Ke makenete. Ke ea motlakase. Ke photonic. Che, enoa ha se bahale ba bacha ba bararo ba tsoang bokahohleng ba Marvel. E mabapi le ho boloka data ea rona ea bohlokoa ea dijithale. Re hloka ho li boloka kae-kae, ka mokhoa o sireletsehileng le o tsitsitseng, e le hore re ka khona ho li fumana le ho li fetola ka ho panya ha leihlo. Lebala Iron Man le Thor - re bua ka li-hard drive!
Kahoo a re ke re kenelle ka har'a anatomy ea lisebelisoa tseo re li sebelisang kajeno ho boloka libilione tsa likotoana tsa data.
U ntlhahlolla hantle, ngoana
Mechini hard drive polokelo (hard disk drive, HDD) esale e le mokhoa oa ho boloka lik'homphieutha ho pota lefatše ka lilemo tse fetang 30, empa theknoloji e ka morao ke ea khale haholo.
IBM e ile ea lokolla HDD ea pele ea khoebo , matla a eona e ne e le hoo e ka bang 3,75 MB. Mme ka kakaretso, ho theosa le lilemo tsena tsohle sebopeho se akaretsang sa drive ha se so fetohe haholo. E ntse e na le li-disk tse sebelisang magnetization ho boloka data, mme ho na le lisebelisoa tsa ho bala / ho ngola data eo. Fetohile E tšoanang, 'me e matla haholo, ke palo ea data e ka bolokoang ho tsona.
Ka 1987 ho ne ho khoneha hoo e ka bang $350; Kajeno o ka reka 14 TB: ka 700 000 makhetlo a molumo.
Re tla sheba sesebelisoa se sa lekanang hantle ka boholo, empa hape se hlompheha ka litekanyetso tsa sejoale-joale: 3,5-inch HDD Seagate Barracuda 3 TB, haholo-holo, mohlala. , e tummeng hampe ka eona и . The drive eo re ithutang eona e se e shoele, kahoo sena se tla tšoana le tlhahlobo ea setopo ho feta thuto ea anatomy.
Boholo ba hard drive ke tšepe e entsoeng. Matla a ka hare ho sesebelisoa nakong ea ts'ebeliso e sebetsang a ka ba a tebileng haholo, kahoo tšepe e teteaneng e thibela ho kobeha le ho sisinyeha ha nyeoe. Esita le li-HDD tse nyenyane tsa 1,8-inch li sebelisa tšepe e le thepa ea bolulo, empa hangata li entsoe ka aluminium ho e-na le tšepe hobane li hloka ho ba bobebe kamoo ho ka khonehang.
Ha re fetola koloi, re bona boto ea potoloho e hatisitsoeng le li-connectors tse 'maloa. Sehokelo se kaholimo ho boto se sebelisoa bakeng sa enjene e potolohang li-disk, 'me tse tharo tse ka tlase (ho tloha ka letsohong le letšehali ho ea ho le letona) ke li-jumper pins tse u lumellang hore u lokise drive bakeng sa litlhophiso tse itseng, sehokelo sa data sa SATA (Serial ATA). , le sehokelo sa matla sa SATA.
Serial ATA e hlahile ka lekhetlo la pele ka 2000. Likhomphutha tsa desktop, ona ke sistimi e tloaelehileng e sebelisoang ho hokahanya li-drive ho komporo e meng kaofela. Sebopeho sa sebopeho se bile le lintlafatso tse ngata, 'me hajoale re sebelisa mofuta oa 3.4. Setopo sa rona sa hard drive ke mofuta oa khale, empa phapang ke pini e le 'ngoe feela sehokelong sa matla.
Lihokelong tsa data, e sebelisoa ho amohela le ho amohela data. : Lithakhisa A+ le A- li sebelisetsoa phetiso litaelo le data ho hard drive, le phini B ke tsa amohela lipontšo tsena. Tšebeliso ena ea li-conductors tse tsamaeang ka bobeli e fokotsa haholo phello ea lerata la motlakase ho letšoao, ho bolelang hore sesebelisoa se ka sebetsa ka potlako.
Haeba re bua ka matla, rea bona hore sehokelo se na le li-contacts tsa motlakase o mong le o mong (+3.3, +5 le +12V); leha ho le joalo, boholo ba tsona ha li sebelisoe hobane li-HDD ha li hloke matla a mangata. Mofuta ona oa Seagate o sebelisa li-watts tse ka tlase ho 10 tlasa mojaro o sebetsang. Mabitso a tšoailoeng PC a sebelisetsoa precharge: Karolo ena e u lumella ho tlosa le ho hokela hard drive ha komporo e ntse e tsoela pele ho sebetsa (sena se bitsoa ho fapanyetsana ho chesang).
