Cấu Tạo Ổ Cứng Hdd

     

Ổ đĩa cứng (Hard Disk Drive: HDD) hoàn toàn có thể hiểu là thiết bị dùng để làm lưu trữ dữ liệu điện tử bằng cách sử dụng công cụ từ hóa mặt phẳng các tấm đĩa hình tròn phủ vật liệu từ tính. Hầu hết tấm đĩa này thường được gia công bằng nhôm hoặc thủy tinh gốm có kích cỡ xác định, trên bề mặt có phủ một lớp mỏng manh (0,5-0,7μm) vật liệu từ tính. Nội dung bài viết này sẽ giúp các bạn tìm hiểu cụ thể về cấu tạo của HDD.

Bạn đang xem: Cấu tạo ổ cứng hdd

Năm 1958, công ty IBM cho ra đời ổ đĩa cứng trước tiên của quả đât làm đổi khác về cơ phiên bản cách thức lưu trữ dữ liệu.

Cho đến thời điểm hiện tại, ổ cứng đã có những thay đổi hoàn toàn về đều mặt; từ dung tích lưu trữ, cách thức ghi dữ liệu; tốc độ truyền tải, cách thức truyền tải, kích thước, tích điện tiêu thụ, chi phí v.v…

HDD là gì?

Ổ đĩa cứng (Hard Disk Drive: HDD) có thể hiểu là thiết bị dùng để lưu trữ tài liệu điện tử bằng phương pháp sử dụng phương pháp từ hóa mặt phẳng các tấm đĩa hình tròn phủ vật tư từ tính. Gần như tấm đĩa này thường được làm bằng nhôm hoặc chất thủy tinh gốm có kích cỡ xác định, trên mặt phẳng có phủ một lớp mỏng (0,5-0,7μm) vật liệu từ tính.

Đĩa cứng thường được gắn liền với máy tính điện tử để lưu trữ dữ liệu mặc dầu chúng xuất hiện thêm muộn hơn so với đều chiếc máy tính xách tay đầu tiên. Cùng với sự cải cách và phát triển của công nghệ thông tin, đĩa cứng ngày nay có form size tỉ lệ nghịch với khả năng lưu trữ dữ liệu. Trong số những thiết kế đầu tiên, đĩa cứng chỉ dành cho các vật dụng tính; ngày nay đĩa cứng còn được sử dụng trong những thiết bị năng lượng điện tử như máy nghe nhạc kinh nghiệm số, máy hình ảnh số, điện thoại cảm ứng di hễ thông minh (SmartPhone), sản phẩm công nghệ quay phim kỹ năng số, sản phẩm kỹ thuật số hỗ trợ cá thể và một trong những thiết bị khác.

*
Một ổ cứng HDD thông thường

Không chỉ theo đúng các thi công ban đầu, đĩa cứng đã bao gồm bước tiến công nghệ nhằm giúp tàng trữ và truy hỏi xuất tài liệu nhanh hơn: lấy ví dụ sự xuất hiện của những đĩa cứng lai (Solid State Hybrid Technology: SSHD) hỗ trợ cho hệ điều hành hoạt động tối ưu hơn, giảm thời gian khởi hễ của hệ thống, tiết kiệm ngân sách năng lượng, sự thay đổi phương thức ghi dữ liệu trên các đĩa từ làm cho cho dung tích chứa trên mỗi đĩa từ tăng lên đáng kể.


*
Bản mạch in (Printed Circuit Board)

Phần màu xanh lá cây cùng với cổng SATA cùng cổng liên kết nguồn điện thoại tư vấn là “bản mạch in” (Printed Circuit Board) tốt PCB. Phần color đen được thiết kế bằng kim loại tổng hợp nhôm thuộc với tất cả những thứ bên phía trong gọi là hệ thống đảm bảo an toàn ổ đĩa hay có cách gọi khác là HDA. Đây là số đông thành phần cơ bản.

Cấu tạo, chức năng, trách nhiệm của PCB

Hình hình ảnh PCB cùng các linh phụ kiện điện tử nằm trên.

