Основні компоненти накопичувачів на жорстких дисках

Функція розгортки, що забезпечує рівномірний розподіл робочого тиску по поверхні диска, дозволяє запобігти розташуванню голівки над одним циліндром протягом довгого часу. Тертя, що виникає між голівкою і поверхнею жесткого диска, з часом може привести до пошкодження носія. Голівки не мають непосредственного контакту з носієм, проте знаходяться настільки близько, що постійний воздушное тиск, що створюється голівкою, плаваючою над циліндром, може стати причиною избыточного зносу. На мал. 10.10 показані допоміжний клин і вбудовані сервокоды.

Допоміжний клин

Така система запису сервокодов використовувалася в перших накопичувачах з рухливою катушкой. Вся інформація, необхідна для наведення (позиціювання) голівок, записывалась в кодах Гріючи у вузькому секторі ("клині") кожного циліндра безпосередньо перед индексной міткою. Індексна мітка позначає початок кожної доріжки, тобто допоміжна інформація записується в предындексном інтервалі, розташованому в кінці кожної дорожки. Ця ділянка необхідна для компенсації нерівномірності обертання диска і тактовой частоти запису, і контроллер диска зазвичай до нього не звертається.

Деяким контроллерам необхідно повідомляти про те, що до них підключений накопичувач з допоміжним клином. В результаті вони коректують (скорочують) довжину секторів, аби помістити область допоміжного клину.

 

Як вже наголошувалося, сучасні накопичувачі AT А і SCSI мають деяку кількість голівок і доріжок, кожна з яких розділена на певне число секторів. Ці параметры перетворені на основі реальний існуючих фізичних величин. Таким чином, опубліковані параметри далеко не завжди дозволяють отримати уявлення про точну кількість голівок або жорстких дисків, що існують в даному накопичувачі.

Автоматична парковка голівок

При виключенні живлення за допомогою контактної парковочной системи (Contact Start Stop — CSS) важелі з голівками опускаються на поверхні дисків. Накопичувачі здатні витримати тисячі "зльотів" і "посадок" голівок, але бажано, аби вони відбувалися на спеціально призначених для цього ділянках поверхні дисків, на не яких записываются дані.

При цих зльотах і посадках відбувається знос (абразія) робітника шаруючи, оскільки з-під головок вилітають "клуби пил", що складається з часток робітника шаруючи носія; якщо ж у время зльоту або посадки станеться струс накопичувача, то вірогідність пошкодження головок і дисків істотно зросте. У сучасніших накопичувачах, що використовують механизм загрузки/разгрузки, безпосередньо над зовнішньою поверхнею жорстких дисків встановлена пластина похилої, що дозволяє уникнути контакту між голівками і жесткими дисками навіть при відключенні накопичувача. Після припинення подачі напруги накопичувач з механізмом загрузки/разгрузки автоматично "паркує" голівки на наклонной пластині.

Однією з переваг приводу з рухливою котушкою є автоматична парковка голівок. Коли живлення включене, голівки позиціюють і стримуються в робочому положенні за рахунок взаємодії магнітних полів рухливої котушки і постійного магніта. При виключенні живлення поле, що утримує голівки над конкретним цилиндром, зникає, і вони починають безконтрольно ковзати по поверхнях ще не остановившихся дисків, що може стати причиною пошкоджень. Для того, щоб запобігти возможные пошкодженням накопичувача, поворотний блок голівок під'єднується до поворотної пружини. Коли комп'ютер включений, магнітна взаємодія зазвичай перевершує упругость пружини. Але при відключенні живлення голівки під впливом пружини перемещаются в зону парковки до того, як диски зупиняться. У міру зменшення частоти обертання дисків голівки з характерним потріскуванням "приземляються" саме в цій зоні.

Так, щоб в накопичувачах з приводом від рухливої котушки привести в действие механізм парковки голівок, досить просто вимкнути комп'ютер; жодні специальные програми для цього не потрібні. В разі раптового відключення живлення голівки паркуються автоматично.

Повітряні фільтри

Майже у всіх накопичувачах на жорстких дисках використовуються два повітряні фільтри: фільтр рециркуляції і барометричний фільтр. На відміну від змінних фільтрів, які встановлювалися в старих накопичувачах великих машин, вони розташовуються усередині корпусу і не підлягають заміні протягом всього терміну служби накопичувача.

У старих накопичувачах відбувалося постійне перекачування повітря зовні всередину устройства і навпаки крізь фільтр, який потрібно було періодично міняти. У современных пристроях від цієї ідеї відмовилися. Фільтр рециркуляції в блоці HDA призначений лише для очищення внутрішньої "атмосфери" від невеликих часток робітника шаруючи носія (а також від будь-яких інших дрібних часток, що потрапляють всередину HDA), які, не дивлячись на всі заходи, що робляться, все ж обсипаються з дисків при зльотах і посадках голівок

Оскільки накопичувачі ПК герметизовані і в них не відбувається перекачування повітря снаружи, вони можуть працювати навіть в умовах сильного забруднення довколишнього повітря (мал. 10.12).

