เทคโนโลยีใหม่สำหรับฮาร์ดไดรฟ์ แผ่นในฮาร์ดไดรฟ์ไดรฟ์คอมพิวเตอร์ทำมาจากอะไร?

ฮาร์ดไดรฟ์หรือที่เรียกกันว่าฮาร์ดไดรฟ์เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบคอมพิวเตอร์ ใคร ๆ ก็รู้เรื่องนี้ แต่ไม่ใช่ว่าผู้ใช้สมัยใหม่ทุกคนจะรู้หลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์ด้วยซ้ำ โดยทั่วไปหลักการทำงานนั้นค่อนข้างง่ายสำหรับความเข้าใจพื้นฐาน แต่มีความแตกต่างบางประการที่จะกล่าวถึงในภายหลัง

คำถามเกี่ยวกับวัตถุประสงค์และการจัดประเภทของฮาร์ดไดรฟ์?

คำถามของวัตถุประสงค์คือแน่นอนวาทศิลป์ ผู้ใช้ทุกคนแม้แต่ระดับเริ่มต้นส่วนใหญ่จะตอบทันทีว่าฮาร์ดไดรฟ์ (หรือที่เรียกว่าฮาร์ดไดรฟ์หรือที่เรียกว่าฮาร์ดไดรฟ์หรือ HDD) จะตอบทันทีว่าทำหน้าที่จัดเก็บข้อมูล

โดยทั่วไปเป็นเรื่องจริง อย่าลืมว่าบนฮาร์ดดิสก์นอกเหนือจากระบบปฏิบัติการและไฟล์ผู้ใช้แล้วยังมีบูตเซกเตอร์ที่สร้างขึ้นโดยระบบปฏิบัติการด้วยซึ่งจะเริ่มทำงานรวมถึงป้ายกำกับบางส่วนที่คุณสามารถค้นหาข้อมูลที่จำเป็นบนดิสก์ได้อย่างรวดเร็ว

โมเดลสมัยใหม่มีความหลากหลายมาก: HDD ธรรมดาฮาร์ดไดรฟ์ภายนอก SSD โซลิดสเตทไดรฟ์ความเร็วสูงแม้ว่าโดยปกติจะไม่เรียกว่าฮาร์ดไดรฟ์ นอกจากนี้ขอเสนอให้พิจารณาอุปกรณ์และหลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์หากไม่เต็มอย่างน้อยก็ในลักษณะที่เพียงพอที่จะเข้าใจข้อกำหนดและกระบวนการพื้นฐาน

โปรดทราบว่านอกจากนี้ยังมีการจัดประเภทพิเศษของ HDD ที่ทันสมัยตามเกณฑ์พื้นฐานบางประการซึ่งสามารถแยกแยะได้ดังต่อไปนี้:

• วิธีการจัดเก็บข้อมูล
• ประเภทสื่อ
• วิธีจัดการการเข้าถึงข้อมูล

ทำไมฮาร์ดไดรฟ์จึงเรียกว่าฮาร์ดไดรฟ์

ทุกวันนี้ผู้ใช้หลายคนสงสัยว่าทำไมถึงเรียกมันว่าฮาร์ดไดรฟ์ขนาดเล็ก ดูเหมือนว่าจะมีอะไรเหมือนกันระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองนี้?

คำนี้ปรากฏย้อนกลับไปในปี 1973 เมื่อ HDD ตัวแรกของโลกปรากฏตัวในตลาดการออกแบบประกอบด้วยสองช่องแยกต่างหากในภาชนะปิดผนึกเดียว ความจุของแต่ละช่องคือ 30 MB ซึ่งเป็นสาเหตุที่วิศวกรตั้งชื่อรหัสให้ดิสก์ว่า "30-30" ซึ่งสอดคล้องกับยี่ห้อของปืนไรเฟิลวินเชสเตอร์ 30-30 ที่เป็นที่นิยมในเวลานั้น จริงอยู่ในช่วงต้นทศวรรษที่ 90 ในอเมริกาและยุโรปชื่อนี้แทบไม่ได้ใช้งาน แต่ก็ยังคงเป็นที่นิยมในพื้นที่หลังโซเวียต

อุปกรณ์และหลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์

แต่เราฟุ้งซ่าน หลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์สามารถอธิบายสั้น ๆ ได้ว่าเป็นกระบวนการอ่านหรือเขียนข้อมูล แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? เพื่อให้เข้าใจว่าฮาร์ดดิสก์แม่เหล็กทำงานอย่างไรก่อนอื่นคุณต้องศึกษาวิธีการทำงาน

ฮาร์ดไดรฟ์นั้นเป็นชุดของเพลตซึ่งมีจำนวนแตกต่างกันไปตั้งแต่สี่ถึงเก้าตัวซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยเพลา (แกน) ที่เรียกว่าแกนหมุน แผ่นเปลือกโลกตั้งอยู่ด้านบนอีกแผ่นหนึ่ง ส่วนใหญ่วัสดุในการผลิต ได้แก่ อลูมิเนียมทองเหลืองเซรามิกแก้ว ฯลฯ แผ่นตัวเองมีการเคลือบแม่เหล็กพิเศษในรูปแบบของวัสดุที่เรียกว่าแผ่นเสียงโดยใช้แกมมาเฟอร์ไรต์ออกไซด์โครเมียมออกไซด์แบเรียมเฟอร์ไรต์เป็นต้น แต่ละแผ่นมีความหนาประมาณ 2 มม.

หัวเรเดียลมีหน้าที่ในการเขียนและอ่านข้อมูล (หนึ่งแผ่นสำหรับแต่ละจาน) และใช้พื้นผิวทั้งสองในจาน ซึ่งอาจมีได้ตั้งแต่ 3600 ถึง 7200 รอบต่อนาทีและมอเตอร์ไฟฟ้าสองตัวมีหน้าที่ในการเคลื่อนที่ของหัว

ในกรณีนี้หลักการพื้นฐานของฮาร์ดดิสก์ของคอมพิวเตอร์คือข้อมูลจะไม่ถูกเขียนที่ใดก็ได้ แต่อยู่ในตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเรียกว่าเซ็กเตอร์ซึ่งตั้งอยู่บนรางหรือแทร็กศูนย์กลาง เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนให้ใช้กฎเดียวกัน หมายความว่าหลักการของฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์จากมุมมองของโครงสร้างเชิงตรรกะนั้นเป็นสากล ตัวอย่างเช่นขนาดของหนึ่งเซกเตอร์ซึ่งเป็นที่ยอมรับว่าเป็นมาตรฐานแบบรวมทั่วโลกคือ 512 ไบต์ ในทางกลับกันเซกเตอร์จะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มซึ่งเป็นลำดับของเซกเตอร์ที่อยู่ติดกัน และลักษณะเฉพาะของหลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์ในเรื่องนี้คือการแลกเปลี่ยนข้อมูลนั้นดำเนินการโดยคลัสเตอร์ทั้งหมด (จำนวนเต็มของกลุ่มของเซกเตอร์)

แต่การอ่านข้อมูลเกิดขึ้นได้อย่างไร? หลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์มีดังต่อไปนี้: โดยใช้ตัวยึดพิเศษหัวอ่านจะเคลื่อนที่ในทิศทางตามแนวรัศมี (เกลียว) ไปยังแทร็กที่ต้องการและเมื่อหมุนแล้วจะวางตำแหน่งเหนือเซกเตอร์ที่กำหนดและหัวทั้งหมดสามารถเคลื่อนที่ไปพร้อม ๆ กันโดยไม่เพียง แต่อ่านข้อมูลเดียวกันจากแทร็กที่ต่างกันเท่านั้น แต่ยังมาจากดิสก์ที่แตกต่างกัน (จาน) แทร็กทั้งหมดที่มีหมายเลขซีเรียลเดียวกันมักเรียกว่ากระบอกสูบ

ในขณะเดียวกันก็สามารถแยกแยะหลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์ได้อีกอย่างหนึ่งนั่นคือยิ่งหัวอ่านอยู่ใกล้กับพื้นผิวแม่เหล็กมากเท่าไร (แต่ไม่แตะต้อง) ความหนาแน่นของการบันทึกก็จะยิ่งสูงขึ้น

ข้อมูลเขียนและอ่านอย่างไร?

