එය චුම්භකයි. එය විදුලිය. ඒක ෆොටෝනික්. නැත, මෙය මාර්වල් විශ්වයේ නව සුපිරි වීරයන් ත්රිත්වයක් නොවේ. එය අපගේ වටිනා ඩිජිටල් දත්ත ගබඩා කිරීමයි. අපි ඒවා කොහේ හරි, ආරක්ෂිතව සහ ස්ථාවරව ගබඩා කළ යුතුයි, එවිට අපට ඒවා ඇසිපිය හෙළන විට ප්රවේශ වී වෙනස් කළ හැකිය. අයන් මෑන් සහ තෝර් අමතක කරන්න - අපි දෘඪ තැටි ගැන කතා කරමු!
ඉතින් අපි අද බිලියන ගණනක දත්ත ගබඩා කිරීමට භාවිතා කරන උපාංගවල ව්යුහ විද්යාවට කිමිදෙමු.
ඔයා මාව දකුණට කරකවනවා බබා
මකිනි දෘඪ තැටි ගබඩාව (දෘඪ තැටි ධාවකය, HDD) වසර 30 කට වැඩි කාලයක් ලොව පුරා පරිගණක සඳහා ගබඩා කිරීමේ සම්මතය වී ඇත, නමුත් එය පිටුපස ඇති තාක්ෂණය බොහෝ පැරණි ය.
IBM පළමු වාණිජ HDD නිකුත් කළේය
1987 දී එය හැකි විය
අපි හරියටම එකම ප්රමාණයෙන් නොව නවීන ප්රමිතීන්ට අනුව විනීත උපාංගයක් දෙස බලමු: අඟල් 3,5 HDD Seagate Barracuda 3 TB, විශේෂයෙන් ආකෘතිය
දෘඪ තැටියේ වැඩි කොටසක් වාත්තු ලෝහ වේ. සක්රීය භාවිතයේදී උපාංගය තුළ ඇති බලවේග තරමක් බරපතල විය හැකිය, එබැවින් ඝන ලෝහ නඩුවේ නැමීම සහ කම්පනය වළක්වයි. කුඩා අඟල් 1,8 HDD පවා ලෝහ නිවාස ද්රව්යයක් ලෙස භාවිතා කරයි, නමුත් ඒවා සාමාන්යයෙන් වානේ වලට වඩා ඇලුමිනියම් වලින් සාදා ඇත්තේ ඒවා හැකි තරම් සැහැල්ලු විය යුතු බැවිනි.
ධාවකය පෙරළීම, අපි මුද්රිත පරිපථ පුවරුවක් සහ සම්බන්ධක කිහිපයක් දකිමු. පුවරුවේ ඉහළින් ඇති සම්බන්ධකය තැටි භ්රමණය වන මෝටරය සඳහා භාවිතා කරන අතර පහළ තුන (වමේ සිට දකුණට) ජම්පර් පින් වේ, එය ඔබට යම් වින්යාසයන් සඳහා ධාවකය වින්යාස කිරීමට ඉඩ සලසයි, SATA (Serial ATA) දත්ත සම්බන්ධකය. , සහ SATA බල සම්බන්ධකය.
Serial ATA මුලින්ම දර්ශනය වූයේ 2000 දීය. ඩෙස්ක්ටොප් පරිගණකවල, මෙය පරිගණකයේ ඉතිරි කොටස් වෙත ධාවකයන් සම්බන්ධ කිරීමට භාවිතා කරන සම්මත පද්ධතියයි. ආකෘති පිරිවිතර බොහෝ සංශෝධන වලට භාජනය වී ඇති අතර, අපි දැනට 3.4 අනුවාදය භාවිතා කරමු. අපගේ දෘඪ තැටියේ මළ සිරුර පැරණි අනුවාදයකි, නමුත් වෙනස වන්නේ බල සම්බන්ධකයේ එක් පින් එකක් පමණි.
දත්ත සම්බන්ධතා වලදී, එය දත්ත ලබා ගැනීමට සහ ලබා ගැනීමට භාවිතා කරයි.
