많은 PC 사용자는 하드 드라이브가 무엇을 위한 것인지 알고 있지만 아는 사람은 많지 않습니다. 이 기사에서 하드 드라이브를 하드 드라이브라고 부르는 이유, 작동 방식, 중요한 특성 및 하드 드라이브 작동 원리를 배우게 됩니다.

약간의 역사:
1973년 전설에 따르면, HDD첫 번째 HDD가 등장했을 때 비공식 "별명"을 얻었습니다. 그 볼륨은 다른 구획에서 30Mb + 30Mb였습니다. HDD는 엔지니어 팀에 의해 개발되었으며 메모리 양에 대해 코드 이름 "30-30"이 부여되었으며 이 이름은 당시 인기 있는 무기와 매우 유사했으며 카트리지 구경은 30-30 Winchester였습니다. .
흥미롭게도 90년대 초 미국에서는 이 이름이 사전에서 사라졌습니다. 러시아에서는 현재와 관련이 있으며 약어 "나사"가 사용됩니다.

중요 기능:
현대 시장은 다양한 HDD, SSD 등으로 압도되고 있기 때문에 이러한 특성과 매개변수는 구매할 때 이 문제를 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다. 하드 드라이브.

1. 연결: 기본적으로 하드 드라이브연결하다 마더보드 SATA 인터페이스를 통해 그러나 eSATA 인터페이스와 같은 예외가 있습니다. 이것은 동일한 것이 아닙니다. 또한 Fire-Wire, IDE가 점점 인기를 얻고 있습니다.
2. 용량은 하드 드라이브에 들어갈 정보의 양을 나타내는 지표인 값으로 특징지어집니다. 최신 컴퓨터에는 500GB 또는 1TB 하드 드라이브가 있습니다.
3. 물리적 크기: 치수도 중요하며 어떤 PC용인지 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 노트북용 HDD는 2.5인치이고 데스크탑 컴퓨터의 경우 3.5인치가 필요합니다.
4. 회전율: 회전 속도도 중요한 매개변수입니다. 표시기의 수치가 높을수록 나사의 속도가 빨라집니다. 시장 평균은 5400~7200rpm입니다.
5. 중간 메모리: 그렇지 않으면 버퍼라고 합니다. 하드 드라이브에서 읽고 쓰는 속도가 다르며 이를 어떻게든 매끄럽게 하기 위해 엔지니어가 중간 메모리를 생각해 냈고 값의 차이를 매끄럽게 하는 것 같습니다.

윈체스터 장치:
하드 드라이브 내부는 다음과 같습니다.
- 전자 보드;
- 엔진;
- 자기 헤드;
- 자기 디스크;
1. 전자 보드 - 집적 회로철도 작업을 위해. PC로부터 명령을 수신하고 처리하는 역할을 합니다. 회로는 또한 ROM, RAM, 미세 회로 및 주 프로세서로 구성됩니다.
2. 엔진 또는 전기 모터는 컨트롤러와 속도를 제어하도록 설계되었습니다.
3. 자기 헤드는 디스크에 정보를 쓰고 읽는 역할을 합니다.
4. 자기 디스크가 가장 중요하며 전체 하드 드라이브의 작동은 작동에 따라 다릅니다. 에 현대 유형하드 드라이브에는 이러한 자기 디스크가 여러 개 설치되어 있습니다.

윈체스터 작동 원리:
컴퓨터가 네트워크에 연결되면 하드 드라이브에 전원이 공급되지만 다음에는 모든 것이 어떻게 작동합니까? HDD가 켜지면 메인 컨트롤러가 작동하기 시작한 다음 모터가 회전합니다. 속도가 원하는 매개 변수에 도달하면 신호를 읽는 헤드가 연결되어 작동합니다. 시작 시 디스크 상태에 대한 데이터를 읽은 후 사용자가 저장한 정보를 연결합니다. 이제 아시겠지만, 컴퓨터 하드 드라이브는 어떻게 작동합니까어떻게 다를 수 있는지, 어떤 특성을 가지고 있는지.

하드 드라이브는 어떻게 배열되어 있습니까? 하드 드라이브란 무엇입니까? 그들은 컴퓨터에서 어떤 역할을 하나요? 다른 구성 요소와 어떻게 상호 작용합니까? 하드 드라이브를 선택하고 구입할 때 고려해야 할 매개변수는 이 기사에서 배울 것입니다.

HDD- "의 짧은 이름 하드 디스크 드라이브". 영어도 만날 수 있습니다 HDD- 그리고 속어 윈체스터또는 약칭 나사.

에 컴퓨터 하드디스크는 데이터 저장을 담당합니다. 수술실 윈도우 시스템, 프로그램, 영화, 사진, 문서, 컴퓨터에 다운로드한 모든 정보는 하드 드라이브에 저장됩니다. 그리고 가장 소중한 것은 컴퓨터의 정보! 프로세서 또는 비디오 카드에 장애가 발생하면 구입하여 교체할 수 있습니다. 그러나 지난 여름 휴가로 잃어버린 가족 사진이나 중소기업의 1년치 회계 데이터는 복구하기가 쉽지 않습니다. 따라서 데이터 저장의 신뢰성에 특별한 주의를 기울입니다.

직사각형 금속 상자를 디스크라고 부르는 이유는 무엇입니까? 이 질문에 답하려면 내부를 살펴보고 하드 드라이브가 어떻게 작동하는지 알아내야 합니다. 아래 그림에서 하드 드라이브가 어떤 부분으로 구성되어 있고 각 부분이 어떤 기능을 수행하는지 볼 수 있습니다.클릭하면 확대됩니다. (itc.ua에서 가져옴)

또한 하드 드라이브의 작동 방식에 대한 디스커버리 채널 프로그램의 발췌문을 시청하는 것이 좋습니다.

하드 드라이브에 대해 알아야 할 세 가지 사실이 더 있습니다.

1. 하드 드라이브는 컴퓨터에서 가장 느린 부분입니다.컴퓨터가 정지되면 표시등에 주의하십시오. 열심히 일하다디스크. 자주 깜박이거나 켜져 있으면 하드 드라이브가 프로그램 중 하나의 명령을 실행하고 다른 모든 프로그램은 유휴 상태로 차례를 기다리는 것입니다. 운영 체제에 프로그램을 실행하기에 충분한 고속 RAM이 없으면 하드 디스크 공간을 사용하므로 전체 컴퓨터 속도가 크게 느려집니다. 따라서 컴퓨터의 속도를 높이는 한 가지 방법은 RAM의 양을 늘리는 것입니다.
2. 하드 드라이브는 컴퓨터에서 가장 깨지기 쉬운 부분이기도 합니다.비디오에서 배웠듯이 엔진은 디스크를 분당 수천 회전까지 회전시킵니다. 이 경우, 자기 헤드는 회전하는 디스크에 의해 생성된 공기 흐름에서 디스크 위로 "호버링"합니다. 최신 장치에서 디스크와 헤드 사이의 거리는 약 10nm입니다. 이때 디스크에 충격을 가하면 헤드가 디스크에 닿아 데이터가 저장된 표면이 손상될 수 있습니다. 그 결과 소위 불량 블록" - 읽을 수 없는 영역으로 인해 컴퓨터가 파일을 읽거나 시스템을 부팅할 수 없습니다. 꺼진 상태에서 헤드는 작업 영역 외부에 "주차"하고 충격으로 인한 과부하는 하드 드라이브에 그렇게 끔찍하지 않습니다. 그렇게 하십시오. 백업중요한 데이터!
3. 하드 드라이브의 용량은 종종 판매자나 제조업체가 지정하는 것보다 약간 작습니다.그 이유는 1GB에 1,000,000,000byte가 있는데 그 중 1,073,741,824byte라는 사실을 기준으로 제조사에서 디스크 크기를 표기하기 때문이다.

하드 드라이브 구입

추가 하드 드라이브를 연결하거나 이전 하드 드라이브를 더 큰 드라이브로 교체하여 컴퓨터의 정보 저장 용량을 늘리기로 결정한 경우 구매할 때 무엇을 알아야 합니까?