ฮาร์ดดิสก์หรือฮาร์ดไดรฟ์ถูกเรียกว่าแม่เหล็กเนื่องจากใช้กฎของฟิสิกส์ของแม่เหล็กซึ่งคิดค้นโดยฟาราเดย์และแม็กซ์เวลล์

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วการเคลือบแม่เหล็กจะถูกนำไปใช้กับแผ่นของวัสดุที่ไม่ไวต่อแม่เหล็กซึ่งมีความหนาเพียงไม่กี่ไมโครเมตร ในระหว่างการทำงานสนามแม่เหล็กจะปรากฏขึ้นซึ่งมีโครงสร้างโดเมนที่เรียกว่า

โดเมนแม่เหล็กเป็นพื้นที่แม่เหล็กของเฟอร์โรทัลลอยถูก จำกัด โดยขอบเขตอย่างเคร่งครัด นอกจากนี้หลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์สามารถอธิบายสั้น ๆ ได้ดังนี้: เมื่อผลของสนามแม่เหล็กภายนอกเกิดขึ้นสนามภายในของดิสก์จะเริ่มปรับทิศทางตัวเองอย่างเคร่งครัดตามแนวแม่เหล็กและเมื่อสิ้นสุดเอฟเฟกต์โซนของการดึงดูดที่เหลือจะปรากฏบนดิสก์ซึ่งข้อมูลที่เคยมีอยู่ในสนามหลัก ...

หัวอ่านมีหน้าที่สร้างสนามภายนอกระหว่างการเขียนและเมื่ออ่านเขตการดึงดูดที่เหลือซึ่งอยู่ตรงข้ามกับหัวจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือ EMF จากนั้นทุกอย่างก็ง่าย: การเปลี่ยนแปลงใน EMF จะสอดคล้องกับหนึ่งในรหัสไบนารีและการขาดหรือการสิ้นสุดจะสอดคล้องกับศูนย์ เวลาของการเปลี่ยนแปลง EMF มักเรียกว่าองค์ประกอบบิต

นอกจากนี้ด้วยเหตุผลทางวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์อย่างแท้จริงพื้นผิวแม่เหล็กสามารถเชื่อมโยงเป็นลำดับจุดหนึ่งของข้อมูลบิต แต่เนื่องจากเป็นไปไม่ได้เลยที่จะคำนวณตำแหน่งของจุดดังกล่าวจึงจำเป็นต้องติดตั้งเครื่องหมายที่กำหนดไว้ล่วงหน้าบนดิสก์ซึ่งช่วยในการระบุตำแหน่งที่ต้องการ การสร้างป้ายกำกับดังกล่าวเรียกว่าการจัดรูปแบบ (พูดคร่าวๆคือทำลายดิสก์ออกเป็นแทร็กและเซกเตอร์รวมกันเป็นคลัสเตอร์)

โครงสร้างตรรกะและหลักการของฮาร์ดดิสก์ในแง่ของการจัดรูปแบบ

สำหรับองค์กรลอจิกของ HDD การจัดรูปแบบมาก่อนที่นี่ซึ่งมีสองประเภทหลักที่แตกต่างกัน: ระดับต่ำ (ทางกายภาพ) และระดับสูง (ตรรกะ) หากไม่มีขั้นตอนเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องพูดถึงการนำฮาร์ดไดรฟ์เข้าสู่สภาพการทำงาน วิธีการเริ่มต้นฮาร์ดไดรฟ์ใหม่จะกล่าวถึงแยกกัน

การจัดรูปแบบระดับต่ำจะส่งผลกระทบทางกายภาพบนพื้นผิวของ HDD ซึ่งจะสร้างส่วนต่างๆที่อยู่ตามราง เป็นที่น่าแปลกใจว่าหลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์คือแต่ละเซกเตอร์ที่สร้างขึ้นมีแอดเดรสเฉพาะของตัวเองซึ่งรวมถึงหมายเลขของเซกเตอร์จำนวนแทร็กที่ตั้งอยู่และจำนวนด้านข้างของเพลต ดังนั้นเมื่อจัดการการเข้าถึงโดยตรงแรมเดียวกันจะอยู่ตรงไปยังที่อยู่ที่ระบุโดยตรงและไม่มองหาข้อมูลที่จำเป็นบนพื้นผิวทั้งหมดเนื่องจากความเร็วที่ทำได้ (แม้ว่านี่จะไม่ใช่สิ่งที่สำคัญที่สุดก็ตาม) โปรดทราบว่าเมื่อทำการฟอร์แมตในระดับต่ำข้อมูลทั้งหมดจะถูกลบออกโดยสิ้นเชิงและในกรณีส่วนใหญ่จะไม่สามารถกู้คืนได้

การจัดรูปแบบตรรกะเป็นอีกเรื่องหนึ่ง (ในระบบ Windows นี่คือการจัดรูปแบบด่วนหรือรูปแบบด่วน) นอกจากนี้กระบวนการเหล่านี้ยังใช้ได้กับการสร้างโลจิคัลพาร์ติชันซึ่งเป็นพื้นที่ชนิดหนึ่งของฮาร์ดดิสก์หลักที่ทำงานในลักษณะเดียวกัน

การจัดรูปแบบลอจิกมีผลต่อพื้นที่ระบบเป็นหลักซึ่งประกอบด้วยบูตเซกเตอร์และตารางพาร์ติชัน (บันทึกการเริ่มระบบ) ตารางการจัดสรรไฟล์ (FAT, NTFS ฯลฯ ) และไดเร็กทอรีราก (Root Directory)

ข้อมูลจะถูกบันทึกในเซ็กเตอร์ผ่านคลัสเตอร์ในหลายส่วนและหนึ่งคลัสเตอร์ไม่สามารถมีอ็อบเจ็กต์ (ไฟล์) ที่เหมือนกันสองชิ้น ที่จริงแล้วการสร้างโลจิคัลพาร์ติชันนั้นจะแยกออกจากพาร์ติชันระบบหลักซึ่งเป็นผลมาจากการที่ข้อมูลที่เก็บไว้ในนั้นไม่สามารถเปลี่ยนแปลงหรือลบได้เมื่อมีข้อผิดพลาดและความล้มเหลวปรากฏขึ้น

ลักษณะสำคัญของ HDD

ฉันคิดว่าโดยทั่วไปหลักการของฮาร์ดดิสก์มีความชัดเจนเล็กน้อย ตอนนี้เรามาดูคุณสมบัติหลักซึ่งให้ภาพที่สมบูรณ์ของความสามารถ (หรือข้อเสีย) ทั้งหมดของฮาร์ดไดรฟ์สมัยใหม่

หลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์และลักษณะพื้นฐานอาจแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่เรากำลังพูดถึงให้เราแยกแยะพารามิเตอร์พื้นฐานที่สุดที่บ่งบอกลักษณะของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลทั้งหมดที่รู้จักในปัจจุบัน:

• ความจุ (ปริมาตร);
• ประสิทธิภาพ (ความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลการอ่านและการเขียนข้อมูล);
• อินเทอร์เฟซ (วิธีการเชื่อมต่อประเภทคอนโทรลเลอร์)

ความจุคือจำนวนข้อมูลทั้งหมดที่สามารถบันทึกและจัดเก็บไว้ในฮาร์ดไดรฟ์ อุตสาหกรรมการผลิต HDD กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วจนทุกวันนี้ฮาร์ดไดรฟ์ที่มีปริมาณประมาณ 2 TB ขึ้นไปมีการใช้งานมากขึ้น และตามที่เชื่อกันว่านี่ไม่ใช่ขีด จำกัด

อินเทอร์เฟซเป็นลักษณะที่สำคัญที่สุด กำหนดว่าอุปกรณ์เชื่อมต่อกับเมนบอร์ดอย่างไรใช้คอนโทรลเลอร์ตัวไหนอ่านและเขียนอย่างไร ฯลฯ อินเทอร์เฟซหลักและที่พบบ่อยที่สุดคือ IDE, SATA และ SCSI

ดิสก์ที่มีอินเทอร์เฟซ IDE นั้นไม่แพง แต่ในบรรดาข้อเสียเปรียบหลักคือจำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อพร้อมกันที่ จำกัด (สูงสุดสี่ตัว) และอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่ต่ำ (แม้ว่าจะรองรับการเข้าถึงโดยตรงไปยังหน่วยความจำ Ultra DMA หรือโปรโตคอล Ultra ATA (โหมด 2 และโหมด 4) แม้ว่าจะเชื่อกันว่าการใช้งานสามารถเพิ่มความเร็วในการอ่าน / เขียนได้ถึง 16 Mb / s แต่ในความเป็นจริงความเร็วนั้นต่ำกว่ามากนอกจากนี้ในการใช้โหมด UDMA คุณต้องติดตั้งไดรเวอร์พิเศษซึ่งตามทฤษฎีแล้วควรมีให้ใน พร้อมเมนบอร์ด