Ho ikopanya le tag ea PWDIS hoa lumella hard drive, empa ts'ebetso ena e tšehetsoa feela ho tsoa ho mofuta oa SATA 3.3, kahoo koloing ea ka ke mohala o mong oa matla oa +3.3V. 'Me phini ea ho qetela, e ngotsoeng SSU, e bolella k'homphieutha feela hore na hard drive e tšehetsa theknoloji ea ho latellana ha spin-up. staggered spin up.
Pele komporo e ka li sebelisa, li-drive tse ka har'a sesebelisoa (tseo re tla li bona haufinyane) li tlameha ho bilika ka lebelo le felletseng. Empa haeba ho na le li-hard drive tse ngata tse kentsoeng mochine, joale kopo ea matla ka nako e le 'ngoe e ka senya tsamaiso. Butle-butle ho phunya li-spindle ho felisa ka ho feletseng monyetla oa mathata a joalo, empa u tla tlameha ho ema metsotsoana e seng mekae pele u fumana phihlelo e feletseng ea HDD.
Ka ho tlosa boto ea potoloho, u ka bona hore na e amana joang le likarolo tse ka hare ho sesebelisoa. HDD e sa tiisetsoang, ntle le lisebelisoa tse nang le matla a maholo haholo - li sebelisa helium ho e-na le moea hobane ha li teteane haholo 'me li baka mathata a fokolang ho li-drive tse nang le li-disk tse ngata. Ka lehlakoreng le leng, ha ua lokela ho pepesa li-drive tse tloaelehileng sebakeng se bulehileng.
Ka lebaka la tšebeliso ea li-connectors tse joalo, palo ea libaka tsa ho kena tseo litšila le lerōle li ka kenang ka har'a koloi li fokotsehile; ho na le lesoba mokotlaneng oa tšepe (letheba le leholo le lesoeu k'honeng e ka tlase e ka letsohong le letšehali la setšoantšo) le lumellang khatello ea tikoloho hore e lule ka hare.
Kaha joale PCB e tlositsoe, a re shebeng se ka hare. Ho na le li-chips tse 'nè tse kholo:
- LSI B64002: Chip ea molaoli ea ka sehloohong e sebetsanang le litaelo, e fetisetsa melaetsa ea data ho tsoa le ho tsoa, e lokisa liphoso, joalo-joalo.
- Samsung K4T51163QJ: 64 MB DDR2 SDRAM e ts'oaretsoe ho 800 MHz, e sebelisetsoang ho boloka boitsebiso
- Smooth MCKXL: e laola enjene e ohlang li-discs
- Winbond 25Q40BWS05: 500 KB ea serial flash memory e sebelisitsoeng ho boloka firmware ea drive (e batla e tšoana le BIOS ea komporo)
Likarolo tsa PCB tsa li-HDD tse fapaneng li ka fapana. Boholo bo boholo bo hloka cache e eketsehileng (li-monsters tsa sejoale-joale li ka ba le 256 MB ea DDR3), 'me chip ea mantlha ea taolo e kanna ea rarahana ho feta ho sebetsana le liphoso, empa ka kakaretso liphapang ha li kholo hakaalo.
Ho bula koloi ho bonolo, tlosa feela liboutu tse 'maloa tsa Torx le voila! Re ka hare...
Kaha ho nka boholo ba sesebelisoa, tlhokomelo ea rona e hoheloa hang-hang ho selikalikoe se seholo sa tšepe; ho bonolo ho utloisisa hore na ke hobane'ng ha likoloi li bitsoa disk. Ho nepahetse ho ba bitsa lipoleiti; li entsoe ka khalase kapa aluminium 'me li koahetsoe ka likarolo tse' maloa tsa lisebelisoa tse fapaneng. Koloi ena ea 3TB e na le lipoleiti tse tharo, ho bolelang hore 500GB e lokela ho bolokoa ka lehlakoreng le leng la platter e le 'ngoe.
Setšoantšo se lerōle haholo, lipoleiti tse joalo tse litšila ha li lumellane le ho nepahala ha moralo le tlhahiso e hlokahalang ho li etsa. Mohlala oa rona oa HDD, disk ea aluminium ka boeona e 0,04 inch (1 mm) e teteaneng, empa e bentšitsoe ho isa bohōleng boo hore bophahamo bo tloaelehileng ba ho kheloha holim'a metsi bo ka tlaase ho 0,000001 inch (hoo e ka bang 30 nm).
Lera la motheo le botebo ba lisenthimithara tse 0,0004 feela (10 microns) 'me le na le likarolo tse ngata tsa lisebelisoa tse kentsoeng holim'a tšepe. Sesebelisoa se etsoa ho sebelisoa e lateloa ke , ho lokisa disk bakeng sa lisebelisoa tsa motheo tsa makenete tse sebelisetsoang ho boloka data ea digital.