*
Cấu chế tạo PCBTrung trung tâm của PCB là chip lớn nhất gọi là khối vi tinh chỉnh (Micro-Controller Unit) xuất xắc MCU. Bên trên MCU của ổ cứng bây chừ thường bao gồm khu xử trí trung chổ chính giữa hay là CPU chỗ thực hiện tất cả các phép tính toán và những phép đọc /viết tin – Nơi thay đổi tín hiệu tựa như từ các đầu trường đoản cú (HEADs) vào vào thiết bị tin tức số trong quy trình đọc với mã hóa thông tin số thành tín hiệu giống như khi ổ đĩa rất cần phải ghi dữ liệu. MCU cũng có cổng IO để kiểm soát điều hành tất cả phần nhiều thứ bên trên PCB với truyền dữ liệu thông qua cổng tiếp xúc SATA.Chip bộ nhớ được áp dụng trên HDD là nhiều loại DDR SDRAM, dung tích của bộ nhớ xác định dung tích cho vùng nhớ đệm của HDD. Bộ vi xử trí PCB này có bộ lưu trữ chip Samsung DDR 32Mb tức về mặt lý thuyết: ổ cứng HDD gồm vùng lưu giữ đệm 32Mb (ta có thể tìm thấy những tin tức này vào bảng thông số kỹ thuật dữ liệu bên trên ổ cứng này); mặc dù nhiên, điều này không thật sự chính xác, bởi bộ nhớ lưu trữ được phân tách một cách phải chăng trên bộ đệm hoặc bộ nhớ đệm và bộ nhớ lưu trữ firmware (phần nhớ thường xuyên ở trong bộ nhớ lưu trữ chỉ phát âm ROM). CPU yêu cầu dùng một vài bộ nhớ để tàng trữ một vài ba module firmware cùng chỉ bao gồm ổ đĩa Hitachi/IBM mới cho thấy thêm kích khuôn khổ của bộ nhớ lưu trữ đệm thiệt sự trong bảng tài liệu thông số, còn hầu như ổ đĩa không giống ta chỉ rất có thể đoán về kích cỡ bộ lưu trữ này.Chip tiếp theo là bộ điều khiển Voice Coil Motor (tạm dịch: môtơ cuộn dây quay) giỏi trạm tinh chỉnh và điều khiển VCM. Là cpu tiêu thụ tốn năng lượng điện năng duy nhất trên PCB. Nó tinh chỉnh và điều khiển việc cù vòng đến sự vận động của trục chính mô tơ và những đầu từ. Điểm chủ yếu của bộ điều khiển VCM hoàn toàn có thể chịu sức nóng độ thao tác làm việc tới 100C/212F.Bộ lưu giữ Flash Rom tàng trữ phần firmware của ổ đĩa. Lúc ta thực hiện một quyền trên ổ đĩa, chip MCU đọc câu chữ của chip flash vào trong bộ lưu trữ và bước đầu viết code. Nếu không có ổ đĩa code thì sẽ không còn thể quay được ổ đĩa. Thỉnh thoảng không tồn tại một chip flash như thế nào trên PCB mà điều ấy có nghĩa nội dung của bộ nhớ flash nằm bên phía trong MCU.Bộ cảm ứng va chạm có thể phát hiện những va chạm quá mức được vận dụng trên ổ đĩa và gửi dấu hiệu số về mang lại bộ điều khiển và tinh chỉnh VCM. Một thiết bị bảo đảm an toàn khác hotline là TVS diode tốt là biến áp xung bên trong mạch bảo vệ. Nó đảm bảo an toàn PCB khỏi việc ngày càng tăng đột trở nên nguồn năng lượng điện từ nguồn cung cấp điện mặt ngoài. Khi TVS điốt phạt hiện nguồn điện áp gia tăng, nó vẫn tự ngắt bao gồm nó và làm cho 1 đoản mạch thân két nối nguồn cùng mặt đất hay lúc có những xung năng lượng điện áp cao thì nó đang dẫn các dòng này trở lại nguồn (không cho trải qua tải). Có 2 TVS điốt trên PCB này với nguồn bảo vệ từ 5V-12V.Cấu chế tạo của HAD (Head/Disk Assembly)

Hình ảnh HAD:

*

Ta có thể thấy tế bào tơ và những liên lạc đầu từ bỏ (heads contacts). Còn có thêm một lỗ nhỏ dại hầu như khó suy nghĩ trên HDA, lỗ này hotline là lỗ thở. Rất có thể người đọc đã từng nghe rằng: trong ổ cứng là vùng chân không, thực tiễn không bắt buộc vậy. Ổ cứng cần sử dụng lỗ thở này để triển khai cân bằng những áp lực bên trong và phía bên ngoài HDA. Từ phía bên trong lỗ thở được đóng góp lại bởi bộ lọc lỗ thở để triển khai cho không gian được sạch cùng khô.