เมื่อพูดถึงหลักการทำงานของฮาร์ดไดรฟ์และลักษณะของฮาร์ดไดรฟ์เป็นอย่างไรเราไม่สามารถเพิกเฉยได้และเป็นรุ่นที่สืบทอดต่อจากเวอร์ชัน IDE ATA ข้อดีของเทคโนโลยีนี้คือความเร็วในการอ่าน / เขียนสามารถเพิ่มได้ถึง 100 MB / s โดยใช้บัส Fireware IEEE-1394 ความเร็วสูง

สุดท้ายอินเทอร์เฟซ SCSI มีความยืดหยุ่นและเร็วที่สุดเมื่อเทียบกับสองรุ่นก่อนหน้า (อ่าน / เขียนความเร็วสูงถึง 160 Mb / s ขึ้นไป) แต่ฮาร์ดไดรฟ์ดังกล่าวมีราคาแพงกว่าเกือบสองเท่า แต่จำนวนของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่เชื่อมต่อพร้อมกันคือเจ็ดถึงสิบห้าการเชื่อมต่อสามารถทำได้โดยไม่ต้องปิดคอมพิวเตอร์และความยาวสายเคเบิลอาจอยู่ที่ประมาณ 15-30 เมตร จริงๆแล้ว HDD ประเภทนี้ส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้ในพีซีของผู้ใช้ แต่ในเซิร์ฟเวอร์

ประสิทธิภาพซึ่งกำหนดลักษณะของอัตราการถ่ายโอนและปริมาณงาน I / O มักจะแสดงเป็นเวลาในการถ่ายโอนและจำนวนข้อมูลที่ถ่ายโอนตามลำดับและแสดงเป็น MB / s

พารามิเตอร์เพิ่มเติมบางอย่าง

เมื่อพูดถึงหลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์และพารามิเตอร์ใดที่มีผลต่อการทำงานเราไม่สามารถเพิกเฉยต่อคุณลักษณะเพิ่มเติมบางประการที่ประสิทธิภาพหรืออายุการใช้งานของอุปกรณ์อาจขึ้นอยู่กับ

ประการแรกคือความเร็วในการหมุนซึ่งส่งผลโดยตรงต่อเวลาในการค้นหาและการเริ่มต้น (การรับรู้) ของภาคที่ต้องการ นี่คือสิ่งที่เรียกว่าเวลาค้นหาแฝง - ช่วงเวลาที่เซกเตอร์ที่ต้องการหมุนไปทางหัวอ่าน ปัจจุบันมีการใช้มาตรฐานหลายอย่างสำหรับความเร็วแกนหมุนที่แสดงเป็นรอบต่อนาทีโดยมีเวลาในการหยุดนิ่งเป็นมิลลิวินาที:

• 3600 - 8,33;
• 4500 - 6,67;
• 5400 - 5,56;
• 7200 - 4,17.

มันง่ายที่จะเห็นว่ายิ่งความเร็วสูงเท่าไหร่ก็ยิ่งใช้เวลาในการค้นหาเซกเตอร์น้อยลงเท่านั้นและในแง่ทางกายภาพในการหมุนดิสก์ก่อนที่จะกำหนดจุดกำหนดตำแหน่งเพลทที่ต้องการสำหรับส่วนหัว

อีกพารามิเตอร์หนึ่งคืออัตราการส่งข้อมูลภายใน สำหรับเลนนอกนั้นมีน้อย แต่จะเพิ่มขึ้นเมื่อเปลี่ยนไปยังเลนด้านในทีละน้อย ดังนั้นกระบวนการจัดเรียงข้อมูลเดียวกันซึ่งจะย้ายข้อมูลที่ใช้บ่อยไปยังพื้นที่ที่เร็วที่สุดของดิสก์จึงไม่มีอะไรมากไปกว่าการถ่ายโอนไปยังแทร็กภายในด้วยความเร็วในการอ่านที่เร็วขึ้น ความเร็วภายนอกมีค่าคงที่และขึ้นอยู่กับอินเทอร์เฟซที่ใช้โดยตรง

ประการสุดท้ายประเด็นสำคัญประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับฮาร์ดไดรฟ์ที่มีหน่วยความจำแคชหรือบัฟเฟอร์ของตัวเอง ในความเป็นจริงหลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์ในแง่ของการใช้บัฟเฟอร์นั้นค่อนข้างคล้ายกับ RAM หรือหน่วยความจำเสมือน ยิ่งหน่วยความจำแคชใหญ่ (128-256 KB) ฮาร์ดไดรฟ์ก็จะทำงานได้เร็วขึ้น

ข้อกำหนดหลักสำหรับ HDD

มีข้อกำหนดพื้นฐานไม่มากนักที่ส่วนใหญ่กำหนดไว้ในฮาร์ดไดรฟ์ สิ่งสำคัญคืออายุการใช้งานที่ยาวนานและความน่าเชื่อถือ

มาตรฐานหลักสำหรับ HDD ส่วนใหญ่ถือได้ว่ามีอายุการใช้งานประมาณ 5-7 ปีโดยมีเวลาใช้งานอย่างน้อย 5 แสนชั่วโมง แต่สำหรับฮาร์ดไดรฟ์ระดับไฮเอนด์ตัวเลขนี้คืออย่างน้อยหนึ่งล้านชั่วโมง

ในแง่ของความน่าเชื่อถือฟังก์ชันทดสอบตัวเองของ S.M.A.R.T มีหน้าที่ในการตรวจสอบสถานะขององค์ประกอบแต่ละส่วนของฮาร์ดดิสก์โดยทำการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง บนพื้นฐานของข้อมูลที่รวบรวมได้แม้แต่การคาดการณ์ความผิดปกติที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตก็สามารถเกิดขึ้นได้

ไปโดยไม่ได้บอกว่าผู้ใช้ไม่ควรถูกปล่อยออกไป ตัวอย่างเช่นเมื่อทำงานกับ HDD สิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องปฏิบัติตามระบบอุณหภูมิที่เหมาะสม (0 - 50 ± 10 องศาเซลเซียส) เพื่อหลีกเลี่ยงการกระแทกการกระแทกและการตกหล่นของฮาร์ดไดรฟ์ฝุ่นหรืออนุภาคขนาดเล็กอื่น ๆ ที่เข้าไปในฮาร์ดไดรฟ์ ฯลฯ อย่างไรก็ตามหลายคนจะ เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่ทราบว่าอนุภาคของควันบุหรี่ชนิดเดียวกันนั้นมีระยะห่างระหว่างหัวอ่านกับพื้นผิวแม่เหล็กของฮาร์ดไดรฟ์ประมาณสองเท่าและระยะห่างระหว่างเส้นผมของมนุษย์คือ 5-10 เท่า

ปัญหาการเริ่มต้นในระบบเมื่อเปลี่ยนฮาร์ดไดรฟ์

ตอนนี้มีคำไม่กี่คำเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องดำเนินการหากผู้ใช้เปลี่ยนฮาร์ดไดรฟ์หรือติดตั้งเพิ่มเติมด้วยเหตุผลบางประการ

เราจะไม่อธิบายกระบวนการนี้อย่างสมบูรณ์ แต่จะอาศัยอยู่ในขั้นตอนหลักเท่านั้น ขั้นแรกต้องเชื่อมต่อฮาร์ดไดรฟ์และดูในการตั้งค่า BIOS ว่ามีการตรวจพบฮาร์ดแวร์ใหม่หรือไม่ในส่วนการดูแลระบบดิสก์เพื่อเริ่มต้นและสร้างบันทึกการบูตสร้างไดรฟ์ข้อมูลอย่างง่ายกำหนดตัวระบุ (ตัวอักษร) ให้และจัดรูปแบบด้วยระบบไฟล์ที่เลือกได้ หลังจากนั้น "สกรู" ใหม่จะพร้อมสำหรับการทำงานอย่างสมบูรณ์

