ماذا يتكون القرص الصلب من؟
محركات الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص الصلبة - كل هذه هي أسماء جهاز تخزين معروف جيدًا. في هذه المواد ، سنخبرك عن الأساس التقني لمحركات الأقراص هذه ، وعن كيفية تخزين المعلومات عليها ، وعن الفروق الفنية ومبادئ التشغيل الأخرى.
محتوى
جهاز القرص الصلب
استنادًا إلى الاسم الكامل لجهاز التخزين هذا - محرك الأقراص الثابتة (HDD) - يمكنك فهم ما يكمن وراء عمله. نظرًا لتكلفة منخفضة وقوة التحمل ، يتم تثبيت وسائط التخزين هذه على أجهزة كمبيوتر مختلفة: أجهزة الكمبيوتر الشخصي ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، والخوادم ، والأجهزة اللوحية ، إلخ. ومن السمات المميزة لمحرك الأقراص الصلبة القدرة على تخزين كميات هائلة من البيانات ، بينما تمتلك أبعادًا صغيرة جدًا. أدناه نحن تصف بهيكلها الداخلي ومبادئ العمل وغيرها من الميزات. لنبدأ!
حزمة الطاقة والالكترونيات المجلس
تسمى الألياف الزجاجية الخضراء والمسارات النحاسية عليها ، إلى جانب الموصلات لتوصيل مصدر التيار الكهربائي ومقبس SATA ، بـ Circuit Board (PCB). تستخدم هذه الدائرة المتكاملة لمزامنة القرص مع جهاز كمبيوتر وتوجيه جميع العمليات داخل الأقراص الصلبة. يسمى جسم الألومنيوم الأسود وما يوجد داخله وحدة مختومة (الرأس ومجموعة القرص ، HDA).
في وسط الدائرة المتكاملة هي شريحة كبيرة - بل هو متحكم (وحدة تحكم مايكرو ، MCU). في محركات الأقراص الصلبة اليوم ، يحتوي المعالج الدقيق على مكونين: وحدة الحوسبة المركزية (وحدة المعالجة المركزية ، وحدة المعالجة المركزية) ، التي تقوم بجميع الحسابات وقناة القراءة والكتابة ، وهي جهاز خاص يقوم بترجمة إشارة تناظرية من الرأس إلى جهاز منفصل عندما يكون مشغول القراءة والعكس بالعكس. الرقمية إلى التناظرية أثناء التسجيل. يحتوي المعالِج الدقيق على منافذ الإدخال / الإخراج ، التي يتحكم فيها مع العناصر الأخرى الموجودة على اللوحة ، ويجعل تبادل المعلومات عبر اتصال SATA.
الشريحة الأخرى ، الموجودة على الرسم التخطيطي ، هي ذاكرة DDR SDRAM (شريحة الذاكرة). يحدد رقمها حجم ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة. تنقسم هذه الشريحة إلى ذاكرة البرامج الثابتة ، الموجودة جزئيًا في محرك الأقراص المحمول ، والمخزن المؤقت الذي يحتاجه المعالج من أجل تحميل وحدات البرامج الثابتة.
تسمى الشريحة الثالثة " جهاز التحكم في صوت الملف" (VCM controller). يدير إمداد طاقة إضافي موجود على اللوحة. هم مدعومون من قبل معالج دقيق ومحول preamplifier موجود في وحدة مختومة. تتطلب وحدة التحكم هذه طاقة أكثر من المكونات الأخرى الموجودة على اللوحة ، لأنها مسؤولة عن دوران المغزل وحركة الرؤوس. قلب جهاز المضخة المبدئي قادر على العمل أثناء التسخين إلى 100 درجة مئوية! عند تشغيل محرك الأقراص الصلبة ، يقوم وحدة التحكم الدقيقة بتفريغ محتويات شريحة الفلاش في الذاكرة وتبدأ بتنفيذ الإرشادات الموجودة بها. إذا فشل تحميل الرمز بشكل صحيح ، فلن يتمكن محرك الأقراص الثابتة من بدء الترقية. أيضا ، يمكن دمج ذاكرة الفلاش في الميكروكونترولر ، ولا يتم تضمينها على اللوح.
يحدد مستشعر الصدمة الموجود على الرسم البياني مستوى الاهتزاز. إذا اعتبر أن شدته خطيرة ، سيتم إرسال إشارة إلى وحدة التحكم في المحرك والتحكم في الرأس ، وبعد ذلك سوف يوقف الرؤوس على الفور أو يوقف دوران محرك الأقراص الصلبة تمامًا. نظريًا ، تم تصميم هذه الآلية لحماية محركات الأقراص الثابتة من الأضرار الميكانيكية المختلفة ، ومع ذلك ، فهي لا تعمل بشكل جيد معها. لذلك ، ليس من الضروري إسقاط القرص الصلب ، لأنه قد يؤدي إلى عدم كفاية تشغيل مستشعر الاهتزاز ، والذي يمكن أن يتسبب في عدم قابلية الجهاز للتشغيل بالكامل. تحتوي بعض محركات الأقراص الصلبة على مستشعرات شديدة الحساسية للاهتزاز وتستجيب لأدنى مظاهر الاهتزاز. تساعد البيانات التي يتلقاها VCM في ضبط حركة الرؤوس ، بحيث تكون الأقراص مجهزة بمتحسينين على الأقل.