Tháo nắp bảo đảm an toàn của ổ cứng, ta bao hàm hình hình ảnh sau:

*
Bên trong HDA

Phần nắp này chỉ là một mảnh thép cùng rất dây cao su đặc để bảo đảm an toàn ổ cứng khỏi bụi bám. Cuối cùng, ta sẽ để mắt tới phần bên trong của HDA.

*

Dữ liệu năng lượng điện tử được lưu trữ trên tấm kim mô hình tròn, ta hoàn toàn có thể trên ảnh. Đĩa kim loại được làm bởi nhôm hoặc thủy tinh trong và được bao phủ vài lớp hợp chất khác nhau bao hàm cả lớp sắt từ để tàng trữ dữ liệu. Vào ảnh, phần đĩa cứng được bao trùm bởi một lớp bảo đảm màu black được call là dumper. Các dumper thỉnh thoảng gọi là những dải ngăn cách nằm giữa những đĩa cứng, bọn chúng làm giảm dịch chuyển trong ko khí với tiếng ồn âm thanh. Thường thì các dumper này được gia công từ nhôm hoặc nhựa, các dumpers nhôm thì giỏi hơn cho vấn đề làm mát ko khi bên trong cho HDA.

Trong bức hình ảnh tiếp theo cho chúng ta thấy được những đĩa cứng và các dumper.

*

Các đầu tự được đã nhập vào HAS (là phần thành phần lắp ráp đầu từ bỏ stack: Head Stack Assembly). Ổ đĩa này có điểm dừng gần với trục chính, với khi ko có nguồn năng lượng điện trên ổ cứng thì HSA thông thường sẽ dừng lại ở địa chỉ như bên trên hình.

*

Ổ cứng là một máy bộ với bề ngoài hoạt động đúng chuẩn và để triển khai việc được thì nó đòi hỏi không khí bên phía trong phải sạch. Trong lúc thao tác HDD có thể tạo ra một vài hạt kim loại rất nhỏ và dầu mặt trong. Để có tác dụng sạch không gian một phương pháp ngay lập tức, ổ đĩa sử dụng bộ thanh lọc “Tuần hoàn khép kín- Recirculation filter”. Bộ lọc công nghệ cao này thường xuyên thu thập và hút thậm chí còn những hạt bé dại nhất với độ lớn micro mét. Bộ lọc nằm trên phố đi của hoạt động không khí tạo thành bằng đĩa xoay.

Tháo nam châm từ và kiểm soát những thành phần bên dưới:

*

HDD sử dụng nam châm hút vĩnh cửu làm bằng đất thảng hoặc Neodymium cực kỳ mạnh. Nam châm này rất có thể nâng tới 1300 lần trọng lượng riêng biệt của nó. Ta có thể xem trên hình ảnh này bao gồm nút HSA trên phái nam châm. Nút HAS sẽ giới hạn vận động HSA, nên các đầu từ sẽ không còn đập vào tô kẹp và nó cũng sẽ không làm cho đĩa cất cánh ra. Phần đa nút HSA có thể có cấu trúc khác nhưng luôn có hai công dụng đó cùng chúng luôn luôn có trên HDD ngày nay. Trên ổ đĩa này nút HSA thứ hai nằm bên trên HDA dưới nam châm hút top.

Và đấy là những gì ta rất có thể xem dưới nam châm đỉnh.