สรุป

ในความเป็นจริงทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับพื้นฐานของการทำงานและลักษณะของฮาร์ดไดรฟ์สมัยใหม่โดยสังเขป หลักการทำงานของฮาร์ดไดรฟ์ภายนอกไม่ได้รับการพิจารณาตามหลักการที่นี่เนื่องจากในทางปฏิบัติไม่ได้แตกต่างจากสิ่งที่ใช้สำหรับฮาร์ดดิสก์แบบอยู่กับที่ ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือวิธีการเชื่อมต่อไดรฟ์เพิ่มเติมกับคอมพิวเตอร์หรือแล็ปท็อปของคุณ ที่พบบ่อยที่สุดคืออินเทอร์เฟซ USB ซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับเมนบอร์ด ในขณะเดียวกันหากคุณต้องการให้มีประสิทธิภาพสูงสุดควรใช้มาตรฐาน USB 3.0 (พอร์ตด้านในเป็นสีน้ำเงิน) ซึ่งแน่นอนว่า HDD ภายนอกรองรับเอง

สำหรับส่วนที่เหลือฉันคิดว่าอย่างน้อยหลายคนเข้าใจว่าฮาร์ดดิสก์ของฟังก์ชันประเภทใด ๆ บางทีอาจจะได้รับมากเกินไปจากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนอย่างไรก็ตามหากไม่มีสิ่งนี้จะไม่สามารถเข้าใจหลักการและวิธีการพื้นฐานทั้งหมดที่มีอยู่ในเทคโนโลยีการผลิตและการใช้ HDD ได้อย่างเต็มที่

หากคุณเป็นบุคคลใดบุคคลหนึ่งผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถให้บริการได้ บริการคอมพิวเตอร์ที่หลากหลายที่สุด... ช่างฝีมือที่มีประสบการณ์ของเราพร้อมที่จะแก้ไขปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับหน่วยระบบหรือแล็ปท็อปของคุณ

โทร:

คุณภาพของบริการคอมพิวเตอร์ของเรา คุณสามารถไม่มีข้อสงสัยเนื่องจากเรามีผู้เชี่ยวชาญที่มีประสบการณ์และเอาใจใส่ซึ่งให้ความช่วยเหลือคอมพิวเตอร์และซ่อมคอมพิวเตอร์มาหลายปีแน่นอนโดยใช้อุปกรณ์ระดับมืออาชีพล่าสุด

เข้าร่วม:

การตั้งค่าและซ่อมคอมพิวเตอร์ที่บ้าน - โทรหาผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์

• การติดตั้งซอฟต์แวร์

• ซ่อมเมนบอร์ด

• บริการช่วยเหลือด้านคอมพิวเตอร์

• การเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟ

คอมพิวเตอร์พัง? ไม่มีปัญหา. ผู้เชี่ยวชาญของเรารู้ว่าจะช่วยคุณได้อย่างไร สำหรับการซ่อมคอมพิวเตอร์เรามีอะไหล่ที่จำเป็นทั้งหมดจากผู้ผลิตที่ได้รับการรับรอง เช็คเอาท์เร็วมาก

คอมพิวเตอร์ช่วยที่บ้าน 250 รูเบิล

ซ่อมแล็ปท็อปแบบเร่งด่วน - ประหยัดค่าใช้จ่ายจากน้ำท่วมและการเปลี่ยนชิ้นส่วน

• การแทนที่เมทริกซ์

• การทำความสะอาดแป้นพิมพ์

• การเปลี่ยนแบตเตอรี่

• ซ่อมแซมแหล่งจ่ายไฟ

หากแล็ปท็อปของคุณเสียช่างผู้มีประสบการณ์ของเราจะรีบแก้ไขอย่างรวดเร็ว แม้ว่าคุณจะมีของเหลวท่วมโดยไม่ได้ตั้งใจและแบตเตอรี่และฮาร์ดดิสก์ในแบตเตอรี่หมดช่างเทคนิคของเราก็จะนำแล็ปท็อปของคุณกลับมาใช้งานได้อย่างรวดเร็ว

ซ่อมแล็ปท็อปด่วน 550 รูเบิล

การกำจัดและรักษาไวรัสคอมพิวเตอร์ - การลบแบนเนอร์

• การติดตั้งการป้องกันไวรัส

• การรักษาไวรัส

• การลบโทรจัน

• การกำหนดค่าไฟร์วอลล์

คอมพิวเตอร์ไม่มีภูมิคุ้มกันต่อการโจมตีของมัลแวร์ ไวรัสร้ายกาจสามารถทำลายคอมพิวเตอร์ของคุณอย่างรุนแรงทำให้ข้อมูลสูญหาย แต่ตัวช่วยของเราจะกำจัดไวรัสอย่างมีประสิทธิภาพและติดตั้งการป้องกันไวรัส

กำจัดไวรัส RUB 270

การติดตั้งและกำหนดค่าหน้าต่างบนคอมพิวเตอร์หรือแล็ปท็อป

• การติดตั้ง Windows XP, Vista, Seven

• การตั้งค่า Windows

• การติดตั้งไดรเวอร์

• การกู้คืนความผิดพลาดของระบบ

หากคุณไม่สามารถติดตั้งระบบปฏิบัติการ Windows ด้วยตัวเองเพียงติดต่อผู้เชี่ยวชาญของเราจากนั้นพวกเขาจะติดตั้ง Windows เวอร์ชันที่ได้รับอนุญาตและทำการตั้งค่าที่จำเป็นทั้งหมด

การติดตั้ง windows 260 rubles

เราบันทึกข้อมูลของคุณ - การกู้คืนข้อมูล

• จากฮาร์ดไดรฟ์

• หลังจากจัดรูปแบบ

• จากแฟลชไดรฟ์และการ์ดหน่วยความจำ

• หลังจากลบ

ไม่ว่าอะไรจะทำให้ข้อมูลสูญหายและปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์นี้เกิดขึ้นกับสื่อใดผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติเหมาะสมของเราจะกู้คืนข้อมูลทั้งหมดของคุณในขณะที่รักษาความลับของไฟล์ในคอมพิวเตอร์

การกู้คืนข้อมูล 410 รูเบิล

บริการสำหรับองค์กรและบริการสมัครสมาชิกสำหรับองค์กร

• การบริหารคอมพิวเตอร์
• ซ่อมอุปกรณ์ต่อพ่วง
• ความปลอดภัยของข้อมูล
• การกำหนดค่าเครือข่าย

เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงธุรกิจที่ประสบความสำเร็จหากไม่มีบริการไอทีที่มีการจัดการที่ดี ท้ายที่สุดแล้วหลายอย่างขึ้นอยู่กับคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้ดีและระบบรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่มีการจัดการอย่างดี ติดต่อเราเพื่อขอรับบริการ - เราจะไม่ทำให้คุณผิดหวัง

HDD ("วินเชสเตอร์", hdd, ฮาร์ดไดรฟ์ - อังกฤษ) - อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลตามจานแม่เหล็กและผลของแม่เหล็ก

ใช้ได้ ทั่วทุกสถานที่ ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแล็ปท็อปเซิร์ฟเวอร์และอื่น ๆ

อุปกรณ์ฮาร์ดดิสก์ ฮาร์ดไดรฟ์ทำงานอย่างไร

ในพื้น สุญญากาศบล็อกประกอบด้วยแผ่นสองด้านพร้อมด้วย ชั้นแม่เหล็กปลูกบน เพลามอเตอร์ และหมุนด้วยความเร็ว 5400 รอบต่อนาทีบล็อกไม่ได้ปิดผนึกอย่างสมบูรณ์ แต่ที่สำคัญที่สุดคือมันไม่ผ่าน อนุภาคละเอียด และไม่อนุญาต ความชื้นลดลง... ทั้งหมดนี้มีผลเสียต่ออายุการใช้งานและคุณภาพของฮาร์ดไดรฟ์

ในฮาร์ดไดรฟ์สมัยใหม่จะใช้เพลา ทำให้เกิดเสียงรบกวนน้อยลงในระหว่างการใช้งานเพิ่มความทนทานอย่างมากและลดโอกาสที่เพลาติดขัดเนื่องจากการยุบตัว

การอ่านและการเขียนทำได้โดยใช้ หัวบล็อก.

ตามลำดับการทำงานหัว โฮเวอร์ เหนือพื้นผิวดิสก์ในระยะไกล ~ 10 นาโนเมตร... พวกเขาเป็นอากาศพลศาสตร์และ ลุกขึ้น เหนือพื้นผิวของดิสก์เนื่องจาก ต้นน้ำ จากจานหมุน หัวแม่เหล็กสามารถอยู่ได้ ทั้งสองด้าน จานถ้าชั้นแม่เหล็กถูกนำไปใช้กับแต่ละด้านของดิสก์แม่เหล็ก

บล็อกส่วนหัวที่เชื่อมต่อมี ตำแหน่งคงที่นั่นคือหัวเคลื่อนเข้าหากัน

หัวทั้งหมดถูกควบคุมโดยพิเศษ หน่วยไดรฟ์ ขึ้นอยู่กับ แม่เหล็กไฟฟ้า.