먼저 뚜껑 아래를 보면 시스템 블록너의 컴퓨터. 어떤 인터페이스를 찾아야 열심히 연결디스크는 마더보드에서 지원됩니다. 지금까지 가장 널리 사용되는 표준 SATA그리고 그 나이를 넘어서 IDE. 로 구별하기 쉽습니다. 모습. 왼쪽 그림은 두 가지 유형의 커넥터가 모두 장착된 마더보드의 일부를 보여주지만 귀하의 커넥터는 그 중 하나일 가능성이 큽니다.

인터페이스에는 세 가지 버전이 있습니다. SATA. 데이터 전송 속도가 다릅니다. SATA, SATA II그리고 SATA III초당 1.5, 3, 6GB의 속도로 모든 인터페이스 버전 SATA동일하게 보이고 서로 호환됩니다. 어떤 조합으로든 연결할 수 있으므로 데이터 전송 속도가 느린 버전으로 제한됩니다. 동시에, 하드 드라이브의 속도는 훨씬 더 느립니다. 따라서 고속 인터페이스의 잠재력은 새로운 고속 드라이브의 출현으로만 드러날 수 있습니다.

SATA 하드 드라이브를 추가로 구매하기로 결정하셨다면, 그림과 같이 인터페이스 케이블이 있는지 확인하세요. CD와 함께 판매되지 않습니다. (보통 마더보드와 함께 번들로 제공됩니다.) 또한 전원 공급 장치 커넥터 중 하드 드라이브 연결을 위한 여유 커넥터가 하나 이상 있어야 합니다. 그렇지 않으면 이전 표준에서 새 표준으로 어댑터가 필요할 수 있습니다.

이제 하드 드라이브 자체에 대해 알아보겠습니다. 주요 매개변수는 물론 용량입니다. 위에서 언급했듯이 명시된 것보다 약간 적습니다. 을 위한 운영 체제그리고 프로그램은 100 - 200 기가바이트를 필요로 하며 이는 현대 표준에 비해 상당히 많은 양입니다. 얼마나 많은 추가 공간이 필요할 수 있는지 경험적으로 결정할 수 있습니다. 예를 들어 고품질 비디오를 녹화하려면 대용량이 필요할 수 있습니다. HD 형식의 현대 영화는 수십 기가 바이트에 이릅니다.

또한 주요 매개 변수 중 다음을 나타냅니다.

1. 폼 팩터- 디스크 크기. 1.8" 및 2.5" 디스크는 에서 사용됩니다. 데스크탑 컴퓨터의 경우 3.5인치 드라이브를 구입해야 합니다. 그들은 동일한 SATA 커넥터를 가지고 있으며 랩톱 드라이브는 데스크탑 컴퓨터에서 작동할 수 있습니다. 그러나 소형 드라이브는 소형화 및 저전력 소비를 중시하여 제작되며, 속도 면에서 대형 모델에 비해 열등합니다. 그리고 비용이 더 많이 듭니다.
2. RPM- 디스크 회전 속도. 분당 회전수( RPM- ~의 줄임말 분당 회전수). 회전 속도가 빠를수록 디스크가 정보를 쓰고 읽는 속도가 빨라집니다. 그러나 그것은 또한 더 많은 에너지를 소비합니다. 오늘날 가장 일반적인 디스크는 5400RPM그리고 7200RPM. 더 낮은 RPM은 랩톱 드라이브, 고용량 드라이브(2TB 이상) 및 전력 소비 감소로 명명된 소위 "그린" 드라이브에서 더 일반적입니다. 회전 속도가 있는 하드 드라이브도 있습니다. 10000RPM그리고 15000RPM. 부하가 높은 서버에서 작동하도록 설계되었으며 안정성 리소스가 향상되었지만 기존 서버보다 훨씬 더 많은 비용이 듭니다.
3. 제조사. 현재 스토리지 시장에는 여러 대형 제조업체가 있습니다. 그들 중에는 경쟁이 상당히 치열하므로 품질면에서 서로 열등하지 않습니다. 따라서 Hitachi, HP, Seagate, 실리콘 파워, 도시바 트랜센드, 웨스턴 디지털.

하드 드라이브

학생이 한다
그룹 40-101B.
카리모프 K.R.
선생님:
우소프 P.A.

1. 하드 드라이브의 작동 원리.. 3

2. 디스크 장치.. 5

3. 하드디스크 운용.. 10

4. 볼륨, 속도 및 액세스 시간.. 12

5. 하드 드라이브 인터페이스 .. 14

6. 외장 하드 드라이브 .. 16

하드 드라이브 작동 방식

하드 디스크 드라이브는 현대의 가장 진보되고 복잡한 장치 중 하나입니다. 개인용 컴퓨터. 디스크는 엄청난 속도로 전송되는 수 메가바이트의 정보를 저장할 수 있습니다. 거의 모든 컴퓨터 구성 요소가 조용하지만 하드 드라이브는 덜컹거리고 삐걱거리기 때문에 기계 및 전자 구성 요소를 모두 포함하는 몇 안 되는 컴퓨터 장치 중 하나입니다.

하드 디스크 작동의 기본 원리는 처음부터 거의 변경되지 않았습니다. 하드 드라이브의 장치는 일반 레코드 플레이어와 매우 유사합니다. 몸체 아래에만 공통 축에 여러 개의 플레이트가 장착될 수 있으며 헤드는 각 플레이트의 양쪽에서 동시에 정보를 읽을 수 있습니다. 플레이트의 회전 속도(일부 모델의 경우 15,000rpm에 도달)는 일정하며 주요 특성 중 하나입니다. 헤드는 표면에서 일정 거리만큼 플레이트를 따라 움직입니다. 이 거리가 작을수록 정보 읽기의 정확도가 높아지고 정보 기록 밀도가 높아집니다. 하드 드라이브를 보면 단단한 금속 케이스만 보입니다. 그것은 완전히 밀봉되어 있으며 먼지 입자로부터 드라이브를 보호합니다. 먼지 입자가 헤드와 디스크 표면 사이의 좁은 틈에 들어갈 경우 민감한 자기층을 손상시키고 디스크를 비활성화할 수 있습니다. 또한 케이스는 전자기 간섭으로부터 드라이브를 보호합니다. 케이스 내부에는 모든 메커니즘과 일부 전자 부품이 있습니다. 메커니즘은 정보가 저장되는 디스크 자체, 디스크에서 정보를 쓰고 읽는 헤드, 이 모든 것을 작동시키는 엔진입니다. 디스크는 매우 평평한 표면을 가진 둥근 판으로, 종종 알루미늄으로 만들어지고 덜 자주 세라믹이나 유리로 만들어지며 얇은 강자성 층으로 코팅됩니다. 디스크가 만들어집니다. 많은 드라이브는 산화철 층(기존의 자기 테이프를 코팅함)을 사용하지만 최신 모델하드 드라이브는 약 10미크론 두께의 코발트 층으로 작동합니다. 이러한 코팅은 내구성이 뛰어나고 기록 밀도를 크게 높일 수 있습니다. 응용 기술은 집적 회로 생산에 사용되는 기술에 가깝습니다.

디스크 수는 1에서 5까지 다를 수 있습니다. 작업 표면의 수는 각각 두 배입니다(각 디스크에 두 개). 후자(자성 코팅에 사용된 재료 포함)는 하드 드라이브의 용량을 결정합니다. 때로는 가장 바깥 쪽 디스크 (또는 그 중 하나)의 외부 표면이 사용되지 않아 드라이브 높이를 줄일 수 있지만 작업 표면의 수가 줄어들고 홀수가 될 수 있습니다.