Boitsebiso bona hangata ke motsoako o rarahaneng oa cobalt 'me o entsoe ka li-circles, e' ngoe le e 'ngoe e ka bang 0,00001 inch (hoo e ka bang 250 nm) bophara le 0,000001 inch (25 nm) botebo. Boemong bo bonyenyane, li-alloys tsa tšepe li etsa lijo-thollo tse tšoanang le lipompong tsa sesepa holim'a metsi.
Tlhaku e 'ngoe le e 'ngoe e na le matla a eona a khoheli, empa e ka fetoloa ka tsela e fanoeng. Ho arola likarolo tse joalo ho fella ka likotoana tsa data (0s le 1s). Haeba u batla ho tseba haholoanyane ka sehlooho sena, bala Univesithi ea Yale. Liaparo tsa ho qetela ke lera la k'habone bakeng sa ts'ireletso, ebe ke polymer ho fokotsa likhohlano. Ha li kopane ha li fete 0,0000005 inches (12 nm) botenya.
Haufinyane re tla bona hore na ke hobaneng ha li-wafers li tlameha ho etsoa ka mamello e tiileng joalo, empa ho ntse ho makatsa ho hlokomela hore U ka ba mong'a motlotlo oa sesebelisoa se entsoeng ka mokhoa o nepahetseng oa nanometer!
Leha ho le joalo, a re khutleleng ho HDD ka boeona 'me re bone hore na ke eng hape e ho eona.
'Mala o mosehla o bontša sekoahelo sa tšepe se tiisang ka mokhoa o sireletsehileng poleiti ho spindle drive motlakase oa motlakase - koloi ea motlakase e potolohang li-disks. Ka HDD ena li potoloha ka lebelo la 7200 rpm (revolutions/min), empa mefuteng e meng li ka sebetsa butle. Li-drive tse tsamaeang butle li na le lerata le tlase le tšebeliso ea matla, empa hape le lebelo le tlase, athe li-drive tse potlakileng li ka fihla lebelo la 15 rpm.
Ho fokotsa tšenyo e bakiloeng ke lerole le mongobo oa moea, sebelisa recirculation filter (sekoere se setala), ho bokella likaroloana tse nyane le ho li kenya ka hare. Moea o tsamaisoang ke ho potoloha ha lipoleiti o etsa bonnete ba hore ho phalla kamehla ka sefeneng. Ka holim'a li-discs le haufi le filthara ho na le e 'ngoe ea tse tharo li-plate separators: ho thusa ho fokotsa ho thothomela le ho boloka moea o phalla ka hohle kamoo ho ka khonehang.
Karolong e ka holimo e ka ho le letšehali ea setšoantšo, lepatlelo le leputsoa le bontša e 'ngoe ea li-bar magnets tse peli tse sa feleng. Li fana ka matla a khoheli a hlokahalang ho tsamaisa karolo e bontšitsoeng ka bofubelu. Ha re arole lintlha tsena ho li bona hantle.
Se shebahalang joaloka patch e tšoeu ke sefe se seng, ke sona feela se sefang likaroloana le likhase tse kenang ka ntle ka lesoba leo re le boneng ka holimo. Metal spikes ke hlooho tsa motsamao, tseo ba leng ho tsona bala-ngola lihlooho hard drive. Li tsamaea ka lebelo le leholo holim'a lipoleiti (ka holimo le ka tlaase).
Shebella video ena e entsoeng ke ho bona hore na li potlakile hakae:
Moqapi ha o sebelise ntho leha e le efe e joalo ; Ho tsamaisa li-levers, motlakase oa motlakase o fetisoa ka solenoid botlaaseng ba lisebelisoa.
Ka kakaretso ba bitsoa , hobane ba sebelisa molao-motheo o tšoanang o sebelisoang libui le li-microphone ho tsamaisa lera. Hona joale e hlahisa matla a khoheli a pota-potileng, a sebetsanang le tšimo e entsoeng ke magnets a sa feleng.
U se ke ua lebala hore lipina tsa data nyane, kahoo boemo ba matsoho bo tlameha ho ba bo nepahetseng haholo, joalo ka ntho e 'ngoe le e' ngoe e ka koloing. Li-drive tse ling tse thata li na le li-levers tse nang le mekhahlelo e mengata tse etsang liphetoho tse nyane ka lehlakoreng la karolo e le 'ngoe feela ea lehare lohle.
Li-hard drive tse ling li na le lipina tsa data tse fetang tse ling. Theknoloji ena e bitsoa (shingled magnetic rekota), 'me litlhoko tsa eona tsa ho nepahala le boemo (ke hore, ho lula u otla ntlha e le' ngoe) li thata le ho feta.