แม่เหล็กนีโอดิเมียม สร้างแม่เหล็ก ฟิลด์ซึ่งส่วนหัวสามารถเคลื่อนที่ด้วยอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงภายใต้อิทธิพลของกระแส นี่เป็นวิธีที่ดีที่สุดและเร็วที่สุดในการเคลื่อนย้ายเฮดบล็อก แต่เมื่อเฮดบล็อกถูกเคลื่อนย้ายโดยกลไกด้วยความช่วยเหลือของเฟือง

เมื่อปิดแผ่นดิสก์เพื่อไม่ให้หัวจมลงบนแผ่นดิสก์และ ได้รับความเสียหาย เขาพวกเขาเข้ามา บริเวณที่จอดรถ (โซนจอดรถโซนจอดรถ).

นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณสามารถขนส่งฮาร์ดไดรฟ์ที่ปิดใช้งานได้โดยไม่มีข้อ จำกัด พิเศษ เมื่อปิดดิสก์จะสามารถรับภาระหนักได้และไม่เสียหาย เมื่อเปิดเครื่องการกระแทกแม้เพียงเล็กน้อยในมุมใดมุมหนึ่งก็สามารถทำลายชั้นแม่เหล็กของจานหรือทำให้หัวเสียหายเมื่อสัมผัสกับแผ่นดิสก์

นอกจากส่วนที่ปิดผนึกแล้วฮาร์ดไดรฟ์สมัยใหม่ยังมีด้านนอก คณะกรรมการควบคุม... กาลครั้งหนึ่งแผงควบคุมทั้งหมดจะถูกเสียบเข้าไปในเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ในช่องเสียบส่วนขยาย มันไม่สะดวกในแง่ของความเก่งกาจและความสามารถ ตอนนี้ฮาร์ดไดรฟ์มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอินเทอร์เฟซสำหรับไดรฟ์ทั้งหมดบนกระดานขนาดเล็กที่ด้านล่างของฮาร์ดไดรฟ์ ด้วยเหตุนี้คุณจึงสามารถกำหนดค่าดิสก์แต่ละแผ่นสำหรับบางอย่างได้เปรียบจากมุมมองของโครงสร้างพารามิเตอร์ทำให้ได้รับความเร็วหรือการทำงานที่เงียบขึ้นเป็นต้น

ในการเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซและแหล่งจ่ายไฟตัวเชื่อมต่อมาตรฐานที่ยอมรับโดยทั่วไป / และ โมเล็กซ์/พาวเวอร์ SATA.

คุณสมบัติ

ฮาร์ดไดรฟ์คือ มีความจุมากที่สุด ผู้ดูแลข้อมูลและ เชื่อถือได้... ปริมาณดิสก์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้เกิดจากบางส่วน ความซับซ้อน และเพื่อขยายปริมาณเพิ่มเติมจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีใหม่ เราสามารถพูดได้ว่าฮาร์ดไดรฟ์ได้ตรงไปตรงมาเพื่อให้ได้ความสามารถสูงสุด การเพิ่มจำนวนของฮาร์ดไดรฟ์ส่วนใหญ่มาจากอัตราส่วน ราคา... ในกรณีส่วนใหญ่พื้นที่ดิสก์หนึ่งกิกะไบต์มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 2.5 รูเบิล.

ข้อดีข้อเสียของฮาร์ดไดรฟ์เทียบกับ

ก่อนการปรากฏตัวของของแข็ง SSD(ไดรฟ์โซลิดสเตต) - ไดรฟ์ฮาร์ดไดรฟ์ไม่มีคู่แข่ง ตอนนี้ฮาร์ดไดรฟ์มีทิศทางที่มุ่งหวัง

จุดด้อยของฮาร์ดไดรฟ์(ฮาร์ดไดรฟ์) (ssd) ไดรฟ์:

• ความเร็วในการอ่านตามลำดับต่ำ
• ความเร็วในการเข้าถึงต่ำ
• ความเร็วในการอ่านต่ำ
• ความเร็วในการเขียนลดลงเล็กน้อย
• การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนเล็กน้อยระหว่างการใช้งาน

แม้ว่าในทางกลับกันฮาร์ดไดรฟ์ก็มีอื่น ๆ มีน้ำหนักมากขึ้น ประโยชน์ที่จะได้รับ SSD นักสะสมมุ่งมั่นและมุ่งมั่น

ข้อดี ฮาร์ดไดรฟ์ (ฮาร์ดไดรฟ์) เมื่อเปรียบเทียบกับโซลิดสเตต (ssd) ไดรฟ์:

• ราคาปริมาณที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
• ตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือที่ดีที่สุด
• ปริมาณสูงสุดที่สูงขึ้น
• ในกรณีของความล้มเหลวโอกาสในการกู้คืนข้อมูลมากขึ้นหลายเท่า
• ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับใช้ในศูนย์สื่อเนื่องจากมีขนาดกะทัดรัดและไดรฟ์ 2.5 จำนวนมาก

เกี่ยวกับอะไร ควรค่าแก่การให้ความสนใจ เมื่อเลือกฮาร์ดไดรฟ์คุณสามารถดูได้ในบทความ““ หากคุณต้องการซ่อมแซมฮาร์ดดิสก์หรือกู้ข้อมูลสามารถติดต่อได้

ปัจจุบันหลายคนเชื่อว่าฮาร์ดไดรฟ์แม่เหล็กทำงานช้าเกินไปไม่น่าเชื่อถือและล้าสมัยในทางเทคนิค ในขณะเดียวกันในทางตรงกันข้ามไดรฟ์โซลิดสเทตก็เป็นจุดสูงสุดของชื่อเสียง: อุปกรณ์พกพาทุกเครื่องมีสื่อจัดเก็บข้อมูลที่ใช้หน่วยความจำแฟลชและแม้แต่พีซีเดสก์ท็อปก็ใช้ไดรฟ์ดังกล่าว อย่างไรก็ตามโอกาสของพวกเขามี จำกัด มาก ตามการคาดการณ์ของ CHIP SSD จะมีมูลค่าลดลงอีกเล็กน้อยความหนาแน่นของข้อมูลและความจุของดิสก์จึงมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและสิ้นสุดลง SSD 1TB มักจะแพงเกินไป เมื่อเทียบกับพื้นหลังดิสก์แม่เหล็กแข็งที่มีความจุใกล้เคียงกันดูน่าสนใจมากดังนั้นจึงเร็วเกินไปที่จะพูดถึงการลดลงของยุคของไดรฟ์แบบเดิม อย่างไรก็ตามวันนี้พวกเขามาถึงทางแยก ศักยภาพของเทคโนโลยีปัจจุบัน - วิธีการบันทึกแบบตั้งฉาก - อนุญาตให้มีรอบปีเพิ่มขึ้นสองรอบในระหว่างที่รุ่นใหม่ที่มีความจุสูงกว่าจะถูกปล่อยออกมาจากนั้นก็จะถึงขีด จำกัด

หากผู้ผลิตรายใหญ่ 3 ราย ได้แก่ Seagate, Western Digital และ Toshiba สามารถเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีใหม่ที่นำเสนอในบทความนี้ได้จากนั้นฮาร์ดไดรฟ์ขนาด 3.5 นิ้วที่มีความจุ 60 TB ขึ้นไป (ซึ่งใหญ่กว่ารุ่นปัจจุบัน 20 เท่า) จะไม่เป็นความหรูหราที่ไม่สามารถบรรลุได้ ในขณะเดียวกันความเร็วในการอ่านก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันถึงระดับของ SSD เนื่องจากขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของข้อมูลที่เขียนโดยตรงยิ่งระยะทางที่ต้องครอบคลุมหัวอ่านสั้นเท่าใดดิสก์ก็จะทำงานได้เร็วขึ้นเท่านั้น ดังนั้นหาก "ความหิวโหยของข้อมูล" ของเรายังคงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ "ลอเรล" ทั้งหมดจะไปอยู่ที่ฮาร์ดดิสก์แม่เหล็ก

วิธีการบันทึกแบบตั้งฉาก

ในบางครั้งฮาร์ดไดรฟ์ได้ใช้วิธีการบันทึกแบบตั้งฉาก (ไปยังโดเมนที่อยู่ในแนวตั้ง) ซึ่งให้ความหนาแน่นของข้อมูลที่สูงขึ้น ตอนนี้เป็นบรรทัดฐาน เทคโนโลยีที่ตามมาจะคงวิธีนี้ไว้