자기 헤드는 디스크에 정보를 읽고 씁니다. 녹음 원리는 일반적으로 기존 테이프 레코더에서 사용되는 것과 유사합니다. 디지털 정보를 변수로 변환 전기, 자기 헤드에 도달한 다음 자기 디스크로 전달되지만 디스크가 인식하고 "기억"할 수 있는 자기장의 형태로 이미 있습니다. 디스크의 자기 코팅은 자발(자발) 자화의 작은 영역 집합입니다. 명확성을 위해 디스크가 서로 다른 방향을 가리키는 매우 작은 나침반 화살표 층으로 덮여 있다고 상상해 보십시오. 이러한 화살표 입자를 도메인이라고 합니다. 외부 자기장의 영향으로 도메인의 자체 자기장은 방향에 따라 배향됩니다. 외부 필드의 작용이 종료되면 디스크 표면에 잔류 자화 영역이 형성됩니다. 이러한 방식으로 디스크에 기록된 정보가 보존됩니다. 디스크가 자기 헤드의 틈과 반대 방향으로 회전할 때 잔류 자화 영역은 자화의 크기에 따라 달라지는 기전력을 디스크에 유도합니다. 스핀들 액슬에 장착된 디스크 팩은 아래에 컴팩트하게 위치한 특수 모터에 의해 구동됩니다. 디스크의 회전 속도는 일반적으로 7200rpm입니다. 드라이브의 출력 시간을 줄이기 위해 작업 조건, 엔진을 켜면 잠시 동안 강제 모드로 실행됩니다. 따라서 컴퓨터 전원 공급 장치에는 최대 전력에 대한 여유가 있어야 합니다. 이제 머리의 작업에 대해. 그들은 정밀하게 움직인다 스테퍼 모터말하자면 디스크 표면에서 만지지 않고 미크론 단위의 거리에서 "떠다닌다". 정보를 기록하면 디스크 표면에 동심원의 형태로 자화된 영역이 형성됩니다. 그들은 자기 트랙이라고합니다. 이동하면서 헤드는 다음 트랙마다 멈춥니다. 모든 표면에서 다른 하나 아래에 있는 트랙 세트를 실린더라고 합니다. 모든 드라이브 헤드가 동시에 이동하여 동일한 번호의 동일한 이름의 실린더에 액세스합니다.

디스크 장치

일반적인 하드 드라이브는 HDA와 전자 보드로 구성됩니다. 모든 기계 부품은 HDA에 있으며 모든 제어 전자 장치는 보드에 있습니다. 단, HDA 내부에 헤드 가까이에 있는 프리앰프는 제외됩니다.

디스크 아래에는 플로피 드라이브와 같이 평평하거나 디스크 패키지의 스핀들에 내장된 모터가 있습니다. 디스크가 회전하면 강력한 공기 흐름이 생성되어 HDA 주변을 순환하고 측면 중 하나에 설치된 필터로 지속적으로 청소됩니다.

커넥터에 더 가까운 스핀들의 왼쪽 또는 오른쪽에는 타워 크레인을 연상시키는 회전식 포지셔너가 있습니다. 축의 한쪽에는 디스크를 향하는 얇고 길고 가벼운 베어링 자기 헤드가 있습니다. 다른 한편으로는 전자기 드라이브 와인딩이 있는 짧고 더 거대한 섕크가 있습니다. 포지셔너의 로커를 돌리면 헤드가 디스크의 중심과 주변 사이에서 호를 그리며 움직입니다. 포지셔너의 축과 스핀들 사이의 각도는 포지셔너의 축에서 헤드까지의 거리와 함께 선택되어 회전할 때 헤드의 축이 접선 트랙에서 최대한 벗어나도록 합니다.

더 많은 초기 모델로커는 스테퍼 모터의 축에 고정되었고 트랙 사이의 거리는 스텝 크기에 의해 결정되었습니다. 현대 모델에서는 불연속이없는 소위 선형 모터가 사용되며 디스크에 기록 된 신호에 따라 트랙에 설치가 수행되므로 드라이브의 정확도가 크게 향상되고 디스크의 기록 밀도.

포지셔너의 권선은 영구 자석인 고정자로 둘러싸여 있습니다. 특정 크기와 극성의 전류가 권선에 적용되면 로커가 해당 가속도와 함께 적절한 방향으로 회전하기 시작합니다. 권선의 전류를 동적으로 변경하여 포지셔너를 원하는 위치로 설정할 수 있습니다. 이러한 구동 시스템을 라우드스피커 콘에 비유하여 보이스 코일(보이스 코일)이라고 합니다.

소위 마그네틱 래치는 일반적으로 섕크에 있습니다. 작은 영구 자석은 헤드의 극단적 인 내부 위치 (착륙 영역 - 착륙 영역)에서 고정자 표면으로 끌어 당겨져이 위치에 로커 암을 고정합니다. . 이것은 디스크와 접촉하는 동시에 디스크 표면에 놓여있는 헤드의 소위 주차 위치입니다. 많은 고가 모델(보통 SCSI)에서는 포지셔너를 고정하기 위해 특수 전자석이 제공되며, 이 전자석의 전기자는 자유 위치에서 로커의 움직임을 차단합니다. 디스크의 랜딩 존에는 정보가 기록되지 않습니다.

나머지 여유 공간에는 헤드와 스위치에서 가져온 신호의 전치 증폭기가 있습니다. 포지셔너는 유연한 리본 케이블을 사용하여 프리앰프 보드에 연결되지만 일부 하드 드라이브(특히 일부 Maxtor AV 모델)에서는 권선이 별도의 단일 코어 와이어로 구동되며 활성 작동 중에 끊어지는 경향이 있습니다. HDA는 대기압에서 먼지가 없는 일반 공기로 채워져 있습니다. 일부 하드 드라이브의 HDA 덮개에는 내부와 외부의 압력을 균등화하는 역할을 하는 얇은 필름으로 밀봉된 작은 창이 특별히 제작되었습니다. 일부 모델에서는 창문이 통기성 필터로 닫힙니다. 일부 하드 드라이브 모델에서는 스핀들 및 포지셔너 축이 한 곳에서만 고정됩니다. 하드 드라이브 케이스의 경우 나사로 HDA 덮개에 추가로 부착됩니다. 두 번째 모델은 고정 중 미세 변형에 더 민감합니다. 고정 나사를 강하게 조이면 축의 허용할 수 없는 정렬 불량이 발생하기에 충분합니다. 경우에 따라 이러한 편향은 되돌리기 어렵거나 완전히 되돌릴 수 없게 될 수 있습니다. 전자 기판 - 탈착식, 하나 또는 두 개의 커넥터를 통해 HDA에 연결됨 다양한 디자인. 보드에는 하드 드라이브의 메인 프로세서, 프로그램이 포함된 ROM, 일반적으로 디스크 버퍼로 사용되는 작업 RAM, 읽기 신호를 기록하고 처리하기 위한 DSP(디지털 신호 프로세서) 및 인터페이스 로직이 포함됩니다. 일부 하드 드라이브에서는 프로세서 프로그램이 ROM에 완전히 저장되고 다른 하드 드라이브에서는 특정 부분이 디스크의 서비스 영역에 기록됩니다. 드라이브 매개변수(모델, 일련 번호 등)도 디스크에 기록할 수 있습니다. 일부 하드 드라이브는 이 정보를 전기적으로 재프로그래밍 가능한 ROM(EEPROM)에 저장합니다.

많은 하드 드라이브에는 전자 보드의 커넥터가 있는 특수 기술 인터페이스가 있어 벤치 장비를 사용하여 드라이브와 함께 테스트, 포맷, 결함 영역 재할당 등 다양한 서비스 작업을 수행할 수 있습니다. 최신 Conner 브랜드 드라이브의 경우 기술 인터페이스가 직렬 인터페이스 표준으로 만들어지므로 어댑터를 통해 영숫자 터미널 또는 컴퓨터 COM 포트에 연결할 수 있습니다. 이른바 TMOS(Test-Monitor System)는 ROM에 기록되어 터미널에서 주어진 명령을 감지하고 이를 실행하고 결과를 터미널로 다시 출력합니다. 플로피 디스크와 같은 초기 하드 드라이브는 깨끗한 자기 표면으로 만들어졌습니다. 초기 마킹(포맷팅)은 소비자의 재량에 따라 만들어졌으며 여러 번 수행할 수 있습니다. 최신 모델의 경우 제조 과정에서 마킹이 수행됩니다. 동시에 서보 정보가 디스크에 기록됩니다. 회전 속도를 안정화하고 섹터를 검색하며 표면의 헤드 위치를 추적하는 데 필요한 특수 표시입니다. 얼마 전까지 별도의 표면(전용)이 서보 정보를 기록하는 데 사용되었으며, 이에 따라 다른 모든 표면의 헤드가 조정되었습니다. 이러한 시스템은 초기 마킹 후 헤드 사이에 불일치가 없도록 고정하는 데 높은 강성을 요구했습니다. 이제 서보 정보가 섹터 간 간격(임베디드)에 기록되어 패킷의 가용 용량을 늘리고 이동 시스템의 강성에 대한 제한을 제거할 수 있습니다. 일부 최신 모델은 통합 추적 시스템을 사용합니다. 전용 표면과 결합된 내장 서보 정보; 이 경우 선택한 표면에서 대략적인 조정이 수행되고 내장 표시에서 미세 조정이 수행됩니다.