جهاز آخر تم تصميمه لحماية HDD هو برنامج Suppient Voltage Suppressor (TVS) ، مصمم لمنع حدوث أي فشل في حالة حدوث ارتفاعات في القدرة. في نظام واحد قد يكون هناك العديد من هذه المحددات.
سطح HDA
تحت لوحة الدوائر المتكاملة هي جهات الاتصال من المحركات والرؤوس. هنا يمكنك أيضاً رؤية ثقب تقني غير مرئي (فتحة التنفس) ، والذي يساوي الضغط داخل وخارج المنطقة المحكم للوحدة ، مما يدمر الأسطورة التي تفيد بوجود فراغ داخل القرص الصلب. يتم تغطية المنطقة الداخلية بفلتر خاص لا ينقل الغبار والرطوبة مباشرة إلى محرك الأقراص الصلبة.
HDA داخلي
تحت غطاء كتلة المحكم ، وهي طبقة عادية من المعدن وحشية المطاط التي تحميها من الرطوبة والغبار ، وهناك أقراص مغناطيسية.
ويمكن أيضا أن تسمى الفطائر أو الأطباق . عادة ما تكون الأقراص مصنوعة من الزجاج أو الألمنيوم الذي تم تلميعه مسبقًا. ثم يتم تغطيتها بطبقات متعددة من مواد مختلفة ، من بينها مادة حديدية - بفضله ، يمكن تسجيل وتخزين المعلومات على قرص صلب. توجد المخمدات أو الفواصل بين الأطباق وفوق فطيرة القمة. أنها تعادل تدفق الهواء وتقليل الضوضاء الصوتية. عادة ما تكون مصنوعة من البلاستيك أو الألومنيوم.
تعمل اللوحات الفاصلة ، المصنوعة من الألومنيوم ، بشكل أفضل في خفض درجة حرارة الهواء داخل المنطقة المحكم.
رأس مغناطيسي
في نهايات الأقواس ، تقع في كتلة الرؤوس المغناطيسية (Head Stack Assembly، HSA) ، توجد رؤوس القراءة / الكتابة. عندما يتم إيقاف المغزل ، يجب أن تكون في المنطقة التحضيرية - وهذا هو المكان الذي توجد فيه رؤوس القرص الصلب العامل في الوقت الذي لا يعمل فيه العمود. في بعض محركات الأقراص الصلبة ، يحدث وقوف السيارات على المناطق التحضيرية البلاستيكية الموجودة خارج الصفائح.
للتشغيل العادي للقرص الصلب يتطلب نظيفة قدر الإمكان ، تحتوي على الحد الأدنى من الجزيئات الأجنبية. مع مرور الوقت ، يتم تشكيل الجسيمات الدقيقة من مواد التشحيم والمعادن في المجمع. لإخراجها ، تم تجهيز محركات الأقراص الصلبة بمرشحات إعادة تدوير ، والتي تجمع باستمرار وتحتفظ بجزيئات صغيرة جدًا من المواد. يتم تثبيتها في مسار تدفق الهواء ، والتي يتم تشكيلها بسبب دوران الصفائح.
في NZHMD قم بتثبيت مغناطيسات النيوديميوم التي يمكن أن تجذب وزنها الذي يمكن أن يكون أكبر بمقدار 1300 مرة من وزنه. الغرض من هذه المغناطيسات في محرك الأقراص الصلبة هو الحد من حركة الرؤوس عن طريق حملها على الفطائر البلاستيكية أو الألومنيوم.
جزء آخر من وحدة الرأس المغناطيسي هو ملف صوت. جنبا إلى جنب مع المغناطيس ، فإنه يشكل محرك BMG ، والتي تشكل مع BMG المحرك (المحرك) - وهو الجهاز الذي يحرك الرؤوس. تسمى آلية الحماية لهذا الجهاز بمزلاج (مزلاج مشغل). يقوم بتحرير BMG بمجرد أن يلتقط المغزل عددًا كافيًا من الثورات. في عملية الافراج ينطوي على ضغط تدفق الهواء. المشبك يمنع أي حركة الرؤوس في الدولة التحضيرية.
تحت BMG سيكون هناك تحمل الدقة. يحافظ على سلاسة ودقة هذه الوحدة. هناك أيضا مكون مصنوع من سبائك الألومنيوم ، والذي يسمى شعاع . في نهايته ، على تعليق الربيع ، تقع الرؤوس. كابل مرن (دائرة مطبوعة مرنة ، FPC) يؤدي من ذراع الروك إلى لوح التلامس ، وهو متصل بلوحة الإلكترونيات.