අපි බලය ගැන කතා කරන්නේ නම්, සම්බන්ධකයට එක් එක් වෝල්ටීයතාවයේ (+3.3, +5 සහ +12V) සම්බන්ධතා යුගලයක් ඇති බව අපි දකිමු; කෙසේ වෙතත්, HDD වලට වැඩි බලයක් අවශ්ය නොවන නිසා ඒවායින් බොහොමයක් භාවිතා නොවේ. මෙම විශේෂිත Seagate ආකෘතිය ක්රියාකාරී භාරය යටතේ වොට් 10 ට වඩා අඩු ප්රමාණයක් භාවිතා කරයි. සම්බන්ධතා ලකුණු කර ඇති PC සඳහා භාවිතා වේ precharge: පරිගණකය දිගටම වැඩ කරන අතරතුර දෘඪ තැටිය ඉවත් කිරීමට සහ සම්බන්ධ කිරීමට මෙම විශේෂාංගය ඔබට ඉඩ සලසයි (මෙය හැඳින්වේ උණුසුම් හුවමාරු කිරීම).
PWDIS ටැගය සමඟ සම්බන්ධ වීමට ඉඩ ලබා දේ
පරිගණකයට ඒවා භාවිතා කිරීමට පෙර, උපාංගය තුළ ඇති ධාවක (අපි ඉක්මනින් දකිනු ඇත) සම්පූර්ණ වේගය දක්වා කරකැවිය යුතුය. නමුත් යන්ත්රයේ බොහෝ දෘඪ තැටි ස්ථාපනය කර ඇත්නම්, හදිසි එකවර බල ඉල්ලීමක් පද්ධතියට හානි කළ හැකිය. ක්රමයෙන් ස්පින්ඩල් කරකැවීමෙන් එවැනි ගැටළු ඇතිවීමේ හැකියාව සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කරයි, නමුත් HDD වෙත සම්පූර්ණ ප්රවේශය ලබා ගැනීමට පෙර ඔබට තත්පර කිහිපයක් බලා සිටීමට සිදුවනු ඇත.
පරිපථ පුවරුව ඉවත් කිරීමෙන්, එය උපාංගය තුළ ඇති සංරචක වලට සම්බන්ධ වන ආකාරය ඔබට දැක ගත හැකිය. HDD මුද්රා කර නැත, ඉතා විශාල ධාරිතාවක් සහිත උපාංග හැර - ඔවුන් වාතය වෙනුවට හීලියම් භාවිතා කරන්නේ එය ඝනත්වය අඩු නිසා සහ තැටි විශාල සංඛ්යාවක් සහිත ධාවකයන් තුළ අඩු ගැටළු ඇති කරයි. අනෙක් අතට, ඔබ සාම්ප්රදායික ධාවක විවෘත පරිසරයට නිරාවරණය නොකළ යුතුය.
එවැනි සම්බන්ධක භාවිතයට ස්තූතිවන්ත වන අතර, ධාවකය තුළට අපිරිසිදු හා දූවිලි ඇතුළු විය හැකි පිවිසුම් ස්ථාන ගණන අවම වේ; ලෝහ පෙට්ටියේ සිදුරක් ඇත (රූපයේ පහළ වම් කෙළවරේ ඇති විශාල සුදු තිත) එය ඇතුළත පරිසරයේ පීඩනය රැඳී සිටීමට ඉඩ සලසයි.
දැන් PCB එක අයින් කරලා ඇතුලේ තියෙන්නේ මොනවද කියලා බලමු. ප්රධාන චිප්ස් හතරක් ඇත:
- LSI B64002: ප්රධාන පාලක චිපය උපදෙස් සකසන, දත්ත ප්රවාහ තුළට සහ පිටතට මාරු කරන, දෝෂ නිවැරදි කරන යනාදිය.
- Samsung K4T51163QJ: 64 MB DDR2 SDRAM 800 MHz, දත්ත හැඹිලිගත කිරීම සඳහා භාවිතා කරයි
- සුමට MCKXL: තැටි කරකවන මෝටරය පාලනය කරයි
- Winbond 25Q40BWS05: 500 KB අනුක්රමික ෆ්ලෑෂ් මතකය ධාවකයේ ස්ථිරාංග ගබඩා කිරීමට භාවිතා කරයි (පරිගණකයේ BIOS වැනි)
විවිධ HDD වල PCB සංරචක වෙනස් විය හැක. විශාල ප්රමාණවලට වැඩි හැඹිලියක් අවශ්ය වේ (වඩාත් නවීන රාක්ෂයන්ට DDR256 3 MB දක්වා තිබිය හැක), සහ ප්රධාන පාලක චිපය දෝෂ හැසිරවීමේදී ටිකක් සංකීර්ණ විය හැකි නමුත් සමස්ත වෙනස්කම් එතරම් විශාල නොවේ.