6 TB: เกือบถึงขีด จำกัด แล้ว

ในอีกสองปีแผ่นดิสก์ตั้งฉากจะถึงขีด จำกัด ของความหนาแน่นของข้อมูลบนแผ่นเสียง

ในฮาร์ดไดรฟ์สมัยใหม่ที่มีความจุสูงถึง 4 TB ความหนาแน่นในการบันทึกของแผ่นแม่เหล็กไม่เกิน 740 Gbps ต่อตารางนิ้ว ผู้ผลิตสัญญาว่าไดรฟ์โดยใช้วิธีการบันทึกแบบตั้งฉากจะสามารถบรรลุตัวเลข 1 Tbps ต่อตารางนิ้ว ในอีกสองปีไดรฟ์รุ่นล่าสุดจะเปิดตัว: ความจุของรุ่น 3.5 นิ้วจะถึง 6 TB และขนาด 2.5 นิ้วจะสามารถให้พื้นที่ดิสก์ได้มากกว่า 2 TB อย่างไรก็ตามอัตราการเติบโตของความหนาแน่นในการบันทึกที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเช่นนี้ไม่สามารถติดตามความหิวโหยของข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องได้อีกต่อไปดังที่แสดงให้เห็นในกราฟต่อไปนี้

ปัญหาการเลือกวัสดุ

ฮาร์ดไดรฟ์แบบตั้งฉากไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นในพื้นที่จัดเก็บได้เนื่องจากด้วยความหนาแน่นในการบันทึกมากกว่า 1 Tbps ต่อตารางนิ้วจึงต้องต่อสู้กับผลกระทบของ superparamagnetism คำนี้หมายความว่าอนุภาคของวัสดุแม่เหล็กขนาดหนึ่งไม่สามารถรักษาสถานะของการดึงดูดเป็นเวลานานได้ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ทันทีภายใต้อิทธิพลของความร้อนจากสิ่งแวดล้อม ขนาดอนุภาคที่เกิดผลกระทบนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ (ดูตารางด้านล่าง) แผ่นของ HDD สมัยใหม่ที่มีการบันทึกในแนวตั้งฉากทำจากโลหะผสมของโคบอลต์โครเมียมและแพลทินัม (CoCrPt) อนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 นาโนเมตรและความยาว 16 นาโนเมตร ในการเขียนหนึ่งบิตหัวจะต้องดึงดูดอนุภาคดังกล่าวประมาณ 20 อนุภาค ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 นาโนเมตรและน้อยกว่าอนุภาคของโลหะผสมนี้จึงไม่สามารถรักษาสถานะของสนามแม่เหล็กได้อย่างน่าเชื่อถือ

อุตสาหกรรมฮาร์ดไดรฟ์มักเรียกว่า "trilemma" ผู้ผลิตสามารถใช้สามวิธีหลักในการเพิ่มความหนาแน่นของการบันทึก: การเปลี่ยนขนาดของอนุภาคจำนวนและประเภทของโลหะผสมที่ประกอบด้วย แต่เมื่อขนาดอนุภาคของโลหะผสม CoCrPt อยู่ที่ 6 นาโนเมตรการใช้วิธีใดวิธีหนึ่งจะนำไปสู่ความจริงที่ว่าอีกสองวิธีจะไร้ประโยชน์: ถ้าคุณลดขนาดอนุภาคพวกมันจะสูญเสียการดึงดูด หากคุณลดจำนวนลงเล็กน้อยสัญญาณของมันจะ "ละลาย" ในเสียงรอบข้างของบิตที่อยู่ติดกัน หัวอ่านจะไม่สามารถระบุได้ว่ากำลังจัดการกับ "0" หรือ "1" โลหะผสมที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กสูงกว่าช่วยให้สามารถใช้อนุภาคขนาดเล็กและยังช่วยลดจำนวนลงได้ แต่ในกรณีนี้หัวบันทึกไม่สามารถเปลี่ยนการดึงดูดได้ Trilemma นี้สามารถแก้ไขได้ก็ต่อเมื่อผู้ผลิตละทิ้งวิธีการบันทึกแบบตั้งฉาก มีเทคโนโลยีหลายอย่างพร้อมสำหรับสิ่งนี้

สูงสุด 60 TB: เทคโนโลยีการบันทึกใหม่

ความหนาแน่นในการบันทึกของ HDD ในอนาคตสามารถเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่าด้วยความช่วยเหลือของไมโครเวฟเลเซอร์คอนโทรลเลอร์ SSD และโลหะผสมใหม่

Shingled Magnetic Recording (SMR) เป็นการพัฒนาที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่สามารถส่งมอบความหนาแน่นของการบันทึกที่เกินกว่า 1 Tbit ต่อตารางนิ้ว หลักการของมันคือแทร็กแม่เหล็กของแผ่นดิสก์ SMR บางส่วนทับซ้อนกันเหมือนกระเบื้องบนหลังคา เทคโนโลยีนี้เอาชนะความยากลำบากโดยธรรมชาติของวิธีการบันทึกในแนวตั้งฉาก: การลดความกว้างของแทร็กเพิ่มเติมจะทำให้ไม่สามารถบันทึกข้อมูลได้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แผ่นดิสก์สมัยใหม่มีแทร็กแยกต่างหากที่มีความกว้าง 50 ถึง 30 นาโนเมตร ความกว้างของแทร็กที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้สำหรับการบันทึกแบบตั้งฉากคือ 25 นาโนเมตร ในเทคโนโลยี SMR เนื่องจากการทับซ้อนกันบางส่วนความกว้างของแทร็กสำหรับหัวอ่านอาจสูงถึง 10 นาโนเมตรซึ่งสอดคล้องกับความหนาแน่นในการบันทึกที่ 2.5 Tbps ต่อตารางนิ้ว เคล็ดลับคือการเพิ่มความกว้างของแทร็กการบันทึกเป็น 70 นาโนเมตรในขณะที่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขอบของแทร็กนั้นสามารถดึงดูดแม่เหล็กได้ 100% ขอบของแทร็กจะไม่เปลี่ยนแปลงหากคุณเขียนอันถัดไปโดยมีค่าชดเชย 10 นาโนเมตร นอกจากนี้หัวบันทึกยังมีโล่ป้องกันเพื่อป้องกันไม่ให้สนามแม่เหล็กอันทรงพลังทำลายข้อมูลที่อยู่ข้างใต้ ในส่วนของส่วนหัวนั้นได้พัฒนาไปแล้ว
โดย Hitachi อย่างไรก็ตามมีปัญหาอีกประการหนึ่ง: โดยปกติแล้วการเขียนบิตใหม่ที่แยกจากกันโดยตรงจะดำเนินการบนดิสก์แม่เหล็กและในกรอบของเทคโนโลยี SMR สิ่งนี้ทำได้เฉพาะบนแทร็กบนสุดของแผ่นเสียง การเปลี่ยนบิตที่อยู่บนแทร็กด้านล่างจะต้องเขียนแผ่นเสียงใหม่ทั้งหมดซึ่งจะลดประสิทธิภาพ

ผู้สืบทอดที่คาดหวัง: HAMR

ในขณะเดียวกันองค์กรระหว่างประเทศสำหรับดิสก์ไดรฟ์วัสดุและอุปกรณ์ IDEMA ให้ความสำคัญกับการบันทึกแม่เหล็กช่วยความร้อน (HAMR, Heat Assisted Magnetic Recording) และถือว่าเป็นคู่แข่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับผู้สืบทอดเทคโนโลยีการบันทึกในแนวตั้งฉาก Mark Guinen จากคณะกรรมการบริหารของ IDEMA คาดการณ์ว่าแผ่น HAMR ชุดแรกจะออกสู่ตลาดในปี 2558
ซึ่งแตกต่างจาก SMR ตรงที่ HAMR สามารถแก้ปัญหา trilemma โดยการลดอนุภาคแม่เหล็กซึ่งต้องเปลี่ยนวัสดุใหม่ สำหรับดิสก์ HAMR จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีพลังงานแอนไอโซโทรปิกสูงกว่าซึ่งมีแนวโน้มมากที่สุดคือโลหะผสมของเหล็กและทองคำขาว (FePt) Anisotropy เป็นตัวกำหนดว่าต้องใช้พลังงานเท่าใดในการกำจัดการดึงดูดของวัสดุ ใน FePt นั้นสูงมากจนอนุภาคเพียง 2.5 นาโนเมตรเท่านั้นที่พบขีด จำกัด ของ superparamagnetic (ดูตารางในหัวข้อถัดไป) สถานการณ์นี้จะอนุญาตให้ผลิตฮาร์ดไดรฟ์ที่มีความจุ 30 TB โดยมีความหนาแน่นในการบันทึก 5 TB ต่อตารางนิ้ว

