دا مقناطیسي ده. دا برقی ده. دا فوټونیک دی. نه ، دا د مارول کائنات څخه نوی سوپر هیرو درې نه دی. دا زموږ د قیمتي ډیجیټل ډیټا ذخیره کولو په اړه دی. موږ اړتیا لرو چې دوی په یو ځای کې په خوندي او باثباته توګه ذخیره کړو، ترڅو موږ وکولی شو د سترګو په رپ کې ورته لاسرسی او بدل کړو. د اوسپنې مین او ثور هیر کړئ - موږ د هارډ ډرایو په اړه خبرې کوو!
نو راځئ چې د هغه وسیلو اناتومي ته لاړ شو چې موږ یې نن ورځ د ملیاردونو بټونو ډیټا ذخیره کولو لپاره کاروو.
تاسو ما په سمه توګه وګرځوئ، ماشوم
میانمارکی د هارډ ډرایو ذخیره (هارډ ډیسک ډرایو، HDD) د 30 کلونو څخه زیات د نړۍ په کچه د کمپیوټرونو لپاره د ذخیره کولو معیار دی، مګر د هغې تر شا ټیکنالوژي خورا پخوانۍ ده.
IBM لومړی سوداګریز HDD خپور کړ ، د هغې ظرفیت د 3,75 MB په څیر و. او په عموم کې، په دې ټولو کلونو کې د ډرایو عمومي جوړښت ډیر بدلون نه دی راغلی. دا لاهم ډیسکونه لري چې د ډیټا ذخیره کولو لپاره مقناطیسي کاروي ، او د دې معلوماتو لوستلو / لیکلو لپاره وسایل شتون لري. بدل شو ورته، او خورا پیاوړی، د معلوماتو مقدار دی چې په دوی کې زیرمه کیدی شي.
په 1987 کې دا ممکنه وه د شاوخوا $ 350 لپاره؛ نن تاسو کولی شئ 14 TB واخلئ: in 700 000 د حجم څو ځله.
موږ به یوه وسیله وګورو چې دقیقا ورته اندازه نه وي ، مګر د عصري معیارونو سره سم هم ښه وي: د 3,5 انچ HDD سیګیټ باراکوډا 3 TB ، په ځانګړي توګه ماډل د دې لپاره بدنام и . هغه ډرایو چې موږ یې مطالعه کوو لا دمخه مړ شوی ، نو دا به د اناتومي درس په پرتله د آټوپسي په څیر وي.
د هارډ ډرایو لویه برخه کاسټ فلزي ده. د فعال کارونې پرمهال د وسیلې دننه ځواکونه خورا جدي کیدی شي ، نو موټی فلزات د قضیې د ځړولو او وایبریشن مخه نیسي. حتی کوچني 1,8 انچ HDDs فلزي د هستوګنې موادو په توګه کاروي ، مګر دا معمولا د فولادو پرځای له المونیم څخه جوړ شوي ځکه چې دوی باید د امکان تر حده روښانه وي.
د ډرایو په بدلولو سره، موږ یو چاپ شوی سرکټ بورډ او څو نښلونکي ګورو. د بورډ په پورتنۍ برخه کې نښلونکی د هغه موټرو لپاره کارول کیږي چې ډیسکونه څرخوي، او لاندې درې (له چپ څخه ښي خوا ته) د جمپر پنونه دي چې تاسو ته اجازه درکوي د ځانګړو ترتیبونو لپاره ډرایو تنظیم کړئ، د SATA (سیریل ATA) ډیټا نښلونکی. ، او د SATA بریښنا نښلونکی.
سریال ATA لومړی ځل په 2000 کې ښکاره شو. په ډیسټاپ کمپیوټرونو کې، دا یو معیاري سیسټم دی چې د نورو کمپیوټرونو سره د ډرایو سره نښلولو لپاره کارول کیږي. د فارمیټ ځانګړتیا ډیری بیاکتنې شوي، او موږ اوس مهال 3.4 نسخه کاروو. زموږ د هارډ ډرایو مړی یو زوړ نسخه ده، مګر توپیر یوازې د بریښنا نښلونکي کې یو پن دی.