*

Ở đây gồm nút HSA khác, và ta cũng có thể thấy nam châm thứ 2. Cuộn dây xoay là 1 phần của HSA, cuộn dây xoay và nam châm từ tạo thành trạm tinh chỉnh VCM. VCM với HSA chế tạo ra thành Bộ kiểm soát và điều chỉnh – là thứ nhằm di chuyển các đầu từ. Phần nhựa đen được gọi là chốt kiểm soát và điều chỉnh truyền động là một trong thiết bị đảm bảo – nó nhả HSA ra khi ổ đĩa được hấp thụ vào đầu từ bình thường và nó nên ngăn chặn hoạt động HSA ngay trong khi tác cồn nếu đĩa được thả ra. Về cơ bản nó bảo đảm an toàn đầu từ khỏi những vận động ngoài ý mong mỏi khi HSA ở vùng đỗ. Ở cách tiếp theo họ lấy ra HSA.

*

HSA bao gồm chốt trụ thật đúng chuẩn (bearing) để gia công các chuyển động có thể nẹ và xuất sắc hơn. Phần lớn nhất của HSA được làm từ mẩu nhôm được điện thoại tư vấn là tay đòn(Arm). Heads Gimbal Assembly hoặc HGA (là nhóm các đầu từ) đính với tay đòn. HGAs và tay đòn thường chế tạo trên những nhà trang bị khác nhau. Dải băng color cam được call là Flexible Printed Circuit hoạt hoặc FPC thâm nhập vào HSA cùng đĩa với các việc liên lạc đầu từ.

Xem thêm: 20 Hoạt Động Hàng Ngày Bằng Tiếng Anh Về Hoạt Động Hàng Ngày

Hình hình ảnh sau biểu lộ rõ hơn mỗi phần tử của HSA.

*
Cuộn dây âm nhạc được nối cùng với FPC
*
Chốt trụ – Bearing

Miếng đệm (Gasket) làm liên kết chắn gió. Biện pháp duy nhất nhằm không khí đi phía bên trong HDA là thông qua lỗ thông gió. Trên bộ liên lạc này lấp lớp xoàn mỏng, cho khả năng dẫn điện xuất sắc hơn.

*

Hình ảnh tiếp theo là định nghĩa cổ xưa của tay đòn (arm), hay có thể nói rằng tay đòn chỉ là một trong những phần kim loại của HSA.

*

Vật màu sắc đen nhỏ ở cuối HGAs được điện thoại tư vấn là “nút trượt”. Có rất nhiều nguồn tin tức nói gần như nút trượt này được đọc mới đó là những đầu từ cơ mà chỉ riêng nút trượt phiên bản thân nó không phải là đầu từ, nó là yếu tố để trợ giúp đọc với ghi bộ phận theo bề mặt của đĩa. Độ cao đầu từ bỏ so với phương diện đĩa HDDs hiện đại là khoảng chừng 5-10 nanômét. Ví dụ như như: vừa phải tóc của con người là khoảng chừng 25000 nanômét.

*

Nếu tất cả bất kỳ một phần tử làm sao (các hạt bụi nhỏ) đi dưới nút trượt nó có thể ngay nhanh chóng gây rét (vì ma sát) phần đầu từ và phá lỗi chúng; đó là vì sao tại sao phải làm thế nào phải làm sạch không khí bên trong HDA là khôn xiết quan trọng. Các bộ phận tham gia vấn đề đọc với ghi thật sự được sắp xếp vào cuối nút trượt và chúng nhỏ đến nỗi chỉ có thể được xem dưới kính hiển vi tốt.

*

Bề khía cạnh của nút trượt không phải là phẳng, nó bao gồm đường rãnh aerodynamical. Các đường rãnh này giúp đỡ nút trượt sống trên một độ cao nhất định. Không khí dưới nút trượt tạo thành không khí mặt phẳng đệm (Air Bearing Surface) hoặc ABS. ABS làm nút trượt phần nhiều song song với mặt phẳng của đĩa.

Đây là hình ảnh khác của nút trượt:

*

Những phần liên hệ của đầu từ:

Một phần rất quan trọng đặc biệt của HAS là cỗ khuếch đại (Preamplifier), cỗ khuếch đại này là 1 con chip, nó điều khiển các đầu từ bỏ và những tín hiệu mang đến và đi được khuếch đại.