ปัญหาคือหัวบันทึกตัวเองไม่สามารถเปลี่ยนการวางแนวแม่เหล็กของอนุภาคโลหะผสม FePt ได้ ดังนั้นในดิสก์ HAMR จึงมีการสร้างเลเซอร์ไว้ภายในซึ่งจะทำให้อนุภาคร้อนขึ้นชั่วขณะในพื้นที่หลายนาโนเมตรถึงอุณหภูมิประมาณ 400 ° C เป็นผลให้หัวบันทึกต้องใช้พลังงานน้อยลงในการเปลี่ยนสนามแม่เหล็กของอนุภาค ตามค่าความหนาแน่นของการบันทึกดิสก์แม่เหล็กที่ได้รับความร้อนสามารถมีความเร็วในการอ่านสูง (ประมาณ 400-500 MB / s) ซึ่งในปัจจุบันทำได้เฉพาะกับ SSD แบบ SATA 3 เท่านั้น

นอกจากเลเซอร์แล้ว Spin Torque Oscillator ซึ่งปล่อยคลื่นไมโครเวฟยังสามารถบันทึกบนจาน FePt ได้อีกด้วย ไมโครเวฟจะเปลี่ยนลักษณะสนามแม่เหล็กของอนุภาคในลักษณะที่หัวบันทึกที่อ่อนแอสามารถพลิกกลับการเป็นแม่เหล็กได้อย่างง่ายดาย โดยทั่วไปเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพิ่มประสิทธิภาพของหัวบันทึกสามเท่า เทคโนโลยีไมโครเวฟช่วยบันทึกแม่เหล็ก (MAMR) ซึ่งแตกต่างจาก HAMR ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา

โลหะผสมใหม่สำหรับดิสก์ที่มีการบันทึกแม่เหล็กแบบเทอร์โม

โลหะผสม FePt ในแผ่นดิสก์ HAMR มีพลังงานแอนไอโซโทรปิกที่สูงกว่าและความสามารถในการดึงดูดที่เพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับวิธีการบันทึกแบบตั้งฉากแล้วสามารถใช้อนุภาคขนาดเล็กกว่าได้ที่นี่

จะเกิดอะไรขึ้นหลังจาก HAMR?

เทคโนโลยี Bit-Patterned Media (BPM) ถือเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มดีที่สุดมานานแล้ว เป็นวิธีการแก้ปัญหาที่แตกต่างกันสำหรับไตรเลมมา: ในกรณีนี้อนุภาคแม่เหล็กจะถูกแยกออกจากกันโดยชั้นฉนวนของซิลิกอนออกไซด์ ซึ่งแตกต่างจากดิสก์แม่เหล็กทั่วไปพื้นที่แม่เหล็กจะถูกใช้โดยใช้การพิมพ์หินคล้ายกับการผลิตชิป ทำให้การผลิตสื่อ BPM มีราคาค่อนข้างแพง BPM ช่วยให้คุณลดจำนวนอนุภาคต่อบิตในขณะที่หลีกเลี่ยงอิทธิพลของสัญญาณรบกวนจากอนุภาคข้างเคียงที่มีต่อสัญญาณ ปัญหาเดียวในวันนี้คือการสร้างหัวอ่าน / เขียนที่จะสามารถควบคุมบิต BPM ที่มีความแม่นยำสูงได้ ดังนั้นปัจจุบัน BPM ถือได้ว่าเป็นผู้สืบทอด HAMR มากที่สุด หากคุณรวมเทคโนโลยีทั้งสองเข้าด้วยกันคุณจะได้รับความหนาแน่นในการบันทึก 10 TB ต่อตารางนิ้วและผลิตแผ่นดิสก์ 60 TB

งานวิจัยชิ้นใหม่คือเทคโนโลยี Two Dimensional Magnetic Recording (TDMR) ซึ่งแก้ปัญหา trilemma โดยการขจัดปัญหาอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน ด้วยอนุภาคจำนวนน้อยต่อบิตหัวอ่านจะได้รับสัญญาณที่ไม่ชัดเจนเนื่องจากมีพลังงานต่ำและสูญเสียเสียงรบกวนของอนุภาคข้างเคียง คุณลักษณะของเทคโนโลยี TDMR คือความสามารถในการกู้คืนสัญญาณที่สูญหาย สิ่งนี้ต้องใช้การพิมพ์หัวอ่านหลายหัวหรือการพิมพ์หัวอ่านหลายหัวเพื่อสร้างภาพ 2 มิติของพื้นผิว ตัวถอดรหัสสร้างบิตที่เกี่ยวข้องขึ้นใหม่จากรูปภาพเหล่านี้

หากเราพิจารณาฮาร์ดไดรฟ์โดยรวมแล้วจะประกอบด้วยสองส่วนหลัก: นี่คือบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นที่ตั้งของ "สมอง" ของฮาร์ดไดรฟ์ มีโปรเซสเซอร์อยู่นอกจากนี้ยังมีโปรแกรมควบคุมหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มเครื่องขยายเสียงสำหรับบันทึกและอ่าน ชิ้นส่วนเชิงกลประกอบด้วยชิ้นส่วนเช่นบล็อกของหัวแม่เหล็กที่มีตัวย่อ BMG มอเตอร์ที่หมุนเพลตและแน่นอนว่าเพลตนั้นเอง มาดูรายละเอียดในแต่ละส่วนกันดีกว่า

บล็อกสุญญากาศ

บล็อกสุญญากาศหรือที่เรียกว่ากรณีของฮาร์ดดิสก์มีไว้สำหรับยึดชิ้นส่วนทั้งหมดและยังทำหน้าที่ป้องกันฝุ่นละอองที่เข้าสู่พื้นผิวของแผ่นเปลือกโลก เป็นที่น่าสังเกตว่า HDA สามารถเปิดได้ในห้องที่จัดเตรียมไว้เป็นพิเศษเท่านั้นเพื่อหลีกเลี่ยงฝุ่นและสิ่งสกปรกไม่ให้เข้าไปในเคส

วงจรรวม

แผงวงจรรวมหรือแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะซิงโครไนซ์การทำงานของฮาร์ดดิสก์กับคอมพิวเตอร์และควบคุมกระบวนการทั้งหมดโดยเฉพาะอย่างยิ่งมันจะรักษาความเร็วในการหมุนของแกนหมุนให้คงที่และดังนั้นแผ่นซึ่งทำงานโดยมอเตอร์

มอเตอร์ไฟฟ้า.

มอเตอร์ไฟฟ้าหรือมอเตอร์หมุนเพลต: ประมาณ 7200 รอบต่อวินาที (ใช้ค่าเฉลี่ยมีฮาร์ดไดรฟ์ที่มีความเร็วสูงกว่าและถึง 15,000 รอบต่อวินาทีและยังมีความเร็วต่ำกว่าประมาณ 5400 ความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลที่จำเป็นบน ฮาร์ดไดรฟ์).

แขนโยก

ตัวโยกมีไว้สำหรับบันทึกและอ่านข้อมูลจากแผ่นดิสก์บนฮาร์ดดิสก์ ส่วนท้ายของตัวโยกจะถูกแบ่งออกและมีบล็อกของหัวแม่เหล็กอยู่ซึ่งจะทำให้คุณสามารถเขียนและอ่านข้อมูลจากจานต่างๆได้

บล็อกหัวแม่เหล็ก.