د ډیټا اړیکو کې، دا د معلوماتو ترلاسه کولو او ترلاسه کولو لپاره کارول کیږي. : پن A+ او A- لپاره کارول کیږي د انتقال هارډ ډرایو ته لارښوونې او ډاټا، او پن B د دې لپاره دي ترلاسه کول دا سیګنالونه. د جوړه شوي کنډکټرونو دا کارول د پام وړ په سیګنال کې د بریښنایی شور اغیز کموي ، پدې معنی چې وسیله کولی شي ګړندی کار وکړي.
که موږ د بریښنا په اړه وغږیږو، موږ ګورو چې نښلونکی د هر ولټاژ یوه جوړه اړیکه لري (+3.3، +5 او +12V)؛ په هرصورت، ډیری یې نه کارول کیږي ځکه چې HDDs ډیر بریښنا ته اړتیا نلري. دا ځانګړی سیګیټ ماډل د فعال بار لاندې له 10 واټ څخه کم کاروي. د کمپیوټر نښه شوي اړیکې د دې لپاره کارول کیږي مخکې چارج: دا خصوصیت تاسو ته اجازه درکوي چې هارډ ډرایو لرې او وصل کړئ پداسې حال کې چې کمپیوټر کار ته دوام ورکوي (دا ورته ویل کیږي ګرم تبادله).
د PWDIS ټګ سره اړیکه اجازه ورکوي هارډ ډرایو، مګر دا فنکشن یوازې د SATA 3.3 نسخه څخه ملاتړ شوی، نو زما په ډرایو کې دا یوازې یو بل +3.3V بریښنا لیک دی. او وروستی پن، د SSU لیبل شوی، په ساده ډول کمپیوټر ته وایي چې ایا هارډ ډرایو د ترتیب شوي سپننګ ټیکنالوژۍ ملاتړ کوي. په حیرانتیا سره پورته شو.
مخکې لدې چې کمپیوټر وکولی شي دوی وکاروي ، د وسیلې دننه ډرایو (کوم چې موږ به یې ژر وګورو) باید بشپړ سرعت ته وګرځي. مګر که چیرې په ماشین کې ډیری هارډ ډرایو نصب شوي وي، نو د ناڅاپي بریښنا غوښتنه کولی شي سیسټم ته زیان ورسوي. په تدریجي ډول د سپینډلز سپکول په بشپړ ډول د ورته ستونزو احتمال له مینځه وړي ، مګر تاسو باید HDD ته د بشپړ لاسرسي ترلاسه کولو دمخه څو ثانیې انتظار وکړئ.
د سرکټ بورډ په لرې کولو سره، تاسو کولی شئ وګورئ چې دا څنګه د وسیلې دننه اجزاوو سره نښلوي. HDD مهر شوی نه دی، د ډیری لوی ظرفیت لرونکي وسیلو استثنا سره - دوی د هوا پرځای هیلیم کاروي ځکه چې دا خورا لږ کثافت دی او د ډیری ډیسکونو سره په ډرایو کې لږې ستونزې رامینځته کوي. له بلې خوا، تاسو باید پرانیستې چاپیریال ته دودیز ډرایو افشا نه کړئ.
د دې ډول نښلونکو کارولو څخه مننه، د ننوتلو نقطو شمیر چې له لارې یې کثافات او دوړې په ډرایو کې دننه کیدی شي کم شوي؛ په فلزي قضیه کې یو سوری شتون لري (د عکس په ښکته ښي کونج کې لوی سپین ټکی) چې محیطي فشار ته اجازه ورکوي چې دننه پاتې شي.
اوس چې PCB لرې شوی، راځئ چې دننه څه وګورو. څلور اصلي چپسونه شتون لري:
- LSI B64002: اصلي کنټرولر چپ چې لارښوونې پروسس کوي، د معلوماتو جریان دننه او بهر لیږدوي، غلطۍ سموي، او داسې نور.
