany dia manana levers maromaro izay manao fiovana kely amin'ny lalana iray amin'ny lever manontolo.
Ny kapila mafy sasany dia manana lΓ lam-baovao mifanipaka. Ity teknolojia ity dia antsoina hoe (firaketana andriamby shingled), ary ny fepetra takian'izy ireo amin'ny fahitsiana sy ny fametrahana toerana (izany hoe mamely teboka iray tsy tapaka) dia mbola henjana kokoa.
Any amin'ny faran'ny sandry dia misy loha-hevitra mamaky-manoratra tena saro-pady. Ny HDD dia misy lovia 3 sy loha 6, ary ny tsirairay amin'izy ireo milomano ambonin'ny kapila rehefa mihodina. Mba hanaovana izany, ny lohany dia mihantona amin'ny metaly faran'izay manify.
Ary eto isika dia afaka mahita ny antony nahafaty ny santionany anatomika - fara fahakeliny ny iray amin'ireo loha no nivaha, ary na inona na inona nahatonga ny fahasimbana voalohany dia nanenjana ny iray tamin'ireo sandry. Ny singa loha manontolo dia tena kely, araka ny hitanao etsy ambany, dia tena sarotra ny mahazo sary tsara amin'ny fakantsary mahazatra.
Na izany aza, afaka manasaraka ny ampahany tsirairay isika. Ny bloc grey dia ampahany novokarina manokana antsoina hoe "slider": Rehefa mihodinkodina eo ambaniny ny kapila, dia miteraka fiakarana ny fikorianan'ny rivotra, ka mampiakatra ny loha hiala amin'ny tany. Ary rehefa miteny isika hoe βmiakatraβ, dia elanelana 0,0000002 santimetatra fotsiny ny sakany, na latsaky ny 5 nm.
Na izany na tsy izany, ary ny loha dia tsy ho afaka hamantatra ny fiovana eo amin'ny sahan'andriamby amin'ny lalana; raha nipetraka teo amin'ny tany ny loha, dia hosoka fotsiny ny coating. Izany no antony ilainao hanivana ny rivotra ao anatin'ny fiara mitondra fiara: ny vovoka sy ny hamandoana eo amin'ny eny ambonin'ny fiara dia handrava fotsiny ny loha.
Ny "pole" metaly kely eo amin'ny faran'ny loha dia manampy amin'ny aerodynamika amin'ny ankapobeny. Na izany aza, mba hahitana ny ampahany manao ny famakiana sy ny fanoratana, dia mila sary tsara kokoa.
Amin'ity sarin'ny kapila mafy hafa ity, ireo fitaovana mamaky/manoratra dia eo ambanin'ny fifandraisana elektrika rehetra. Ny firaketana dia ataon'ny rafitra (induction film manify, TFI), ary famakiana - fitaovana (fitaovana magnetoresistive tunneling, TMR).
Ny famantarana novokarin'ny TMR dia tena malemy ary tsy maintsy ampitaina amin'ny amplifier mba hampitombo ny haavony alohan'ny handefasana azy. Ny puce tompon'andraikitra amin'izany dia eo akaikin'ny fototry ny levers amin'ny sary etsy ambany.
Araka ny voalaza ao amin'ny fampidirana ny lahatsoratra, ny singa mekanika sy ny fitsipiky ny fiasan'ny fiara mafy dia niova kely nandritra ny taona maro. Ny ankamaroan'ny rehetra dia nohatsaraina ny teknΓ΄lΓ΄jian'ny tsipika andriamby sy ny loha-hevitra mamaky-manoratra, ka miteraka lalan-kely sy tery, izay nitarika ny fitomboan'ny fampahalalana voatahiry tamin'ny farany.
Na izany aza, ny fiara mafy mekanika dia manana fetran'ny hafainganam-pandeha mazava. Mitaky fotoana ny mamindra ny lever amin'ny toerana irina, ary raha miparitaka amin'ny lalana samihafa amin'ny lovia samihafa ny angon-drakitra, dia handany microseconds vitsivitsy ny fiara amin'ny fitadiavana bitika.
Alohan'ny hirosoana amin'ny karazana fiara hafa, andeha hojerentsika ny hafainganam-pandehan'ny HDD mahazatra. Nampiasa ny benchmark izahay hanombantombana ny kapila mafy :
Ny andalana roa voalohany dia manondro ny isan'ny MB isan-tsegondra rehefa manao sequential (lava, lisitra mitohy) sy kisendrasendra (fifindrana manerana ny fiara manontolo) mamaky sy manoratra. Ny andalana manaraka dia mampiseho ny sanda IOPS, izay isan'ny asa I/O atao isaky ny segondra. Ny andalana farany dia mampiseho ny fahatarana antonony (fotoana ao anatin'ny microseconds) eo anelanelan'ny fandefasana asa mamaky na manoratra sy mandray ny sandan'ny angona.
Amin'ny ankapobeny, miezaka izahay mba hahazoana antoka fa ny soatoavina ao amin'ny andalana telo voalohany dia lehibe araka izay azo atao, ary amin'ny andalana farany dia kely araka izay azo atao. Aza manahy ny amin'ny isa ihany fa hampiasa azy ireo fotsiny izahay mba hampitahana rehefa mijery karazana fiara hafa: ny fiara mafy orina.
Source: www.habr.com