서보 정보는 디스크의 참조 표시이므로 하드 드라이브 컨트롤러는 손상 시 자체적으로 복원할 수 없습니다. 이러한 하드 드라이브를 소프트웨어로 포맷하면 데이터 섹터의 헤더와 체크섬만 덮어쓸 수 있습니다.

공장에서 최신 하드 드라이브의 초기 표시 및 테스트 중에 결함 섹터가 거의 항상 발견되며 특수 재매핑 테이블에 입력됩니다. 정상 작동 중에 하드 드라이브 컨트롤러는 이러한 섹터를 예비 섹터로 교체합니다. 이 섹터는 각 트랙, 트랙 그룹 또는 디스크의 전용 영역에 이러한 용도로 특별히 남겨집니다. 덕분에 새로운 하드 드라이브는 외관을 만듭니다. 총 결석표면 결함이 있지만 실제로는 거의 항상 존재합니다.

전원이 켜지면 하드 드라이브 프로세서는 전자 장치를 테스트한 후 스핀들 모터를 켜라는 명령을 내립니다. 특정 임계 회전 속도에 도달하면 디스크 표면에 의해 동반된 공기의 밀도가 헤드를 표면으로 누르는 힘을 극복하고 헤드를 표면 위의 분수에서 수 미크론까지 높이는 데 충분합니다. 디스크 - 헤드가 "플로트"합니다. 이 순간부터 속도가 임계 헤드 아래로 떨어질 때까지 에어 쿠션에 "매달려" 디스크 표면에 전혀 닿지 않습니다.

디스크가 공칭 속도(보통 3600, 4500, 5400 또는 7200rpm)에 가까운 회전 속도에 도달하면 헤드가 주차 구역에서 제거되고 서보 마크 검색이 회전 속도를 정확하게 안정화하기 시작합니다. 그런 다음 서비스 영역, 특히 결함 섹션 재할당 테이블에서 정보를 읽습니다.

초기화가 끝나면 포지셔너는 지정된 트랙 시퀀스를 반복하여 테스트됩니다. 성공하면 프로세서는 인터페이스에 준비 플래그를 설정하고 인터페이스 작동 모드로 전환합니다.

작동 중에 디스크의 헤드 위치를 추적하는 시스템은 지속적으로 작동합니다. 연속적으로 읽는 신호에서 오류 신호가 추출되어 회로에 공급됩니다. 피드백, 포지셔너 권선의 전류를 제어합니다. 트랙 중심에서 헤드가 벗어난 결과 권선에서 신호가 발생하여 제자리로 되돌리려합니다.

읽기/쓰기 수준 및 외부 인터페이스에서 데이터 스트림의 속도를 맞추기 위해 하드 드라이브에는 대개 수십 또는 수백 킬로바이트 크기의 중간 버퍼가 있습니다. 많은 모델(예: Quantum)에서 버퍼는 제어 펌웨어의 오버레이 부분이 먼저 로드되는 일반 작동 RAM에 위치하므로 실제 버퍼 크기가 전체 RAM( Quantum의 경우 128kb RAM이 있는 80-90kb). 다른 모델(Conner, Caviar)에는 별도의 버퍼 및 프로세서 RAM이 있습니다.

전원이 꺼지면 프로세서는 보드의 커패시터에 남아있는 에너지를 사용하거나 동시에 발전기로 작동하는 모터 권선에서 에너지를 추출하여 포지셔너를 주차 위치로 설정하라는 명령을 내립니다. 이것은 회전 속도가 임계 속도 아래로 떨어지기 전에 실행될 시간이 있습니다. 일부 하드 드라이브(Quantum)에서는 디스크 사이에 스프링이 장착된 로커를 배치하여 지속적으로 공기 압력을 가하여 이를 촉진합니다. 기류가 약해지면 로커가 추가로 포지셔너를 래치로 고정된 파킹 위치로 밀어 넣습니다. 스핀들을 향한 헤드의 이동은 디스크의 회전으로 인해 발생하는 구심력에 의해 촉진됩니다.

하드 디스크 작동

이제 - 실제로 하드 드라이브의 프로세스에 대해. 후에 초기 설정전자 및 역학, 하드 드라이브의 마이크로 컴퓨터는에 위치한 컨트롤러의 명령을 기다리는 모드로 들어갑니다. 시스템 보드또는 인터페이스 카드. 명령을 받으면 원하는 헤드를 켜고 서보 펄스로 원하는 트랙을 검색하고 원하는 섹터가 헤드에 "도달"할 때까지 기다렸다가 정보를 읽거나 씁니다. 컨트롤러가 하나의 섹터가 아닌 여러 섹터에 대한 읽기/쓰기를 요청한 경우 하드 드라이브는 RAM을 버퍼로 사용하고 읽기/쓰기와 컨트롤러와의 정보 전송을 결합하여 소위 블록 모드에서 작동할 수 있습니다.

을 위한 최적의 사용디스크 표면은 소위 영역 기록(Zoned Bit Recording - ZBR)을 사용하며, 그 원리는 더 긴 외부 트랙(따라서 정보 용량)에서 정보가 내부 트랙보다 더 높은 밀도로 기록된다는 것입니다. . 일정한 기록 밀도를 갖는 최대 12개 이상의 이러한 영역이 전체 표면 내에 형성됩니다. 따라서 외부 영역의 읽기 및 쓰기 속도는 내부 영역보다 빠릅니다. 이 덕분에 하드 드라이브의 "시작"에 가까운 파일은 일반적으로 "끝"에 가까운 파일보다 빠르게 처리됩니다.

이제 하드 드라이브의 매개 변수에 표시된 엄청나게 많은 수의 헤드가 어디에서 왔는지에 대해 설명합니다. 옛날 옛적에 도로에 있는 실린더, 헤드 및 섹터의 수는 실제로 하드 드라이브의 실제 물리적 매개변수(형상)를 의미했습니다. 그러나 ZBR을 사용할 때 섹터 수는 트랙마다 다르며 각 하드 드라이브에 대해 이러한 숫자가 다릅니다. 따라서 하드 드라이브가 컨트롤러에 일부 조건부 매개변수를 알릴 때 소위 논리 구조가 사용되기 시작했습니다. 명령을 받으면 자체적으로 논리적 주소를 물리적 주소로 변환합니다. 동시에 520개의 실린더, 128개의 헤드 및 63개의 섹터(총 볼륨 - 2GB)와 같은 논리적 구조가 있는 하드 드라이브에는 2개의 디스크와 4개의 읽기/쓰기 헤드가 있을 가능성이 큽니다.

최신 세대의 하드 드라이브는 PRML(부분 응답, 최대 가능성) 및 S.M.A.R.T를 사용합니다. (자체 모니터링 분석 및 보고 기술 - 자체 모니터링 분석 및 보고 기술). 첫 번째는 기존 기록 밀도에서 더 이상 디스크 표면의 신호를 명확하고 모호하지 않게 읽을 수 없다는 사실 때문에 개발되었습니다. 간섭 및 왜곡 수준이 매우 높습니다. 신호를 직접 변환하는 대신 샘플 세트와 비교되며 최대 유사성을 기반으로 하나 또는 다른 코드 단어의 수신에 대한 결론이 내려집니다. 비뚤어진.

S.M.A.R.T. 기술을 구현하는 하드 드라이브는 플래시 ROM 또는 서비스에 정기적으로 저장되는 작동 매개변수(시작/중지 횟수 및 작업 시간, 스핀들 가속 시간, 감지/수정 오류 등)에 대한 통계를 유지합니다. 디스크 영역. 이 정보는 하드 드라이브의 수명 동안 축적되며 언제든지 분석 프로그램에서 요청할 수 있습니다. 역학 상태, 작동 조건 또는 대략적인 고장 확률을 판단하는 데 사용할 수 있습니다.

비슷한 정보입니다.

하드 디스크 장치

아르티옴 루브초프,알랩 Leonid Vorzhev는 러시아어와 영어 용어 간의 연결을 명확히 했습니다.

이 기사의 목적은 최신 하드 드라이브의 구조를 설명하고, 주요 구성 요소에 대해 이야기하고, 어떻게 보이고 호출되는지 보여주는 것입니다. 또한 하드 드라이브 구성 요소를 설명하는 러시아어와 영어 용어 간의 관계를 보여줍니다.