- سامسنګ K4T51163QJ: 64 MB DDR2 SDRAM په 800 MHz کې کلیک شوی، د ډیټا کیشینګ لپاره کارول کیږي
- نرم MCKXL: هغه موټور کنټرولوي چې ډیسکونه حرکت کوي
- Winbond 25Q40BWS05: د 500 KB سریال فلش حافظه د ډرایو د فرم ویئر ذخیره کولو لپاره کارول کیږي (یو څه د کمپیوټر د BIOS په څیر)
د مختلف HDDs د PCB اجزا ممکن توپیر ولري. لویې اندازې ډیرې زیرمې ته اړتیا لري (خورا عصري راکشسونه تر 256 MB پورې DDR3 لري)، او اصلي کنټرولر چپ ممکن د غلطۍ اداره کولو کې یو څه ډیر پیچلي وي، مګر په ټولیز ډول توپیرونه دومره لوی ندي.
د ډرایو خلاصول اسانه دي ، یوازې یو څو تورکس بولټونه خلاص کړئ او وایلا! موږ دننه یو ...
د دې په پام کې نیولو سره چې دا د وسیلې لویه برخه اخلي، زموږ پام سمدلاسه لوی فلزي حلقې ته راجلبوي؛ دا اسانه ده چې پوه شي چې ولې ډرایو ویل کیږي ډیسک. دا سمه ده چې دوی ته زنګ ووهئ پلیټونه; دوی د شیشې یا المونیم څخه جوړ شوي او د مختلفو موادو څو پرتونو سره پوښل شوي. دا 3TB ډرایو درې پلیټرې لري ، پدې معنی چې 500GB باید د یو پلیټ هر اړخ کې زیرمه شي.
عکس خورا دوړو دی ، دا ډول ناپاک تختې د ډیزاین او تولید دقیقیت سره سمون نه لري چې د دوی جوړولو لپاره اړین دي. زموږ د HDD مثال کې، د المونیم ډیسک پخپله 0,04 انچ (1 mm) ضخامت دی، مګر دومره پالش شوی چې په سطح کې د انحراف اوسط لوړوالی د 0,000001 انچ (نږدې 30 nm) څخه کم دی.
اساس پرت یوازې 0,0004 انچه (10 مایکرون) ژور دی او د موادو ډیری پرتونه لري چې په فلز کې زیرمه شوي. غوښتنلیک په کارولو سره ترسره کیږي ور پسی د ډیجیټل ډیټا ذخیره کولو لپاره کارول شوي لومړني مقناطیسي موادو لپاره ډیسک چمتو کول.
دا مواد عموما یو پیچلي کوبالټ مصر دی او د متمرکز حلقو څخه جوړ شوی، هر یو نږدې 0,00001 انچ (نږدې 250 nm) پراخ او 0,000001 انچ (25 nm) ژور دی. په مایکرو سطحه، فلزي مرکبات د اوبو په سطحه د صابون بلبلونو ته ورته دانه جوړوي.
هر غله خپل مقناطیسي ساحه لري، مګر دا په ټاکل شوي لوري بدلیدلی شي. د دا ډول ساحو ګروپ کول د ډیټا بټونو (0s او 1s) پایله لري. که تاسو غواړئ د دې موضوع په اړه نور معلومات زده کړئ، نو ولولئ ییل پوهنتون. وروستی کوټینګ د محافظت لپاره د کاربن پرت دی، او بیا پولیمر د تماس رګ کمولو لپاره. یوځای دوی د 0,0000005 انچ (12 nm) څخه ډیر نه وي.
موږ به ژر وګورو چې ولې ویفرونه باید دومره سخت زغم ته تولید شي ، مګر دا لاهم د حیرانتیا خبره ده چې پدې پوهیدل تاسو کولی شئ د نانومیټر دقیقیت سره جوړ شوي وسیلې ویاړلي مالک شئ!
په هرصورت، راځئ چې بیرته پخپله HDD ته لاړ شو او وګورو چې نور څه دي.
ژیړ رنګ د فلزي پوښ ښیې چې په خوندي ډول پلیټ ته ګړندی کوي سپینډل ډرایو بریښنایی موټور - یو بریښنایی ډرایو چې ډیسکونه ګرځوي. پدې HDD کې دوی د 7200 rpm (انقلابونو/min) په فریکونسۍ کې څرخي ، مګر په نورو ماډلونو کې دوی ممکن ورو کار وکړي. ورو ډرائیوونه لږ شور او د بریښنا مصرف لري، مګر سرعت هم ټیټ دی، پداسې حال کې چې ګړندی ډرایو کولی شي د 15 rpm سرعت ته ورسیږي.