ධාවකය විවෘත කිරීම පහසුය, Torx බෝල්ට් සහ වොයිලා කිහිපයක් ගලවන්න! අපි ඇතුලේ...
එය උපාංගයේ විශාල ප්රමාණයක් ගන්නා බැවින්, අපගේ අවධානය වහාම විශාල ලෝහ කවය වෙත යොමු වේ; ධාවක හඳුන්වන්නේ මන්දැයි තේරුම් ගැනීම පහසුය තැටිය. ඔවුන් ඇමතීම නිවැරදියි තහඩු; ඒවා වීදුරු හෝ ඇලුමිනියම් වලින් සාදා ඇති අතර විවිධ ද්රව්යවල ස්ථර කිහිපයකින් ආලේප කර ඇත. මෙම 3TB ධාවකයේ තැටි තුනක් ඇත, එනම් 500GB එක් තැටියක සෑම පැත්තකින්ම ගබඩා කළ යුතුය.
රූපය තරමක් දූවිලි සහිත ය, එවැනි අපිරිසිදු තහඩු ඒවා සෑදීමට අවශ්ය සැලසුම් සහ නිෂ්පාදනයේ නිරවද්යතාවයට නොගැලපේ. අපගේ HDD උදාහරණයේ දී, ඇලුමිනියම් තැටිය අඟල් 0,04 (මි.මී. 1) ඝනකමකින් යුක්ත වන නමුත් මතුපිට අපගමනයන්හි සාමාන්ය උස අඟල් 0,000001 (ආසන්න වශයෙන් 30 nm) ට වඩා අඩු වන තරමට ඔප දමා ඇත.
මූලික ස්ථරය අඟල් 0,0004 (මයික්රෝන 10) පමණක් ගැඹුරු වන අතර ලෝහය මත තැන්පත් කර ඇති ද්රව්ය ස්ථර කිහිපයකින් සමන්විත වේ. යෙදුම භාවිතයෙන් සිදු කෙරේ
මෙම ද්රව්යය සාමාන්යයෙන් සංකීර්ණ කෝබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහයක් වන අතර එය කේන්ද්රීය කව වලින් සමන්විත වේ, එක් එක් දළ වශයෙන් අඟල් 0,00001 (ආසන්න වශයෙන් 250 nm) පළල සහ අඟල් 0,000001 (25 nm) ගැඹුර. ක්ෂුද්ර මට්ටමේ දී, ලෝහ මිශ්ර ලෝහ ජලය මතුපිට සබන් බුබුලු වලට සමාන ධාන්ය සාදයි.
සෑම ධාන්ය වර්ගයකටම තමන්ගේම චුම්බක ක්ෂේත්රයක් ඇත, නමුත් එය යම් දිශාවකට පරිවර්තනය කළ හැකිය. එවැනි ක්ෂේත්ර සමූහගත කිරීමෙන් දත්ත බිටු (0s සහ 1s) ලැබේ. ඔබට මෙම මාතෘකාව ගැන වැඩිදුර දැන ගැනීමට අවශ්ය නම්, කියවන්න
මෙතරම් තද ඉවසීමකින් වේෆර් නිපදවිය යුත්තේ මන්දැයි අපි ඉක්මනින්ම බලමු, නමුත් එය වටහා ගැනීම තවමත් පුදුම සහගතය.
කෙසේ වෙතත්, අපි HDD වෙත ආපසු ගොස් එහි ඇති තවත් දේ බලමු.
කහ පැහැයෙන් දැක්වෙන්නේ තහඩුව ආරක්ෂිතව සවි කරන ලෝහ ආවරණයයි ස්පින්ඩල් ඩ්රයිව් විදුලි මෝටරය - තැටි භ්රමණය වන විද්යුත් ධාවකය. මෙම HDD වලදී ඒවා 7200 rpm (විප්ලව / min) සංඛ්යාතයකින් භ්රමණය වේ, නමුත් අනෙකුත් මාදිලිවල ඒවා මන්දගාමීව ක්රියා කළ හැකිය. මන්දගාමී ධාවකයන්ට අඩු ශබ්දයක් සහ බලශක්ති පරිභෝජනයක් ඇත, නමුත් අඩු වේගයක් ඇති අතර වේගවත් ධාවකයන්ට 15 rpm වේගයක් ලබා ගත හැකිය.