명확성을 위해 3.5인치 SATA 드라이브를 살펴보겠습니다. 새로운 테라바이트 Seagate ST31000333AS가 될 것입니다. 기니피그를 조사해 봅시다.

구리 트랙, 전원 커넥터 및 SATA가 있는 녹색 텍스트라이트를 전자 기판 또는 제어 기판(인쇄 회로 기판, PCB)이라고 합니다. 하드 드라이브의 작동을 관리하는 데 사용됩니다. 검은색 알루미늄 케이스와 그 내용물을 HDA(Head 및 디스크 Assembly, HDA) 전문가들은 이것을 "캔"이라고도 부릅니다. 내용물이 없는 본체를 HDA(베이스)라고도 합니다.

이제 인쇄 회로 기판을 제거하고 그 위에 놓인 부품을 살펴보겠습니다.

가장 먼저 눈을 사로잡는 것은 중간에 위치한 대형 칩인 마이크로 컨트롤러 또는 프로세서(Micro Controller Unit, MCU)입니다. 최신 하드 드라이브에서 마이크로 컨트롤러는 모든 계산을 수행하는 CPU(중앙 처리 장치) 자체와 헤드에서 들어오는 것을 변환하는 특수 장치인 읽기/쓰기 채널(읽기/쓰기 채널)의 두 부분으로 구성됩니다. 아날로그 신호읽기 동작 중에는 디지털 데이터로 변환하고 쓰기 동작 중에는 디지털 데이터를 아날로그 신호로 인코딩합니다. 프로세서에는 다른 구성 요소를 제어하기 위한 입출력 포트(IO 포트)가 있습니다. 인쇄 회로 기판, SATA 인터페이스를 통한 데이터 전송.

메모리 칩은 기존의 DDR SDRAM 메모리입니다. 메모리 양은 하드 디스크 캐시의 크기를 결정합니다. 이 회로 기판에는 32MB Samsung DDR 메모리가 있습니다. 이 메모리는 이론적으로 드라이브에 32MB 캐시를 제공하지만(이는 정확히 하드 드라이브 사양에 제공된 양입니다) 이것은 완전히 사실이 아닙니다. 사실 메모리는 논리적으로 버퍼메모리(캐시)와 펌웨어 메모리로 나뉩니다. 프로세서는 펌웨어 모듈을 로드하기 위해 약간의 메모리가 필요합니다. 우리가 아는 한 Hitachi/IBM만이 사양 시트에 실제 캐시 양을 나열합니다. 나머지 드라이브의 경우 캐시 양에 대해서만 추측할 수 있습니다.

다음 칩은 엔진 및 헤드 유닛 제어 컨트롤러 또는 "트위스트"(음성 코일 모터 컨트롤러, VCM 컨트롤러)입니다. 또한 이 칩은 보드에 있는 2차 전원 공급 장치를 제어하며, 여기서 프로세서와 HDA에 있는 전치 증폭기 스위칭 칩(전치 증폭기, 전치 증폭기)에 전원이 공급됩니다. 이것은 인쇄 회로 기판의 주요 에너지 소비자입니다. 스핀들의 회전과 헤드의 움직임을 제어합니다. VCM 컨트롤러 코어는 100°C에서도 작동할 수 있습니다.

드라이브 펌웨어의 일부는 플래시 메모리에 저장됩니다. 디스크에 전원이 공급되면 마이크로 컨트롤러는 플래시 칩의 내용을 메모리에 로드하고 코드 실행을 시작합니다. 올바르게 로드된 코드가 없으면 디스크는 회전하고 싶지 않을 것입니다. 보드에 플래시 칩이 없으면 마이크로 컨트롤러에 내장되어 있습니다.

진동 센서(충격 센서)는 디스크에 위험한 흔들림에 반응하고 이에 대한 신호를 VCM 컨트롤러에 보냅니다. VCM은 즉시 헤드를 파킹하고 디스크가 회전하는 것을 멈출 수 있습니다. 이론적으로 이 메커니즘은 추가 손상으로부터 드라이브를 보호해야 하지만 실제로는 작동하지 않으므로 디스크를 떨어뜨리지 마십시오. 일부 디스크에서는 진동 센서가 매우 민감하여 아주 작은 진동에도 반응합니다. 센서에서 수신된 데이터를 통해 VCM 컨트롤러는 헤드의 움직임을 수정할 수 있습니다. 이러한 디스크에는 최소 2개의 진동 센서가 설치됩니다.

이 보드에는 과도 전압 억제(TVS)라는 또 다른 보호 장치가 있습니다. 전력 서지로부터 보드를 보호합니다. 전력 서지 동안 TVS가 소진되어 접지에 단락이 발생합니다. 이 보드에는 5볼트와 12볼트의 두 개의 TV가 있습니다.

이제 HDA를 고려하십시오.

보드 아래에는 모터와 헤드의 접점이 있습니다. 또한 디스크 케이스에는 거의 눈에 띄지 않는 작은 구멍(호흡 구멍)이 있습니다. 압력을 균등화하는 역할을 합니다. 많은 사람들은 하드 드라이브 내부에 진공이 있다고 생각합니다. 실제로는 그렇지 않습니다. 이 구멍을 통해 디스크는 격리실 내부와 외부의 압력을 균등화할 수 있습니다. 내부에서 이 구멍은 먼지와 습기 입자를 가두는 호흡 필터로 덮여 있습니다.

이제 격리 구역 내부를 살펴보겠습니다. 디스크 덮개를 제거합니다.

뚜껑 자체는 특별하지 않습니다. 먼지를 막아주는 고무 씰이 있는 금속 조각일 뿐입니다. 마지막으로, 격리 구역을 채우는 것을 고려하십시오.

소중한 정보는 팬케이크 또는 접시(플래터)라고도 하는 금속 디스크에 저장됩니다. 사진에서 당신은 상단 플레이트를 볼 수 있습니다. 판은 광택이 나는 알루미늄 또는 유리로 만들어졌으며 강자성 물질을 포함한 다양한 조성의 여러 층으로 덮여 있으며 실제로 데이터가 저장됩니다. 팬케이크 사이와 상단 위에는 분리기 또는 분리기(댐퍼 또는 분리기)라고 하는 특수 판이 있습니다. 공기 흐름을 균일화하고 음향 소음을 줄이는 데 필요합니다. 일반적으로 알루미늄 또는 플라스틱으로 만들어집니다. 알루미늄 분리기는 격리 구역 내부의 공기를 냉각시키는 데 더 성공적입니다.

팬케이크와 분리기의 측면 보기입니다.

읽기-쓰기 헤드(헤드)는 마그네틱 헤드 유닛 또는 HSA(Head Stack Assembly, HSA)의 브래킷 끝에 설치됩니다. 파킹존은 스핀들이 정지했을 때 정상 디스크의 헤드가 있어야 하는 영역입니다. 이 디스크를 사용하면 사진에서 볼 수 있듯이 주차 영역이 스핀들에 더 가깝습니다.

일부 드라이브에서는 번호판 외부에 있는 특수 플라스틱 주차 공간에 주차가 이루어집니다.

하드 드라이브는 정밀한 위치 지정 메커니즘이며 제대로 작동하려면 매우 깨끗한 공기가 필요합니다. 사용하는 동안 미세한 금속 입자와 그리스가 하드 드라이브 내부에 형성될 수 있습니다. 디스크 내부의 공기를 즉시 청소하기 위해 재순환 필터가 있습니다. 이것은 가장 작은 입자를 지속적으로 수집하고 포획하는 첨단 장치입니다. 필터는 플레이트의 회전에 의해 생성된 공기 흐름 경로에 있습니다.

이제 상단 자석을 제거하고 그 아래에 무엇이 숨겨져 있는지 살펴보겠습니다.

하드 드라이브는 매우 강력한 네오디뮴 자석을 사용합니다. 이 자석은 자기 무게의 1,300배를 들어 올릴 수 있을 정도로 강력합니다. 따라서 자석과 금속 또는 다른 자석 사이에 손가락을 넣지 마십시오. 타격은 매우 민감합니다. 이 사진은 BMG 리미터를 보여줍니다. 그들의 임무는 헤드의 움직임을 제한하여 플레이트 표면에 남겨 두는 것입니다. 다른 모델의 BMG 리미터는 다르게 배열되지만 항상 두 가지가 있으며 모든 최신 하드 드라이브에 사용됩니다. 우리 드라이브에서 두 번째 리미터는 하단 자석에 있습니다.