د دوړو او هوا رطوبت له امله رامینځته شوي زیان کمولو لپاره ، وکاروئ د بیرته راګرځولو فلټر (شنه مربع)، کوچني ذرات راټولول او دننه یې ساتل. د پلیټونو د گردش په واسطه حرکت شوی هوا د فلټر له لارې دوامداره جریان تضمینوي. د ډیسکونو پورته او د فلټر تر څنګ له دریو څخه یو شتون لري پلیټ جلا کونکي: د کمپن کمولو کې مرسته کول او حتی د امکان تر حده د هوا جریان ساتل.
د عکس په پورتنۍ کیڼ اړخ کې، نیلي مربع د دوو دایمي بار مقناطیسونو څخه یوه ته اشاره کوي. دوی مقناطیسي ساحه چمتو کوي چې په سور کې ښودل شوي اجزا حرکت کولو لپاره اړین وي. راځئ چې دا توضیحات جلا کړو ترڅو دوی ښه وګورو.
هغه څه چې د سپینې پیچ په څیر ښکاري یو بل فلټر دی، یوازې دا هغه ذرات او ګازونه فلټر کوي چې د سوري له لارې بهر ته ننوځي چې موږ پورته ولیدل. فلزي سپیکونه دي د سر حرکت لیورونهپه کوم کې چې دوی موقعیت لري د لوستلو او لیکلو سرونه هارډ ډرایو دوی د پلیټونو په سطحه (پورته او ښکته) په خورا سرعت سره حرکت کوي.
دا ویډیو وګورئ چې لخوا جوړه شوې ده وګورئ چې دوی څومره چټک دي:
ډیزاین هیڅ شی نه کاروي لکه ; د لیورونو حرکت کولو لپاره، بریښنایی جریان د لیورونو په پای کې د سولینایډ له لارې تیریږي.
په عمومي توګه دوی ته ویل کیږي ، ځکه چې دوی ورته اصول کاروي چې په سپیکرو او مایکروفونونو کې د غشا حرکت کولو لپاره کارول کیږي. اوسنی د دوی شاوخوا مقناطیسي ساحه رامینځته کوي ، کوم چې د دایمي بار مقناطیس لخوا رامینځته شوي ساحې ته عکس العمل ښیې.
دا د معلوماتو تعقیب مه هیروئ کوچنی، نو د وسلو موقعیت باید خورا دقیق وي ، لکه په ډرایو کې د هرڅه په څیر. ځینې هارډ ډرایو د څو مرحلو لیورونه لري چې د ټول لیور یوازې یوې برخې په لور کې کوچني بدلونونه رامینځته کوي.
ځینې هارډ ډرایو د ډیټا ټریکونه لري چې یو بل سره تیریږي. دا ټیکنالوژي ویل کیږي (شینګ شوی مقناطیسي ثبت کول)، او د دقت او موقعیت لپاره د هغې اړتیاوې (یعنې په دوامداره توګه یو ټکي ته رسیدل) حتی سخت دي.
د وسلو په پای کې د لوستلو لیکلو لپاره خورا حساس سرونه شتون لري. زموږ HDD 3 تختې او 6 سرونه لري، او هر یو یې تیریږي د ډیسک څخه پورته لکه څنګه چې دا ګرځي. د دې د ترلاسه کولو لپاره، سرونه د فلزي په خورا پتلی پټو کې ځړول شوي.
او دلته موږ کولی شو وګورو چې ولې زموږ اناتوميکي نمونه مړه شوه - لږترلږه یو سر خلاص شو، او هر هغه څه چې د لومړنیو زیانونو سبب شو یو لاس یې هم مات کړ. د سر ټوله برخه دومره کوچنۍ ده، لکه څنګه چې تاسو لاندې لیدلی شئ، د منظم کیمرې سره د دې ښه انځور ترلاسه کول خورا ستونزمن دي.