Qetellong ea liphaka ho na le lihlooho tse thata haholo tsa ho bala. HDD ea rona e na le lipoleiti tse 3 le lihlooho tse 6, 'me e' ngoe le e 'ngoe ea tsona o sesa ka holim'a disk ha e ntse e potoloha. E le ho finyella sena, lihlooho li emisoa holim'a marapo a tšepe a ultra-thin.
'Me mona re ka bona hore na ke hobane'ng ha mohlala oa rona oa tlhaho o shoele - bonyane hlooho e le' ngoe e ile ea lokoloha, 'me eng kapa eng e bakileng tšenyo ea pele e boetse e kobile letsoho le leng. Karolo ea hlooho eohle e nyenyane hoo, joalokaha u ka bona ka tlase, ho thata haholo ho fumana setšoantšo se setle ka k'hamera e tloaelehileng.
Leha ho le joalo, re ka arola likarolo ka bomong. The grey block ke karolo e entsoeng ka ho khetheha e bitsoang "slider": Ha disc e ntse e potoloha ka tlas'a eona, ho phalla ha moea ho etsa hore ho phahamisoe, ho phahamisa hlooho holim'a metsi. 'Me ha re re "lifts," re bolela lekhalo le bophara ba 0,0000002 feela, kapa ka tlase ho 5 nm.
Leha ho le joalo, 'me lihlooho li ke ke tsa khona ho lemoha liphetoho ho matla a khoheli a pina; haeba lihlooho li ne li robetse ka holim'a metsi, li ne li tla phunya lesela feela. Ke ka lebaka leo u lokelang ho hloekisa moea ka har'a koloi ea koloi: lerōle le mongobo holim'a koloi li tla senya lihlooho feela.
"Pale" e nyane ea tšepe qetellong ea hlooho e thusa ka aerodynamics ka kakaretso. Leha ho le joalo, ho bona likarolo tse balang le ho ngola, re hloka foto e betere.
Setšoantšong sena sa hard drive e 'ngoe, lisebelisoa tsa ho bala / ho ngola li ka tlas'a likhokahano tsohle tsa motlakase. Ho rekota ho etsoa ke sistimi (ho kenya filimi e nyane, TFI), le ho bala - sesebelisoa (sesebedisoa sa magnetoresistive, TMR).
Matšoao a hlahisoang ke TMR a fokola haholo 'me a tlameha ho fetisoa ka amplifier ho eketsa maemo pele a romeloa. Chip e ikarabellang bakeng sa sena e haufi le botlaaseng ba li-levers setšoantšong se ka tlase.
Joalokaha ho boletsoe selelekeleng sa sengoloa, likarolo tsa mochini le molao-motheo oa ts'ebetso ea hard drive li fetohile hanyane ho theosa le lilemo. Ka holim'a tsohle, thekenoloji ea litsela tsa makenete le lihlooho tsa ho bala li ile tsa ntlafatsoa, tsa theha litsela tse fokolang le tse teteaneng, tse ileng tsa qetella li lebisitse ho eketseha ha boitsebiso bo bolokiloeng.
Leha ho le joalo, li-hard drive tsa mochini li na le meeli e hlakileng ea lebelo. Ho nka nako ho tsamaisa li-levers sebakeng se lakatsehang, 'me haeba data e hasane ka litsela tse fapaneng ka liplatelete tse fapaneng, koloi e tla qeta li-microseconds tse 'maloa e batla likotoana.
Pele re fetela mofuteng o mong oa koloi, a re bonts'eng lebelo le hakanyetsoang la HDD e tloaelehileng. Re sebelisitse benchmark ho lekola hard drive :
Mela e 'meli ea pele e bontša palo ea MB ka motsotsoana ha u etsa sequential (lethathamo le lelelele, le tsoelang pele) le ka tšohanyetso (liphetoho ho pholletsa le koloi eohle) ho bala le ho ngola. Mohala o latelang o bonts'a boleng ba IOPS, e leng palo ea ts'ebetso ea I / O e etsoang motsotsoana o mong le o mong. Mohala oa ho qetela o bonts'a karohano ea latency (nako ho microseconds) lipakeng tsa ho fetisa ts'ebetso ea ho bala kapa ho ngola le ho amohela boleng ba data.
Ka kakaretso, re ikitlaelletsa ho etsa bonnete ba hore litekanyetso meleng e meraro ea pele li kholo ka hohle kamoo ho ka khonehang, 'me moleng oa ho qetela li nyane kamoo ho ka khonehang. Se ke oa tšoenyeha ka lipalo ka botsona, re tla li sebelisa ho bapisa ha re sheba mofuta o mong oa koloi: solid-state drive.
Source: www.habr.com