هنا هو الملف ، الذي يتم توصيله بالكابل:
هنا يمكنك رؤية المحمل:
فيما يلي جهات الاتصال لـ BMG:
الحشية تساعد على ضمان قبضة محكمة. ونتيجة لذلك ، يدخل الهواء الوحدة مع أقراص ويرأس فقط من خلال ثقب يساوي الضغط. يتم تغطية جهات اتصال هذا القرص بأروع التذهيب ، مما يحسن الموصلية.
التجمع قوس نموذجي:
في نهاية الربيع تعليق أجزاء صغيرة - المتزلجون (المتزلجون). فهي تساعد على قراءة وكتابة البيانات عن طريق رفع الرأس فوق الصفائح. في محركات الأقراص الحديثة ، يعمل رؤساء على مسافة من 5-10 نانومتر من سطح الفطائر المعدنية. توجد عناصر معلومات القراءة والكتابة في نهايات أشرطة التمرير. فهي صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا باستخدام الميكروسكوب.
هذه الأجزاء ليست مسطحة تمامًا ، لأن لها على الأخاديد الديناميكية الهوائية ، والتي تعمل على استقرار ارتفاع رحلة المنزلق. يخلق الهواء الموجود أسفله وسادة (Air Bearing Surface، ABS) ، والتي تحافظ على رحلة موازية لسطح اللوحة.
Preamp هي رقاقة مسؤولة عن التحكم في الرؤوس وتضخيم الإشارة إليها أو منها. وهي تقع مباشرة في BMG ، لأن الإشارة التي تنتجها الرؤوس لديها طاقة غير كافية (حوالي 1 جيجاهرتز). بدون مكبر للصوت في منطقة مغلقة ، فإنها ببساطة تتبدد في الطريق إلى الدائرة المتكاملة.
من هذا الجهاز ، هناك مسارات أكثر نحو الرؤوس من المنطقة المحكم. ويفسر ذلك حقيقة أن القرص الصلب يمكن أن يتفاعل مع واحد منهم فقط في وقت معين. يرسل المعالج الصغري طلبات إلى preamp بحيث يحدد الرأس الذي يحتاج إليه. من القرص إلى كل منها هناك عدة مسارات. فهي مسؤولة عن التأريض والقراءة والكتابة ، وإدارة المحركات المصغرة ، والعمل مع أجهزة مغناطيسية خاصة يمكنها التحكم في المنزلق ، مما يسمح بزيادة دقة موقع الرؤوس. يجب أن يؤدي واحد منهم إلى سخان ينظم ارتفاع الرحلة. يعمل هذا البناء على هذا النحو: يتم نقل الحرارة من المدفأة إلى التعليق ، الذي يربط المنزلق وذراع الروك. يتم إنشاء نظام التعليق من السبائك التي لها معلمات توسع مختلفة من الحرارة الواردة. عندما ترتفع درجة الحرارة ، تنحني نحو اللوح ، وبالتالي تقلل المسافة من ذلك إلى الرأس. عند تقليل كمية الحرارة ، يحدث التأثير المعاكس - يتحرك الرأس بعيدًا عن الفطيرة.
هذه هي الطريقة التي يبدو بها المحدد الأعلى:
تحتوي هذه الصورة على منطقة مغلقة بدون وحدة رأس وفاصل علوي. يمكنك أيضًا ملاحظة المغناطيس السفلي وحلقة التثبيت (مشبك الأطباق):
تحتوي هذه الحلقة على كتل من الفطائر معاً ، مما يمنع أي حركة بالنسبة لبعضها البعض:
تعلق اللوحات نفسها على محور مغزل:
لكن ما يوجد تحت الصفيحة العلوية:
كما ترون ، يتم إنشاء مساحة للرؤوس باستخدام حلقات تقسيم خاصة (حلقات المباعدة). هذه الأجزاء عالية الدقة مصنوعة من السبائك أو البوليمرات غير المغناطيسية:
يوجد في أسفل HDA مساحة مساوية للضغط تقع مباشرة تحت فلتر الهواء. الهواء الموجود خارج الوحدة المغلقة ، بالطبع ، يحتوي على جزيئات الغبار. لحل هذه المشكلة ، يتم تثبيت مرشح متعدد الطبقات ، وهو أكثر سمكًا من نفس الفلتر الدائري. في بعض الأحيان يمكنك العثور على آثار هلام السيليكات عليها ، والتي ينبغي أن تمتص كل الرطوبة:
استنتاج
قدمت هذه المقالة وصفا مفصلا لمحركات الأقراص الصلبة الداخلية. نأمل أن تكون هذه المادة مثيرة للاهتمام بالنسبة لك ، وقد ساعدت في تعلم الكثير من الأشياء الجديدة من مجال أجهزة الكمبيوتر.