په هرصورت، موږ کولی شو انفرادي برخې جلا کړو. خړ بلاک یوه ځانګړې جوړه شوې برخه ده چې ویل کیږي "سلائیڈر": لکه څنګه چې ډیسک د هغې لاندې حرکت کوي، د هوا جریان پورته کوي، سر له سطحې څخه پورته کوي. او کله چې موږ ووایو "لفټ"، زموږ معنی یو تشه ده چې یوازې 0,0000002 انچه پراخه وي، یا د 5 nm څخه کم وي.
نور، او سرونه به د دې توان ونلري چې د ټریک په مقناطیسي برخو کې بدلونونه وپیژني؛ که چیرې سرونه په سطحه پراته وي، نو دوی به په ساده ډول کوٹنگ سکریچ کړي. له همدې امله تاسو اړتیا لرئ د ډرایو قضیه کې هوا فلټر کړئ: د ډرایو په سطح کې دوړې او رطوبت به په ساده ډول سرونه مات کړي.
د سر په پای کې یو کوچنی فلزي "قطب" د عمومي ایروډینامیک سره مرسته کوي. په هرصورت، د هغه برخو لیدلو لپاره چې لوستل او لیکل کوي، موږ یو ښه عکس ته اړتیا لرو.
د بل هارډ ډرایو په دې عکس کې، د لوستلو / لیکلو وسایل د ټولو بریښنایی اړیکو لاندې دي. ثبت کول د سیسټم لخوا ترسره کیږي (پتلی فلم انډکشن، TFI)، او لوستل - وسیله (د تونل کولو مقناطیسي وسیله، TMR).
د TMR لخوا تولید شوي سیګنالونه خورا ضعیف دي او باید د لیږلو دمخه د کچې لوړولو لپاره د امپلیفیر له لارې تیر شي. د دې لپاره مسؤل چپ په لاندې عکس کې د لیور بیس ته نږدې موقعیت لري.
لکه څنګه چې د مقالې په سریزه کې ویل شوي، د هارډ ډرایو میخانیکي برخې او عملیاتي اصول د کلونو په اوږدو کې لږ بدلون موندلی. تر ټولو زیات، د مقناطیسي ټریکونو او د لوستلو لیکلو سرونو ټیکنالوژي ښه شوې، په زیاتیدونکي ډول تنګ او ګنده ټریکونه رامینځته کوي، چې په نهایت کې د ذخیره شوي معلوماتو مقدار کې زیاتوالی لامل شوی.
په هرصورت، میخانیکي هارډ ډرایو واضح سرعت محدودیتونه لري. دا وخت نیسي چې لیورونه غوښتل شوي موقعیت ته حرکت وکړي، او که چیرې ډاټا په مختلفو پلیټرو کې په بیلابیلو ټریکونو کې ویشل شوي وي، نو ډرایو به د بټونو په لټون کې یو څو مایکرو ثانیې مصرف کړي.
مخکې لدې چې بل ډول ډرایو ته لاړشئ ، راځئ چې د عادي HDD نږدې سرعت په ګوته کړو. موږ بنچمارک وکاروو د هارډ ډرایو ارزولو لپاره :
لومړۍ دوه کرښې په هر ثانیه کې د MB شمیره په ګوته کوي کله چې ترتیب (اوږده، دوامداره لیست) او تصادفي (په ټول ډرایو کې لیږدونه) لوستل او لیکي. بله کرښه د IOPS ارزښت ښیي، کوم چې د I/O عملیاتونو شمیر دی چې په هره ثانیه کې ترسره کیږي. وروستۍ کرښه د لوستلو یا لیکلو عملیاتو لیږدولو او د معلوماتو ارزښتونو ترلاسه کولو ترمینځ اوسط ځنډ (په مایکرو ثانیو کې وخت) ښیې.
په عموم کې، موږ هڅه کوو چې ډاډ ترلاسه کړو چې په لومړیو دریو کرښو کې ارزښتونه څومره چې امکان لري لوی وي، او په وروستۍ کرښه کې څومره چې ممکنه وي. پخپله د شمیرو په اړه اندیښنه مه کوئ ، موږ به یې یوازې د پرتله کولو لپاره وکاروو کله چې موږ بل ډول ډرایو ته ګورو: د سالډ ریاست ډرایو.
سرچینه: www.habr.com