දූවිලි හා වාතය තෙතමනය නිසා ඇති වන හානිය අවම කිරීම සඳහා, භාවිතා කරන්න ප්රතිචක්රීකරණ පෙරහන (හරිත චතුරස්රය), කුඩා අංශු එකතු කර ඒවා ඇතුළත තබා ගැනීම. තහඩු වල භ්රමණය මගින් චලනය වන වාතය පෙරහන හරහා නියත ප්රවාහයක් සහතික කරයි. තැටිවලට ඉහළින් සහ පෙරහන අසල තුනෙන් එකක් ඇත තහඩු බෙදුම්කරුවන්: කම්පන අඩු කිරීමට සහ හැකිතාක් දුරට වාතය ගලා යාමට උපකාරී වේ.
රූපයේ ඉහළ වම් කොටසෙහි, නිල් චතුරස්රය ස්ථිර තීරු චුම්බක දෙකෙන් එකක් පෙන්නුම් කරයි. රතු පැහැයෙන් දක්වා ඇති සංරචකය චලනය කිරීමට අවශ්ය චුම්බක ක්ෂේත්රය ඔවුන් සපයයි. මෙම විස්තර වඩාත් හොඳින් දැකීමට අපි වෙන් කරමු.
සුදු පැල්ලමක් වගේ පේන්නේ තවත් ෆිල්ටරයක්, මේකෙන් විතරයි අපි උඩින් දැක්ක සිදුරෙන් පිටතින් ඇතුළු වන අංශු සහ වායු පෙරා ගන්නේ. ලෝහ කරල් වේ හිස චලනය ලීවර, ඔවුන් පිහිටා ඇති කියවන්න-ලියන හිස් දෘඪ තැටිය. ඒවා තහඩු මතුපිට (ඉහළ සහ පහළ) දිගේ දැවැන්ත වේගයකින් ගමන් කරයි.
විසින් නිර්මාණය කරන ලද මෙම වීඩියෝව බලන්න
නිර්මාණය වැනි කිසිවක් භාවිතා නොවේ
පොදුවේ ඔවුන් හඳුන්වන්නේ
අමතක කරන්න එපා ඒ data tracks කුඩා, එබැවින් අත්වල ස්ථානගත කිරීම ධාවකයේ අනෙක් සියල්ල මෙන් අතිශයින්ම නිරවද්ය විය යුතුය. සමහර දෘඪ තැටි බහු-අදියර ලීවර ඇති අතර ඒවා සම්පූර්ණ ලීවරයේ එක් කොටසක දිශාවට කුඩා වෙනස්කම් සිදු කරයි.
සමහර දෘඪ තැටි එකිනෙක අතිච්ඡාදනය වන දත්ත පථ ඇත. මෙම තාක්ෂණය හැඳින්වේ
අත්වල කෙළවරේ ඉතා සංවේදී කියවීමට-ලියන හිස් ඇත. අපගේ HDD තැටි 3 ක් සහ හිස් 6 ක් සහ ඒ සෑම එකක්ම අඩංගු වේ පාවෙයි එය භ්රමණය වන විට තැටියට ඉහලින්. මෙය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා, හිස් ලෝහවල අතිශය තුනී තීරු මත අත්හිටුවා ඇත.
අපගේ ව්යුහ විද්යාත්මක නිදර්ශකය මිය ගියේ මන්දැයි මෙහිදී අපට දැක ගත හැකිය - අවම වශයෙන් එක් හිසක්වත් ලිහිල් වී ඇති අතර, ආරම්භක හානියට හේතුව කුමක් වුවත්, එක් අතක් ද නැවී ඇත. සම්පූර්ණ හිස සංරචකය ඉතා කුඩා වන අතර, ඔබට පහත දැක්වෙන පරිදි, සාමාන්ය කැමරාවක් සමඟ එය හොඳ පින්තූරයක් ලබා ගැනීම ඉතා අපහසු වේ.
කෙසේ වෙතත්, අපට තනි කොටස් වෙන් කළ හැකිය. අළු බ්ලොක් යනු විශේෂයෙන් නිපදවන ලද කොටසකි "ස්ලයිඩරය": තැටිය යටින් භ්රමණය වන විට, වායු ප්රවාහය සෝපානය නිර්මාණය කරයි, හිස මතුපිටින් ඔසවයි. තවද අපි “ලිෆ්ට්” යැයි කී විට අපි අදහස් කරන්නේ පළල අඟල් 0,0000002 ක් හෝ 5 nm ට අඩු පරතරයක් පමණි.