여기에서 볼 수 있는 것이 있습니다.

여기서 우리는 또한 자기 헤드 블록의 일부인 코일(보이스 코일)을 봅니다. 코일과 자석은 VCM 드라이브(Voice Coil Motor, VCM)를 형성합니다. 드라이브와 자기 헤드 블록은 헤드를 움직이는 장치인 포지셔너(액추에이터)를 형성합니다. 복잡한 모양의 검은색 플라스틱 조각을 래치(액추에이터 래치)라고 합니다. 스핀들 모터가 일정 회전수에 도달하면 HMG를 해제하는 안전 장치입니다. 이것은 공기 흐름의 압력으로 인해 발생합니다. 래치는 주차 위치에서 원치 않는 움직임으로부터 헤드를 보호합니다.

이제 마그네틱 헤드 블록을 제거하겠습니다.

BMG의 움직임의 정확성과 부드러움은 정밀 베어링에 의해 지원됩니다. 알루미늄 합금으로 만들어진 BMG의 가장 큰 부분은 일반적으로 브래킷 또는 로커(암)라고 합니다. 로커의 끝에는 스프링 서스펜션의 헤드가 있습니다(Heads Gimbal Assembly, HGA). 일반적으로 헤드와 로커암은 다른 제조업체에서 공급합니다. 유연한 케이블(Flexible Printed Circuit, FPC)은 제어 보드와 짝을 이루는 패드로 연결됩니다.

BMG의 구성 요소를 더 자세히 고려하십시오.

케이블에 연결된 코일입니다.

베어링.

다음 사진은 BMG 연락처를 보여줍니다.

개스킷(개스킷)은 연결의 견고성을 보장합니다. 따라서 공기는 압력 균등화 구멍을 통해서만 디스크와 헤드 유닛 내부로 들어갈 수 있습니다. 이 디스크의 접점은 전도성을 향상시키기 위해 얇은 금층으로 코팅되어 있습니다.

이것은 고전적인 로커 디자인입니다.

스프링 행거 끝에 있는 작은 검은색 조각을 슬라이더라고 합니다. 많은 출처는 슬라이더와 헤드가 하나이며 동일하다고 나타냅니다. 실제로 슬라이더는 팬케이크 표면 위로 머리를 올려 정보를 읽고 쓰는 데 도움이 됩니다. 최신 하드 드라이브에서 헤드는 팬케이크 표면에서 5-10 나노미터 거리에서 움직입니다. 그에 비해 사람의 머리카락은 지름이 약 25,000나노미터입니다. 입자가 슬라이더 아래로 들어가면 마찰과 고장으로 인해 헤드가 과열될 수 있으므로 격리실 내부 공기의 순도가 매우 중요합니다. 읽기 및 쓰기 요소 자체는 슬라이더 끝에 있습니다. 그것들은 너무 작아서 좋은 현미경으로만 볼 수 있습니다.

보시다시피 슬라이더의 표면은 평평하지 않고 공기 역학적 홈이 있습니다. 슬라이더의 비행 고도를 안정화하는 데 도움이 됩니다. 슬라이더 아래의 공기는 에어 쿠션(에어베어링 표면, ABS)을 형성합니다. 에어 쿠션은 슬라이더의 비행을 팬케이크 표면과 거의 평행하게 유지합니다.

여기 또 다른 슬라이더 이미지가 있습니다.

헤드 접점이 여기에 명확하게 표시됩니다.

이것은 아직 논의되지 않은 BMG의 또 다른 중요한 부분입니다. 프리앰프(프리앰프, 프리앰프)라고 합니다. 전치 증폭기는 헤드를 제어하고 헤드에서 들어오고 나가는 신호를 증폭하는 칩입니다.

전치 증폭기는 매우 간단한 이유로 BMG에 직접 위치합니다. 헤드에서 오는 신호가 매우 약합니다. 최신 드라이브에서는 주파수가 약 1GHz입니다. 격리 구역에서 프리앰프를 꺼내면 약한 신호컨트롤 보드로 가는 도중에 강하게 사라질 것입니다.

더 많은 트랙이 프리앰프에서 헤드(오른쪽)로 이어지며 격리 영역(왼쪽)으로 이어집니다. 사실 하드 디스크는 둘 이상의 헤드(쓰기 및 읽기 요소 쌍)와 동시에 작동할 수 없습니다. 하드 디스크는 신호를 프리앰프에 보내고 하드 디스크가 현재 액세스하고 있는 헤드를 선택합니다. 이 하드 드라이브에는 각 헤드로 이어지는 6개의 트랙이 있습니다. 왜 그렇게 많이? 하나의 트랙은 접지이고 두 개는 읽기 및 쓰기 요소용입니다. 다음 두 트랙은 슬라이더를 움직이거나 돌릴 수 있는 특수 압전 또는 자기 장치인 미니 액츄에이터를 제어하기 위한 것입니다. 이것은 트랙 위의 헤드 위치를 보다 정확하게 설정하는 데 도움이 됩니다. 마지막 경로는 히터로 연결됩니다. 히터는 헤드의 비행 높이를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 히터는 슬라이더와 로커를 연결하는 서스펜션으로 열을 전달합니다. 행거는 열팽창 특성이 다른 두 가지 합금으로 만들어집니다. 가열되면 서스펜션이 팬케이크 표면 쪽으로 구부러져 헤드의 비행 높이가 줄어듭니다. 냉각되면 서스펜션이 곧게 펴집니다.

헤드에 대해서는 충분하니 디스크를 더 분해해 봅시다. 상단 분리기를 제거하십시오.

다음은 어떻게 생겼는지입니다.

다음 사진에서 상단 분리기와 헤드 어셈블리가 제거된 격리 영역을 볼 수 있습니다.

아래쪽 자석이 보입니다.

이제 클램핑 링(플래터 클램프).

이 링은 플레이트 스택을 함께 고정하여 서로에 대해 이동하는 것을 방지합니다.

팬케이크는 스핀들(스핀들 허브)에 묶여 있습니다.

팬케이크를 잡고 있는 것이 아무것도 없으므로 상단 팬케이크를 제거하겠습니다. 아래 내용입니다.

이제 머리 공간이 어떻게 만들어지는지 분명해졌습니다. 팬케이크 사이에 스페이서 링이 있습니다. 사진은 두 번째 팬케이크와 두 번째 분리기를 보여줍니다.

스페이서 링은 비자성 합금 또는 폴리머로 만들어진 고정밀 부품입니다. 벗자.

디스크에서 다른 모든 것을 꺼내 HDA의 바닥을 살펴보겠습니다.

압력 균등화 구멍은 이렇게 생겼습니다. 에어 필터 바로 아래에 있습니다. 필터를 자세히 살펴보겠습니다.

외부 공기에는 반드시 먼지가 포함되어 있기 때문에 필터에는 여러 층이 있습니다. 순환 필터보다 훨씬 두껍습니다. 때로는 공기 습도와 싸우기 위해 실리카겔 입자가 포함되어 있습니다.

하드 드라이브 또는 하드 드라이브라고도 하는 하드 드라이브는 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 컴퓨터 시스템. 모두가 그것에 대해 알고 있습니다. 그러나 원칙적으로 모든 현대 사용자와는 거리가 멀고 하드 드라이브가 어떻게 작동하는지 추측합니다. 일반적으로 작동 원리는 기본적인 이해를 위해 매우 간단하지만 몇 가지 뉘앙스가 있으며 더 자세히 설명합니다.

하드 드라이브의 용도 및 분류에 대한 질문이 있습니까?

물론 목적의 문제는 수사학적이다. 모든 사용자, 심지어 가장 입문 단계, 하드 드라이브(하드 드라이브, 하드 드라이브 또는 HDD라고도 함)가 정보를 저장하는 데 사용된다고 즉시 응답합니다.

일반적으로 사실입니다. 하드 디스크에는 운영 체제 및 사용자 파일 외에도 OS가 시작하는 부팅 섹터와 빠르게 찾을 수 있는 표시가 있다는 것을 잊지 마십시오. 필요한 정보.