*

Bộ phận khuếch đại này nằm phía bên trong HDA đơn giản vì những tín hiệu từ những đầu từ là rất yếu và trên các HDD hiện nay có tần số lớn hơn 1GHz, nếu như không có bộ phận khuếch đại này nghỉ ngơi HDA thì các tín hiệu yếu ớt đó có khả năng sẽ bị mất đi trên đường tới PCB.

Bộ phận khuếch tán này có rất nhiều rãnh tới các đầu tự (bên phải) hơn là cho tới HDA (bên trái), bởi vì HDD có thể chuyển động chỉ với 1 đầu từ (một cặp đọc-ghi) tại một thời điểm. HDD gửi các tín hiệu điều khiển tới bộ khuếch đại và cỗ khuếch đại lựa chọn đầu từ mà lại HDD cần tại thời gian hiện tại. HDD gồm sáu bộ phận liên lạc trên mỗi đầu từ, vì sao lại đề nghị nhiều như thế?

Mỗi phần tử liên lạc cho chỗ tiếp bề mặt, hai cái khác cho thành phần đọc-ghi. Hai dòng khác nữa cho các bộ vi cách xử trí truyền rượu cồn (microactuators) – thành phần áp điện riêng hay các thiết bị nam châm (từ tính) mà hoàn toàn có thể làm hoạt động hoặc xoay chiều nút trượt, nó giúp điều chỉnh các vị trí của đầu tự dưới những rãnh. Và cuối cùng bộ phận liên lạc cuối cùng cho phần duy trì nhiệt- heater.

Heater rất có thể giúp mang lại việc kiểm soát và điều chỉnh độ cao cảu đầu trường đoản cú so với phương diện đĩa. Heater hoàn toàn có thể làm nóng những khớp nối, khớp nối đặc biệt quan trọng này liên kết với nút trượt tới HGA, khớp nối này được thiết kế từ hai sọc hợp kim khác nhau với độ dãn nở khác nhau. Một khi khớp nối này được thiết kế nóng, nó từ chuyển nhắm đến phía bề mặt của đĩa và làm bớt độ cao giữa đầu từ và mặt phẳng đĩa xuống. Sau khi làm đuối lại thì khớp nối đó lại thẳng lại như ban đầu.

Tháo phần top dumper:

*

HDD sau khi đã dỡ top dumper với HSA:

*
HDD sau khoản thời gian đã toá top dumper và HSA

Loại bỏ phần kẹp trục đĩa.

*

Phần kẹp trục đĩa ép đĩa vào trong các gói nhỏ, vì vậy chúng cấp thiết bị di chuyển.

Đĩa cũng được đặt trên một trục quay, phần kẹp trục đĩa được tạo nên đủ sự ma giáp để giữ đĩa trên trục khi trục xoay.

Nhấc tấm đĩa thừ thoát ra khỏi trục, ta gồm hình ảnh tiếp theo:

*
Các bộ phận HDD được dỡ rời

Ta có thể thấy phần sản phẩm công nghệ hai của đĩa với phần thiết bị hai của trục quay.

Miếng đệm sắt kẽm kim loại là 1 chi tiết hoàn chỉnh, đúng chuẩn làm từ nam châm từ hoặc vật liệu nhựa tổng hợp.

*
Cấu tạo phần HDA và chân đế

Đây là bộ phận lọc đến lỗ thông không khí của HDD: Breath filter: dùng làm lọc không khí với thông hơi. Lỗ thông hơi được để bên nên dưới lớp lọc hơi. Hãy quan gần cạnh màng thông hơi gần hơn.

Xem thêm: Gv Lăng Thị Chung Sơ Đồ Tư Duy Gdcd 12 Bài 7, Sơ Đồ Hóa Kiến Thức Cơ Bản Môn Gdcd Lớp 12

*

Vì bầu không khí từ bên ngoài chắc chắn chứa bụi, màng lọc tương đối sẽ thải trừ bụi bằng các lớp của màng lọc và nó nhiều hơn so với bộ lọc tuần hoàn, hình như nó còn có chất chất hóa học đioxit xilich keo phía bên trong để giảm bớt không khí ẩm.

Tác giả: Tạ Thanh

TRUNG TÂM PHỤC HỒI DỮ LIỆU – TẠ THANH DATA