Вище наголошувалося, що блок HDA герметичний, проте це не зовсім так. Зовнішнє повітря проникає всередину HDA крізь барометричний фільтр, оскільки це необхідно для выравнивания тиску зсередини і зовні блоку. Саме тому, що жорсткі диски не є повністю герметичними пристроями, виготівники вказують для них діапазон висот над рівнем морить, в якому вони зберігають працездатність (зазвичай від -300 до +3 000 м). Для деяких моделей максимальна висота підйому обмежена 2 000 м, оскільки в більш розрідженому повітрі просвіт між голівками і поверхнями носіїв виявляється недостаточным. У міру зміни атмосферного тиску повітря виходить з накопичувача або навпаки — проникає в нього крізь вентиляційний отвір, аби вирівняти тиск зовні і усередині пристрою. Проте це не наводить до забруднення "атмосфери" усередині накопичувача. Річ у тому, що барометричний фільтр, встановлений на цьому отверстии, здатний затримувати частки розміром більше 0,3 мкм, що відповідає стандартам чистоти атмосфери усередині блоку HDA. У деяких пристроях використовуються більш плотные (тонкі) фільтри, що дозволяють затримувати ще дрібніші частки. Ви легко обнаружите вентиляційні отвори на більшості блоків HDA, тоді як самі барометрические фільтри знаходяться усередині блоку.

Кілька років тому я проводив на Гаваях семінар, на якому присутні несколько співробітників астрономічної обсерваторії, розташованої на горі Мауна-Кеа. Вони жаловались, що у всіх їх комп'ютерах жорсткі диски дуже швидко виходять з буд, а некоторые відмовляються працювати із самого початку. У цьому немає нічого дивного, оскільки обсерваторія знаходиться на вершині гори, висота якої 4200 м, а в таких умовах навіть люди відчувають, м'яко кажучи, дискомфорт. Тому всім співробітникам обсерваторії було наказано користуватися для зберігання даних лише дискетами або накопичувачами на магнитной стрічці. Через деякий час компанія Adstar (дочірнє підприємство IBM, занимающееся виробництвом жорстких дисків) розробила серію повністю герметичних нако

пителей (але, звичайно, з повітрям усередині) формату 3,5 дюйма. Оскільки повітря в цих устройствах знаходиться під тиском, подібні накопичувачі можуть працювати на будь-якій висоті над рівнем морить (наприклад, в літаку) і навіть в екстремальних умовах — витримувати струси, коливання температур і так далі Такі накопичувачі призначені для військових і промислових цілей.

Акліматизація жорстких дисків

Як вже наголошувалося, блок HDA щільно закритий, але не герметизований (виключення составляют накопичувачі, призначені спеціально для військових цілей, зокрема для военной авіації). Це означає, що блок HDA не є повітронепроникним і усередині нього міститься повітря. Для вирівнювання тиску в блоці передбачено закритий фільтром отвір, через який повітря може проникати всередину або назовні.

Барометричний фільтр не перешкоджає проникненню вологи всередину блоку HDA, поэтому після деякого часу вологість повітря усередині блоку буде такою ж, як і зовні. Якщо волога почне конденсуватися усередині блоку HDA і в цей час буде включено живлення комп'ютера, то виникнуть серйозні проблеми. У інструкціях з експлуатації большинства жорстких дисків наводяться таблиці або графіки їх акліматизації при зміні умов довкілля (температури і вологості). Особливо поважно дотримувати ці условия при внесенні накопичувача з холоду в тепле приміщення, оскільки в такій ситуації конденсация вологи практично неминуча. Дана обставина в першу чергу повинні учитывать власники портативних систем з жорсткими дисками. Якщо, наприклад, взимку залишити комп'ютер в багажнику автомобіля, а потім внести його до салону і включити без предварительного прогрівання, то наслідки для накопичувача можуть виявитися вельми сумними.

Приведена далі цитата узяті з інструкції до накопичувачів компанії Control Data Corporation (пізніше перейменованою в Imprimis, а потім в Seagate).

"Якщо ви принесли  пристрій з холодного приміщення  або з вулиці, де температура  не перевищувала 10° З, не розкривайте  упаковку до тих пір, поки не  будуть задоволені приведенные нижче за вимогу; інакше із-за конденсації вологи може бути повреждена механічна частина пристрою і робочий шар дисків. Накопичувач необхідно витримати в заводській упаковці в передбачуваних умовах експлуатації протягом времени, визначуваного по приведеній тут таблиці.

Таблиця 10.4. Період акліматизації накопичувача

Вихідна температура °С Час акліматизації, ч

+4 13

-1 15

-7 16

-12 17

-18 18

-23 20

-29 22

-34 і нижче 27

Як видно з таблиці, чим холодніше накопичувач, тим довше він повинен прогріватися перед включенням (час прогрівання може доходити до діб і більш)".

Шпиндельний двигун

Двигун, що наводить в обертання диски, часто називають шпиндельним (spindle). Шпиндельний двигун завжди пов'язаний з віссю обертання дисків, жодні приводные ремені або шестерні для цього не використовуються. Двигун має бути безшумним: будь-які вибрации передаються дискам і можуть привести до помилок при прочитуванні і записі.