최신 모델은 매우 다양합니다. 일반 HDD, 외부 강성디스크, 고속 SSD, 정확히 일치하지만 하드 드라이브귀속되고 인정되지 않습니다. 또한 장치와 하드 드라이브의 작동 원리를 고려하는 것이 완전하지는 않더라도 최소한 기본 용어와 프로세스를 이해하기에 충분할 정도로 고려하는 것이 좋습니다.

몇 가지 기본 기준에 따라 최신 HDD를 특별 분류하기도 합니다. 그 중 다음을 구분할 수 있습니다.

• 정보를 저장하는 방법;
• 매체 유형;
• 정보에 대한 액세스를 구성하는 방법.

하드 드라이브를 하드 드라이브라고 하는 이유는 무엇입니까?

오늘날 많은 사용자가 왜 소형 무기와 관련된 하드 드라이브를 호출하는지에 대해 생각하고 있습니다. 이 두 장치 사이에 무엇이 공통적일 수 있습니까?

이 용어 자체는 1973년에 세계 최초의 HDD가 시장에 출시되었을 때 나타났습니다. HDD의 디자인은 하나의 밀봉된 컨테이너에 두 개의 별도 구획으로 구성되어 있습니다. 각 구획의 용량은 30MB 였기 때문에 엔지니어는 디스크에 코드 이름 "30-30"을 부여했으며 이는 당시 인기있는 총 "30-30 Winchester"의 브랜드와 완전히 일치했습니다. 사실, 90년대 초 미국과 유럽에서 이 이름은 사실상 사용되지 않았지만, 소비에트 이후 공간에서는 여전히 인기가 있습니다.

하드 드라이브의 장치 및 작동 원리

그러나 우리는 탈선합니다. 하드 디스크의 작동 원리는 정보를 읽거나 쓰는 과정으로 간단히 설명할 수 있습니다. 하지만 어떻게 됩니까? 자기 하드 드라이브의 작동 원리를 이해하려면 먼저 작동 원리를 연구해야 합니다.

하드 드라이브 자체는 플래터 세트이며, 그 수는 4개에서 9개까지 다양하며 스핀들이라고 하는 축(축)으로 서로 연결되어 있습니다. 판은 다른 판 위에 놓입니다. 대부분의 경우 제조 재료는 알루미늄, 황동, 세라믹, 유리 등입니다. 플레이트 자체에는 감마 페라이트 산화물, 크롬 산화물, 바륨 페라이트 등을 기반으로 하는 플래터라는 재료 형태의 특수 자기 코팅이 있습니다. 이러한 각 판의 두께는 약 2mm입니다.

방사형 헤드는 정보를 쓰고 읽는 역할을 하며(각 플레이트에 하나씩) 두 표면이 플레이트에 사용됩니다. 3600~7200rpm의 범위를 가질 수 있으며 두 개의 전기 모터가 헤드를 움직이는 역할을 합니다.

동시에, 컴퓨터 하드 드라이브의 기본 원리는 정보가 어디에도 기록되지 않고 동심원 트랙 또는 트랙에 있는 섹터라고 하는 엄격하게 정의된 위치에 기록된다는 것입니다. 혼동을 피하기 위해 균일한 규칙이 적용됩니다. 이것은 논리적 구조의 관점에서 볼 때 하드 디스크 드라이브의 작동 원리가 보편적임을 의미합니다. 예를 들어, 전 세계적으로 단일 표준으로 채택된 한 섹터의 크기는 512바이트입니다. 차례로, 섹터는 인접 섹터의 시퀀스인 클러스터로 나뉩니다. 그리고 이와 관련하여 하드 디스크 작동 원리의 특징은 정보 교환이 전체 클러스터 (정수 개의 섹터 체인)에 의해 수행된다는 것입니다.

그러나 정보는 어떻게 읽습니까? 하드 드라이브 작동 원리 자기 디스크다음과 같이 보입니다. 특수 브래킷을 사용하여 판독 헤드가 방사형(나선형) 방향으로 원하는 트랙으로 이동하고 회전하면 지정된 섹터 위에 위치하며 모든 헤드가 동시에 이동하여 다른 트랙뿐만 아니라 다른 디스크( 플레이트)에서도. 동일한 모든 트랙 일련 번호실린더라고 합니다.

동시에 하드 디스크 작동의 또 하나의 원리를 구별할 수 있습니다. 읽기 헤드가 자기 표면에 가까울수록(하지만 만지지는 않음) 기록 밀도가 높아집니다.

정보는 어떻게 쓰고 읽습니까?

하드 드라이브 또는 하드 드라이브는 패러데이와 맥스웰이 공식화한 자기 물리학 법칙을 사용하기 때문에 자기라고 불렸습니다.

이미 언급했듯이 비자기적으로 민감한 재료로 만들어진 판은 자기 코팅으로 코팅되어 있으며 그 두께는 불과 몇 마이크로미터에 불과합니다. 작동 중에 소위 도메인 구조를 갖는 자기장이 발생합니다.

자구는 경계에 의해 엄격하게 제한되는 합금철의 자화된 영역입니다. 또한 하드 디스크의 작동 원리는 다음과 같이 간략하게 설명할 수 있습니다. 외부 자기장이 가해지면 디스크 자체 자기장이 자기 선을 따라 엄격하게 방향을 지정하기 시작하고 충격이 중지되면 잔류 자화 영역이 나타납니다. 이전에 메인 필드에 포함된 정보가 저장된 디스크에. .

판독 헤드는 기록 중 외부 필드를 생성하는 역할을 하며, 판독 시 헤드 반대편에 있는 잔류 자화 영역에서 기전력 또는 EMF를 생성합니다. 또한 모든 것이 간단합니다. EMF의 변화는 바이너리 코드, 부재 또는 종료는 0입니다. EMF의 변화 시간을 일반적으로 비트 요소라고 합니다.

또한, 순전히 컴퓨터 과학의 이유로 자기 표면은 정보 비트의 특정 점선 시퀀스와 연관될 수 있습니다. 그러나 이러한 점의 위치를 ​​절대적으로 정확하게 계산할 수 없기 때문에 원하는 위치를 결정하는 데 도움이 되는 미리 제공된 표시를 디스크에 설정해야 합니다. 이러한 표시를 만드는 것을 포맷이라고 합니다(대략적으로 디스크를 트랙으로 나누고 섹터를 클러스터로 결합).

포맷 측면에서 하드 디스크의 논리적 구조와 작동 원리

HDD의 논리적 구성과 관련하여 낮은 수준(물리적)과 높은 수준(논리적)의 두 가지 주요 유형으로 구분되는 포맷이 먼저 여기에 있습니다. 이러한 단계가 없으면 하드 드라이브를 작동 상태로 만드는 것에 대해 이야기할 필요가 없습니다. 새 하드 드라이브를 초기화하는 방법은 별도로 설명합니다.

로우 레벨 포맷은 트랙을 따라 위치한 섹터를 생성하는 HDD 표면에 물리적인 영향을 미칩니다. 하드 디스크의 작동 원리는 생성 된 각 섹터가 섹터 자체의 번호, 그것이 위치한 트랙의 번호 및 측면 번호를 포함하는 고유 한 주소를 갖는 것과 같습니다. 접시의. 따라서 직접 액세스를 구성할 때 동일한 램주어진 주소로 직접 주소를 지정하고 전체 표면에서 필요한 정보를 검색하지 않으므로 속도가 달성됩니다(이것이 가장 중요한 것은 아니지만). 로우레벨 포맷을 하면 절대적으로 모든 정보가 지워지며 대부분의 경우 복구가 불가능하니 유의하시기 바랍니다.

또 다른 것은 논리적 포맷입니다(Windows 시스템에서 이것은 빠른 포맷 또는 빠른 포맷입니다). 또한 이러한 프로세스는 동일한 원칙에 따라 작동하는 기본 하드 드라이브의 일부 영역인 논리 파티션 생성에 적용할 수 있습니다.

논리적 형식은 주로 다음으로 구성된 시스템 영역에 영향을 미칩니다. 부트 섹터파티션 테이블(부트 레코드), 파일 할당 테이블(FAT, NTFS 등) 및 루트 디렉터리(루트 디렉터리).

정보는 여러 부분의 클러스터를 통해 섹터에 기록되며 하나의 클러스터에는 두 개의 동일한 개체(파일)가 포함될 수 없습니다. 실제로 논리 파티션을 생성하면 기본 시스템 파티션과 분리되므로 오류 및 오류가 발생할 때 저장된 정보가 변경되거나 삭제되지 않습니다.