แขนโยกมีบล็อกหัวแม่เหล็กซึ่งมักจะล้มเหลว แต่พารามิเตอร์ "บ่อยครั้ง" นี้มีเงื่อนไขมาก หัวแม่เหล็กอยู่ด้านบนและด้านล่างของเพลตและใช้เพื่ออ่านข้อมูลโดยตรงจากเพลตที่อยู่บนฮาร์ดดิสก์

แผ่น

ข้อมูลจะถูกจัดเก็บโดยตรงบนจานซึ่งทำจากวัสดุเช่นอลูมิเนียมแก้วและเซรามิก ที่แพร่หลายที่สุดคืออลูมิเนียม แต่สิ่งที่เรียกว่า "แผ่นดิสก์ชั้นยอด" ทำจากวัสดุอีกสองชนิด แผ่นแรกที่ผลิตได้ถูกเคลือบด้วยเหล็กออกไซด์ แต่แม่เหล็กนี้มีข้อเสียเปรียบมาก แผ่นดิสก์ที่เคลือบด้วยสารดังกล่าวมีความต้านทานการสึกหรอเพียงเล็กน้อย ในขณะนี้ผู้ผลิตฮาร์ดไดรฟ์ส่วนใหญ่เคลือบเพลทด้วยโครเมียมโคบอลต์ซึ่งมีลำดับความปลอดภัยสูงกว่าเหล็กออกไซด์ แผ่นพลาสติกติดอยู่กับแกนหมุนในระยะห่างเดียวกันจากกันการออกแบบนี้เรียกว่า "หีบห่อ" เครื่องยนต์หรือมอเตอร์ไฟฟ้าอยู่ใต้แผ่นดิสก์

แต่ละด้านของแผ่นจะแบ่งออกเป็นแทร็กซึ่งในทางกลับกันจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนหรือบล็อกในอีกวิธีหนึ่งแทร็กทั้งหมดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเดียวกันจะแสดงถึงรูปทรงกระบอก

ฮาร์ดไดรฟ์ที่ทันสมัยทั้งหมดมีสิ่งที่เรียกว่า "กระบอกสูบวิศวกรรม" ซึ่งจะเก็บข้อมูลการบริการเช่นรุ่น hdd หมายเลขซีเรียลเป็นต้นข้อมูลนี้มีไว้สำหรับการอ่านด้วยคอมพิวเตอร์

ฮาร์ดไดรฟ์ทำงานอย่างไร

หลักการพื้นฐานของการทำงานของฮาร์ดดิสก์มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง อุปกรณ์ของฮาร์ดไดรฟ์นั้นคล้ายกับเครื่องเล่นแผ่นเสียงธรรมดามาก เฉพาะใต้ตัวถังเท่านั้นที่สามารถมีเพลตหลายแผ่นที่ติดตั้งบนแกนทั่วไปและหัวอ่านสามารถอ่านข้อมูลจากทั้งสองด้านของแต่ละแผ่นพร้อมกันได้ ความเร็วในการหมุนของจานจะคงที่และเป็นลักษณะสำคัญอย่างหนึ่ง หัวเคลื่อนไปตามแผ่นในระยะทางที่แน่นอนจากพื้นผิว ยิ่งระยะทางสั้นลงเท่าใดข้อมูลก็จะยิ่งถูกอ่านมากขึ้นเท่านั้นและความหนาแน่นของการบันทึกข้อมูลก็จะยิ่งสูงขึ้น

มองไปที่ฮาร์ดไดรฟ์คุณจะเห็นเฉพาะเคสโลหะแข็ง มันถูกปิดผนึกอย่างสมบูรณ์และปกป้องไดรฟ์จากฝุ่นละอองซึ่งหากติดอยู่ในช่องว่างแคบ ๆ ระหว่างส่วนหัวและพื้นผิวของดิสก์อาจทำให้ชั้นแม่เหล็กที่ละเอียดอ่อนเสียหายและทำให้ดิสก์เสียหายได้ นอกจากนี้เคสยังป้องกันไดรฟ์จากสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า กลไกทั้งหมดและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์บางส่วนอยู่ภายในเคส กลไกคือตัวดิสก์ที่เก็บข้อมูลหัวที่เขียนและอ่านข้อมูลจากดิสก์และมอเตอร์ที่ทำให้ทุกอย่างเคลื่อนไหว

แผ่นดิสก์เป็นแผ่นกลมที่มีพื้นผิวเรียบมากโดยปกติจะทำจากอลูมิเนียมซึ่งมักจะเป็นเซรามิกหรือแก้วน้อยกว่าซึ่งหุ้มด้วยชั้นแม่เหล็กไฟฟ้าบาง ๆ ไดรฟ์จำนวนมากใช้ชั้นของเหล็กออกไซด์ (ซึ่งปิดเทปแม่เหล็กปกติ) แต่ฮาร์ดไดรฟ์รุ่นล่าสุดใช้ชั้นโคบอลต์หนาประมาณสิบไมครอน การเคลือบนี้มีความทนทานมากขึ้นและนอกจากนี้ยังช่วยให้คุณเพิ่มความหนาแน่นในการบันทึกได้อย่างมาก เทคโนโลยีการประยุกต์ใช้ใกล้เคียงกับที่ใช้ในการผลิตวงจรรวม

จำนวนแผ่นดิสก์อาจแตกต่างกัน - ตั้งแต่หนึ่งถึงห้าแผ่นพื้นผิวการทำงานตามลำดับมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่า (สองแผ่นในแต่ละแผ่น) หลัง (เช่นวัสดุที่ใช้สำหรับเคลือบแม่เหล็ก) กำหนดความจุของฮาร์ดไดรฟ์ บางครั้งไม่ได้ใช้พื้นผิวด้านนอกของแผ่นดิสก์ด้านนอก (หรือแผ่นใดแผ่นหนึ่ง) ซึ่งทำให้สามารถลดความสูงของไดรฟ์ได้ แต่จำนวนพื้นผิวการทำงานจะลดลงและอาจกลายเป็นเลขคี่

หัวแม่เหล็กอ่านและเขียนข้อมูลลงในแผ่นดิสก์ หลักการบันทึกโดยทั่วไปคล้ายกับที่ใช้ในเครื่องบันทึกเทปทั่วไป ข้อมูลดิจิทัลจะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าสลับที่จ่ายให้กับหัวแม่เหล็กแล้วส่งไปยังดิสก์แม่เหล็ก แต่อยู่ในรูปของสนามแม่เหล็กซึ่งดิสก์สามารถรับรู้และ "จำ" ได้

การเคลือบแม่เหล็กของดิสก์เป็นพื้นที่เล็ก ๆ มากมายของการดึงดูดแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเอง (เกิดขึ้นเอง) เพื่อความชัดเจนให้จินตนาการว่าดิสก์ถูกปกคลุมด้วยชั้นของลูกศรเข็มทิศขนาดเล็กมากที่ชี้ไปในทิศทางต่างๆ อนุภาคลูกศรดังกล่าวเรียกว่าโดเมน ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอกสนามแม่เหล็กภายในของโดเมนจะถูกปรับทิศทางตามทิศทางของมัน หลังจากการยุติการกระทำของสนามภายนอกโซนของการดึงดูดที่เหลืออยู่จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวดิสก์ ดังนั้นข้อมูลที่บันทึกในแผ่นดิสก์จะถูกบันทึก พื้นที่ของการทำให้เป็นแม่เหล็กตกค้างอยู่ตรงข้ามกับช่องว่างของหัวแม่เหล็กระหว่างการหมุนของดิสก์ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในนั้นซึ่งแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับขนาดของการทำให้เป็นแม่เหล็ก

ชุดดิสก์ที่ติดตั้งบนแกนแกนหมุนขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์พิเศษที่อยู่ด้านล่างอย่างแน่นหนา เพื่อลดเวลาที่ต้องใช้ในการเริ่มต้นการทำงานของไดรฟ์เครื่องยนต์จะทำงานในโหมดบังคับเป็นระยะเวลาหนึ่งเมื่อเปิดเครื่อง ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์จะต้องมีการสำรองพลังงานสูงสุด ตอนนี้เกี่ยวกับการทำงานของหัว พวกเขาเคลื่อนที่ด้วยความช่วยเหลือของสเต็ปปิ้งมอเตอร์และเหมือนเดิม "ลอย" ที่ระยะเศษไมครอนจากพื้นผิวของดิสก์โดยไม่ต้องสัมผัส อันเป็นผลมาจากการบันทึกข้อมูลพื้นที่แม่เหล็กจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของดิสก์ในรูปแบบของวงกลมศูนย์กลาง

พวกเขาเรียกว่าแถบแม่เหล็ก การเคลื่อนย้ายหัวจะหยุดอยู่เหนือแต่ละแทร็กถัดไป ชุดของแทร็กที่อยู่ใต้พื้นผิวอื่น ๆ เรียกว่าทรงกระบอก หัวของไดรฟ์ทั้งหมดเคลื่อนที่ไปพร้อม ๆ กันทำให้สามารถเข้าถึงกระบอกสูบที่มีชื่อเดียวกันโดยใช้ตัวเลขเดียวกัน