තව දුරටත්, ධාවන පථයේ චුම්බක ක්ෂේත්රවල වෙනස්කම් හඳුනා ගැනීමට ප්රධානීන්ට නොහැකි වනු ඇත; හිස් මතුපිට වැතිර සිටියේ නම්, ඔවුන් හුදෙක් ආලේපනය සීරීමට ලක් කරයි. ඔබ ඩ්රයිව් නඩුවේ ඇතුළත වාතය පෙරීමට අවශ්ය වන්නේ එබැවිනි: ධාවකයේ මතුපිට දූවිලි හා තෙතමනය හුදෙක් හිස් කැඩී යයි.
හිසෙහි කෙළවරේ ඇති කුඩා ලෝහ "කණුවක්" සමස්ත වායුගතිකත්වයට උපකාරී වේ. කෙසේ වෙතත්, කියවීම සහ ලිවීම සිදු කරන කොටස් බැලීමට, අපට වඩා හොඳ ඡායාරූපයක් අවශ්ය වේ.
වෙනත් දෘඪ තැටියක මෙම රූපයේ, සියලු විදුලි සම්බන්ධතාවලට යටින් කියවීමේ/ලිවීමේ උපාංග ඇත. පටිගත කිරීම පද්ධතිය මගින් සිදු කෙරේ
TMR මගින් නිපදවන සංඥා ඉතා දුර්වල වන අතර යැවීමට පෙර මට්ටම් වැඩි කිරීමට ඇම්ප්ලිෆයර් හරහා ගමන් කළ යුතුය. මේ සඳහා වගකිව යුතු චිපය පහත රූපයේ ලීවරවල පාදය අසල පිහිටා ඇත.
ලිපියේ හැඳින්වීමෙහි සඳහන් කර ඇති පරිදි, වසර ගණනාවක් පුරා දෘඪ තැටියක යාන්ත්රික සංරචක සහ මෙහෙයුම් මූලධර්මය සුළු වශයෙන් වෙනස් වී ඇත. සියල්ලටම වඩා, චුම්බක ධාවන පථ සහ කියවීමට ලිවීමේ හිස්වල තාක්ෂණය වැඩිදියුණු කරන ලද අතර, වඩ වඩාත් පටු සහ ඝන පීලි නිර්මාණය කරන ලද අතර, එය අවසානයේ ගබඩා කර ඇති තොරතුරු ප්රමාණය වැඩි කිරීමට හේතු විය.
කෙසේ වෙතත්, යාන්ත්රික දෘඪ තැටි පැහැදිලි වේග සීමාවන් ඇත. ලිවර්ස් අපේක්ෂිත ස්ථානයට ගෙන යාමට කාලය ගත වන අතර, දත්ත විවිධ තැටිවල විවිධ පීලි හරහා විසිරී තිබේ නම්, ධාවකය බිටු සෙවීම සඳහා මයික්රෝ තත්පර කිහිපයක් ගත කරයි.
වෙනත් ආකාරයේ ධාවකයකට යාමට පෙර, සාමාන්ය HDD එකක ආසන්න වේගය සඳහන් කරමු. අපි මිණුම් ලකුණ භාවිතා කළා
පළමු පේළි දෙකෙන් දැක්වෙන්නේ අනුක්රමික (දිගු, අඛණ්ඩ ලැයිස්තුව) සහ අහඹු ලෙස (සම්පූර්ණ ධාවකය පුරාම සංක්රාන්ති) කියවීම සහ ලිවීම සිදු කරන විට තත්පරයට MB ගණනයි. ඊළඟ පේළිය IOPS අගය පෙන්වයි, එය සෑම තත්පරයකම සිදු කරන I/O මෙහෙයුම් ගණනයි. අවසාන පේළිය කියවීමේ හෝ ලිවීමේ මෙහෙයුමක් සම්ප්රේෂණය කිරීම සහ දත්ත අගයන් ලබා ගැනීම අතර සාමාන්ය ප්රමාදය (ක්ෂුද්ර තත්පර වලින්) පෙන්වයි.
පොදුවේ ගත් කල, පළමු පේළි තුනේ අගයන් හැකි තරම් විශාල වන අතර අවසාන පේළියේ හැකි තරම් කුඩා බව සහතික කිරීමට අපි උත්සාහ කරමු. සංඛ්යා ගැන කරදර නොවන්න, අපි වෙනත් ආකාරයේ ධාවකයක් දෙස බලන විට ඒවා සංසන්දනය කිරීම සඳහා භාවිතා කරන්නෙමු: ඝන-තත්ත්ව ධාවකය.
මූලාශ්රය: www.habr.com