HDD 주요 기능

일반적으로 하드 드라이브의 원리는 조금 명확해 보입니다. 이제 최신 하드 드라이브의 모든 가능성(또는 단점)에 대한 완전한 그림을 제공하는 주요 특성으로 넘어가겠습니다.

하드 드라이브의 작동 원리와 주요 특성은 완전히 다를 수 있습니다. 우리가 말하는 내용을 이해하기 위해 오늘날 알려진 모든 정보 저장 장치를 특징짓는 가장 기본적인 매개변수를 강조해 보겠습니다.

• 용량(볼륨);
• 속도(데이터 액세스 속도, 정보 읽기 및 쓰기);
• 인터페이스(연결 방법, 컨트롤러 유형).

용량은 하드 드라이브에 기록 및 저장할 수 있는 정보의 총량입니다. HDD 산업은 오늘날 2TB 이상의 용량을 가진 하드 드라이브가 이미 사용되고 있을 정도로 빠르게 발전하고 있습니다. 그리고 믿어지는 바와 같이 이것이 한계가 아닙니다.

인터페이스는 가장 중요한 기능입니다. 장치가 마더보드에 연결되는 방식, 사용되는 컨트롤러, 읽기 및 쓰기가 수행되는 방식 등을 정확하게 결정합니다. 가장 일반적인 주요 인터페이스는 IDE, SATA 및 SCSI입니다.

IDE 인터페이스가 있는 디스크는 비싸지 않지만 주요 단점 중 하나는 다음과 같습니다. 한정 수량동시에 연결된 장치(최대 4개) 및 낮은 데이터 전송 속도(Ultra DMA 직접 메모리 액세스 또는 Ultra ATA 프로토콜(모드 2 및 모드 4)이 지원되는 경우에도 마찬가지입니다. / 쓰기 속도는 최대 16Mb/s이지만 실제로는 속도가 훨씬 더 낮습니다. 또한 UDMA 모드를 사용하려면 이론상 함께 제공되어야 하는 특수 드라이버를 설치해야 합니다. 마더보드.

하드 드라이브의 작동 원리와 특성에 대해 말하면 무시할 수 없으며 IDE ATA 버전의 후속 제품입니다. 이 기술의 장점은 고속 Fireware IEEE-1394 버스를 사용하여 읽기/쓰기 속도를 최대 100Mb/s까지 높일 수 있다는 것입니다.

마지막으로 SCSI 인터페이스는 이전 두 가지에 비해 가장 유연하고 빠릅니다(쓰기/읽기 속도가 160Mb/s 이상에 도달함). 그러나 이러한 하드 드라이브는 거의 두 배나 비쌉니다. 그러나 동시에 연결된 저장 장치의 수는 7에서 15이며 컴퓨터의 전원을 차단하지 않고도 연결할 수 있으며 케이블 길이는 약 15-30미터가 될 수 있습니다. 실제로 이런 종류의 HDD는 사용자 PC가 아닌 서버에서 주로 사용된다.

전송 속도를 나타내는 속도와 처리량 I/O는 일반적으로 전송 시간과 전송되는 순차 데이터의 양으로 표시되며 Mbps로 표시됩니다.

몇 가지 추가 옵션

하드 디스크의 작동 원리와 기능에 영향을 미치는 매개 변수에 대해 말하면 일부를 무시할 수 없습니다. 추가 특성, 장치의 성능이나 수명에 영향을 줄 수 있습니다.

여기서 우선 회전 속도가 원하는 섹터의 검색 및 초기화(인식) 시간에 직접적인 영향을 미칩니다. 이것은 소위 숨겨진 탐색 시간입니다. 원하는 섹터가 읽기 헤드로 전환되는 간격입니다. 오늘날에는 드웰 시간(밀리초)과 분당 회전수로 표시되는 스핀들 속도에 대해 여러 표준이 채택되었습니다.

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

속도가 높을수록 섹터 검색에 소요되는 시간이 줄어들고 물리적 측면에서 디스크 회전에 필요한 플래터 위치 지정 지점이 헤드에 설정될 때까지 사용된다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.

또 다른 매개변수는 내부 전송 속도입니다. 외부 트랙에서는 최소이지만 내부 트랙으로 점진적으로 전환함에 따라 증가합니다. 따라서 자주 사용하는 데이터를 디스크의 가장 빠른 영역으로 옮기는 동일한 조각 모음 프로세스는 읽기 속도가 더 빠른 내부 트랙으로 옮기는 것에 불과합니다. 외부 속도는 고정 값을 가지며 사용되는 인터페이스에 직접적으로 의존합니다.

마지막으로, 중 하나 중요한 포인트하드 드라이브 자체 캐시 또는 버퍼의 존재와 관련됩니다. 사실 버퍼를 사용한다는 관점에서 하드디스크의 원리는 운영상이나 가상 메모리. 캐시 메모리의 양이 많을수록(128-256KB) 하드 드라이브가 더 빨리 작동합니다.

HDD의 주요 요구 사항

대부분의 경우 하드 드라이브에 적용되는 기본 요구 사항은 많지 않습니다. 가장 중요한 것은 긴 서비스 수명과 신뢰성입니다.

대부분의 HDD의 주요 표준은 작동 시간이 최소 50만 시간인 약 5-7년의 서비스 수명으로 간주되지만 고급형 하드 드라이브의 경우 이 수치는 최소 100만 시간입니다.

안정성에 관해서는 S.M.A.R.T. 자체 테스트 기능이 담당하며, 이는 하드 드라이브의 개별 요소 상태를 모니터링하여 지속적인 모니터링을 수행합니다. 수집된 데이터를 기반으로 하여 특정 출현에 대한 예측조차도 가능한 결함더 나아가.

사용자가 빠져서는 안되는 것은 당연합니다. 따라서 예를 들어 HDD로 작업할 때 최적의 온도 범위(섭씨 0 - 50 ± 10도)를 관찰하고 하드 드라이브의 충격, 충돌 및 낙하, 먼지 또는 기타 작은 입자가 들어가지 않도록 하는 것이 매우 중요합니다. , 등등. 그건 그렇고, 많은 사람들이 담배 연기의 동일한 입자가 판독 헤드와 하드 드라이브의 자기 표면 사이의 거리와 사람의 머리카락 사이의 약 5-10 배 거리라는 것을 아는 것이 흥미로울 것입니다.

하드 드라이브 교체 시 시스템 초기화 문제

이제 어떤 이유로 사용자가 하드 드라이브를 변경하거나 추가로 설치한 경우 취해야 할 조치에 대한 몇 마디.

우리는 이 과정을 완전히 설명하지 않고 주요 단계에 대해서만 설명할 것입니다. 먼저 하드 드라이브가 연결되어 있어야 합니다. BIOS 설정, 새로운 하드웨어 결정 여부, 디스크 관리 섹션에서 부트 레코드 초기화 및 생성, 단순 볼륨 생성, 식별자(문자) 할당 및 선택에 따라 포맷 수행 파일 시스템. 그 후에야 새로운 "나사"가 완전히 작동 할 준비가됩니다.

결론

사실 이것이 최신 하드 드라이브의 기능 및 특성에 대한 기본 사항과 관련된 모든 것입니다. 작동 원리 외부 하드디스크는 고정 HDD에 사용되는 것과 실질적으로 다르지 않기 때문에 여기에서 근본적으로 고려되지 않았습니다. 유일한 차이점은 추가 드라이브를 컴퓨터 또는 랩톱에 연결하는 방법에만 있습니다. 가장 일반적인 것은 마더보드에 직접 연결된 USB 인터페이스를 통한 연결입니다. 이 경우 최대의 성능을 보장하고 싶다면 다음을 사용하는 것이 좋습니다. USB 표준 3.0(포트 내부는 파란색으로 표시됨)은 물론 외장형 HDD그를 지원합니다.

나머지는 많은 사람들이 모든 유형의 하드 드라이브가 작동하는 방식을 최소한 조금 이해한 것 같습니다. 아마도 학교 물리학 과정에서도 위에서 너무 많은 주제가 주어졌을지 모르지만 이것이 없이는 HDD의 생산 및 적용에 내재된 모든 기본 원리와 방법을 완전히 이해하는 것은 불가능할 것입니다.